Všetko o bunkovom dýchaní

Tri procesy produkcie ATP alebo bunkovej respirácie zahŕňajú glykolýzu, cyklus trikarboxylových kyselín a oxidačnú fosforyláciu. Encyklopédia Britannica/UIG/Getty Images

Všetci potrebujeme energiu na fungovanie a tú energiu získavame z potravín, ktoré jeme. Našou úlohou je extrahovať živiny potrebné na to, aby sme mohli pokračovať, a potom ich premeniť na využiteľnú energiu bunky . Tento zložitý a zároveň účinný metabolický proces, tzv bunkové dýchanie , premieňa energiu pochádzajúcu z cukrov, sacharidov, tukov a bielkovín na adenozíntrifosfát alebo ATP, vysokoenergetickú molekulu, ktorá riadi procesy ako svalová kontrakcia a nervové impulzy. Bunkové dýchanie sa vyskytuje u oboch eukaryotické a prokaryotické bunky , pričom väčšina reakcií prebieha v cytoplazme prokaryotov a v mitochondriách eukaryotov.

Existujú tri hlavné štádiá bunkového dýchania: glykolýza, cyklus kyseliny citrónovej a transport elektrónov/oxidačná fosforylácia.

Sugar Rush

Glykolýza doslova znamená „štiepenie cukrov“ a je to 10-krokový proces, pri ktorom sa cukry uvoľňujú na energiu. Glykolýza nastáva, keď sú glukóza a kyslík dodávané bunkám krvným obehom a prebieha v cytoplazme bunky. Glykolýza môže prebiehať aj bez kyslíka, proces nazývaný anaeróbne dýchanie, príp fermentácia . Keď glykolýza prebieha bez kyslíka, bunky vytvárajú malé množstvá ATP. Fermentáciou vzniká aj kyselina mliečna, ktorá sa môže hromadiť svalové tkanivo , čo spôsobuje bolesť a pocit pálenia.

Sacharidy, bielkoviny a tuky

Cyklus kyseliny citrónovej , tiež známy ako cyklus trikarboxylových kyselín alebo tzv Krebsov cyklus , začína po tom, čo sa dve molekuly troch uhlíkových cukrov produkovaných glykolýzou premenia na mierne odlišnú zlúčeninu (acetyl CoA). Je to proces, ktorý nám umožňuje využiť energiu nachádzajúcu sa v sacharidy , bielkoviny , a tukov . Hoci cyklus kyseliny citrónovej nevyužíva kyslík priamo, funguje len vtedy, keď je kyslík prítomný. Tento cyklus prebieha v matrici bunky mitochondrie . Prostredníctvom série medzikrokov sa spolu s dvomi molekulami ATP vyrobí niekoľko zlúčenín schopných uchovávať „vysokoenergetické“ elektróny. Tieto zlúčeniny, známe ako nikotínamid adenín dinukleotid (NAD) a flavín adenín dinukleotid (FAD), sú pri tomto procese redukované. Redukované formy (NADH a FADH_dva) preniesť „vysokoenergetické“ elektróny do ďalšej fázy.

Na palube elektrónového transportného vlaku

Transport elektrónov a oxidačná fosforylácia je tretím a posledným krokom v aeróbnom bunkovom dýchaní. The elektrónový transportný reťazec je séria bielkoviny komplexy a molekuly nosičov elektrónov nachádzajúce sa v mitochondriálnej membráne v eukaryotických bunkách. Prostredníctvom série reakcií prechádzajú „vysokoenergetické“ elektróny generované v cykle kyseliny citrónovej do kyslíka. V tomto procese sa cez vnútornú mitochondriálnu membránu vytvorí chemický a elektrický gradient, keď sú vodíkové ióny čerpané z mitochondriálnej matrice do vnútorného membránového priestoru. ATP je nakoniec produkovaný oxidačnou fosforyláciou - procesom, ktorým enzýmy v bunke oxidujú živiny. Proteín ATP syntáza využíva energiu produkovanú elektrónovým transportným reťazcom fosforylácia (pridanie fosfátovej skupiny do molekuly) ADP na ATP. Väčšina tvorby ATP nastáva počas elektrónového transportného reťazca a fázy oxidačnej fosforylácie bunkového dýchania.