Cellulär andning är processen där celler omvandlar glukos (ett socker) till koldioxid och vatten. I processen släpps energi i form av en molekyl som heter adenosintrifosfat eller ATP. Eftersom syre krävs för att driva denna reaktion, anses cellulär andning också vara en typ av "brinnande" reaktion där en organisk molekyl (glukos) oxideras eller bränns, vilket frigör energi i processen.

Celler kräver ATP-energi att utföra alla nödvändiga funktioner för livet. Men hur mycket ATP behöver vi? Om våra egna celler inte ständigt ersätter ATP genom cellulär andning, skulle vi utnyttja nästan hela vår kroppsvikt i ATP på en dag.

Cellulär andning sker i tre steg: glykolys, citronsyracykeln och oxidativ fosforylering.

Enzymer

Enzymer är proteiner som katalyserar eller påverkar graden av kemiska reaktioner utan att själva förändras i processen. Specifika enzymer katalyserar varje cellreaktion.

Enhetsens huvudsakliga roll under andningsreaktionen är att hjälpa till att överföra elektroner från en molekyl till en annan. Dessa överföringar kallas "redox" -reaktioner, där förlusten av elektroner från en molekyl (oxidation) måste sammanfalla med tillsatsen av elektroner till en annan substans (reduktion).

Glykolys

Detta första steg av andningsreaktionen sker i cytoplasman eller vätskan hos cellen. Glykolys består av nio separata kemiska reaktioner, som varje katalyseras av ett specifikt enzym.

De viktigaste aktörerna i glykolys är enzymet dehydrodgenas och ett koenzym (icke-proteinhjälpmedel) som kallas NAD +. Dehydrogenas oxiderar glukos genom att avlägsna två elektroner från den och överföra dem till NAD +. I processen är glukosen delad i två pyruvatmolekyler, som fortsätter reaktionen.

Citronsyracykeln

Andrassteget i andningsreaktionen sker i en cellorganell som kallas mitokondrier, som på grund av deras roll i ATP-produktion kallas "kraftfabriker" för cellen.

Strax före citronsyracykeln startas pyruvat "prepareras" för reaktionen genom att omvandlas till en hög energi substans som kallas acetylko-enzym A eller acetyl-CoA.

Specifika enzymer i mitokondrier driver sedan de många reaktionerna som utgör citronsyracykeln (även känd som Krebs-cykeln) genom att omorganisera kemiska bindningar och delta i mer redoxreaktioner.

Vid slutet av detta steg lämnar elektronbärande molekyler citronsyracykeln och börjar det tredje steget.

Oxidativ fosforylering

Det sista steget i andningsreaktion, även kallad elektrontransportkedjan, är där th e energi utbetalning sker för cellen. Under detta steg driver syre en kedja av elektronrörelse över mitokondriernas membran. Denna överföring av elektroner driver förmågan hos enzymet ATP-syntas att producera 38 molekyler av ATP.