Mitokondrier kallas ofta "cellens krafthus" eftersom de är ansvariga för att generera majoriteten av cellens energi i form av ATP (adenosintrifosfat) . Denna process kallas cellulär andning och involverar en serie komplexa reaktioner som kan delas upp i fyra huvudstadier:
1. Glykolys:
- förekommer i cytoplasma, utanför mitokondrierna.
- Bryter ner glukos (ett socker) i pyruvat, en mindre molekyl.
- producerar en liten mängd ATP och NADH (en elektronbärare).
2. Pyruvatoxidation:
- förekommer i mitokondriell matris.
- Konverterar pyruvat till acetyl-CoA, en annan molekyl som kommer in i citronsyran.
- producerar NADH och koldioxid (CO2).
3. Citronsyrcykel (Krebs -cykel):
- förekommer i mitokondriell matris.
- En serie reaktioner som oxiderar acetyl-CoA, som producerar ATP, NADH, FADH2 (en annan elektronbärare) och CO2.
- Denna cykel är avgörande för att generera de elektronbärare som behövs för nästa steg.
4. Elektrontransportkedja (etc):
- förekommer i det inre mitokondriella membranet.
- NADH och FADH2 donerar sina elektroner till en kedja av proteinkomplex inbäddade i membranet.
- När elektroner rör sig ner i kedjan frigörs energi, som används för att pumpa protoner (H+) över membranet, vilket skapar en protongradient.
- Denna lutning tillhandahåller den potentiella energin för ATP -syntas, ett proteinkomplex som använder protonflödet för att producera ATP från ADP och oorganiskt fosfat.
Här är en förenklad analogi för att förstå processen:
Föreställ dig ett vattenhjul. Vatten som flyter från en hög reservoar till en lägre vänder hjulet och genererar kraft. På samma sätt flyter elektroner i mitokondrier från höga energinivåer i NADH och FADH2 ner ETC, vilket släpper energi som används för att "pumpa" protoner över membranet. Detta skapar en "reservoar" av protoner, som sedan flyter tillbaka genom ATP -syntas, vänder det som ett hjul och genererar ATP.
Sammanfattningsvis är mitokondriell energi skörd en komplex men effektiv process som:
- Bryter ner bränslemolekyler (som glukos) i mindre enheter.
- använder elektronbärare (NADH och FADH2) för att överföra energi.
- Använder en protongradient för att driva ATP -produktion via ATP -syntas.
Denna process är avgörande för livet, vilket ger den energi som behövs för alla cellulära aktiviteter, inklusive muskelkontraktion, nervimpulsöverföring och proteinsyntes.
