Fördelningen av glukos för att frigöra energi är en komplex process som kallas cellulär andning . Det förekommer i cytoplasma och mitokondrier i cellerna och kan sammanfattas i fyra huvudstadier:
1. Glykolys (cytoplasma)
* Input: Glukos (6-kolsocker)
* Utgång: 2 molekyler av pyruvat (3-kolsocker), 2 ATP (energi) och 2 NADH (elektronbärare)
* Process: Glukos bryts ned i två pyruvatmolekyler genom en serie enzymatiska reaktioner. Denna process genererar en liten mängd ATP och NADH, som kommer att användas i senare steg.
2. Pyruvatoxidation (mitokondriell matris)
* Input: 2 pyruvatmolekyler
* Utgång: 2 acetyl-CoA (2-kolenhet), 2 CO2 och 2 NADH
* Process: Pyruvat kommer in i mitokondrierna och omvandlas till acetyl-CoA. Denna process frigör koldioxid och genererar NADH.
3. Citronsyrcykel (Krebs -cykel) (mitokondriell matris)
* Input: 2 acetyl-CoA
* Utgång: 4 CO2, 6 NADH, 2 FADH2 (elektronbärare) och 2 ATP
* Process: Acetyl-CoA kommer in i citronsyrcykeln, en serie reaktioner som genererar elektronbärare (NADH och FADH2) och en liten mängd ATP. Koldioxid frisätts som en biprodukt.
4. Oxidativ fosforylering (mitokondriell inre membran)
* Input: Nadh och fadh2
* Utgång: ~ 32 ATP och vatten
* Process: Elektronbärare (NADH och FADH2) donerar elektroner till elektrontransportkedjan. När elektroner rör sig genom kedjan frigörs energi, som används för att pumpa protoner över mitokondriella membranet, vilket skapar en koncentrationsgradient. Denna lutning driver produktionen av ATP med ATP -syntas, ett protein inbäddat i membranet.
Övergripande energiutbyte:
Den fullständiga uppdelningen av en glukosmolekyl ger ungefär 38 ATP -molekyler .
Viktiga anteckningar:
* anaerob andning: I frånvaro av syre kan celler fortfarande generera energi genom en process som kallas anaerob andning. Denna process producerar mjölksyra eller etanol som en biprodukt, och dess ATP -utbyte är betydligt lägre än aerob andning.
* Reglering: Cellulär andning regleras tätt av olika mekanismer för att säkerställa effektiv energiproduktion och upprätthålla cellhomeostas.
* Andra energikällor: Medan glukos är den primära bränslekällan för cellulär andning, kan andra molekyler som fetter och proteiner också brytas ned för att generera energi.
Sammanfattning:
Cellulär andning är en viktig process som gör det möjligt för organismer att extrahera energi från glukos och använda den för olika cellulära aktiviteter. Fördelningen av glukos sker i fyra steg, som involverar en serie enzymatiska reaktioner som genererar ATP, cellens primära energiburuta.
