Нам всем нужна энергия, чтобы функционировать, и мы получаем эту энергию из продуктов, которые мы едим. Извлечение тех питательных веществ, которые необходимы для поддержания нашей жизнедеятельности, а затем превращение их в полезную энергию - наша ячейки. Этот сложный, но эффективный метаболический процесс, называемый клеточное дыханиепреобразует энергию, получаемую из сахаров, углеводов, жиров и белков в аденозин трифосфат, или АТФ, молекула с высокой энергией, которая управляет такими процессами, как сокращение мышц и нервов импульсы. Клеточное дыхание происходит как в эукариотические и прокариотические клеткис большинством реакций, происходящих в цитоплазма прокариот и в митохондриях эукариот.
Существует три основных этапа клеточного дыхания: гликолиз, цикл лимонной кислоты и транспорт электронов / окислительное фосфорилирование.
Сахарная Раш
гликолиз буквально означает «расщепление сахаров», и это 10-ступенчатый процесс, посредством которого сахара высвобождаются для получения энергии. Гликолиз происходит, когда глюкоза и кислород поступают в клетки через кровоток, и это происходит в цитоплазме клетки. Гликолиз может также происходить без кислорода, процесс, называемый анаэробным дыханием, или
ферментация. Когда гликолиз происходит без кислорода, клетки производят небольшое количество АТФ. Ферментация также производит молочную кислоту, которая может накапливаться в мышечная ткань, вызывая болезненность и жжение.Углеводы, белки и жиры
Цикл лимонной кислотытакже известный как цикл трикарбоновых кислот или Цикл Кребса, начинается после того, как две молекулы трехуглеродного сахара, образующиеся при гликолизе, превращаются в немного другое соединение (ацетил-КоА). Это процесс, который позволяет нам использовать энергию, найденную в углеводы, белки, и жиры. Хотя цикл лимонной кислоты не использует кислород напрямую, он работает только при наличии кислорода. Этот цикл происходит в матрице клетки митохондрии. Через ряд промежуточных этапов, несколько соединений, способных хранить электроны "высокой энергии", производятся вместе с двумя молекулами АТФ. Эти соединения, известные как никотинамид-адениндинуклеотид (NAD) и флавин-адениндинуклеотид (FAD), восстанавливаются в процессе. Сокращенные формы (НАДН и ФАДГ2) перенести электроны "высокой энергии" на следующую стадию.
На борту электронного транспортного поезда
Электронный транспорт и окислительное фосфорилирование являются третьим и последним этапом аэробного клеточного дыхания. цепь переноса электронов это серия белок комплексы и молекулы электронного носителя, обнаруженные в митохондриальной мембране эукариотических клеток. Посредством ряда реакций электроны "высокой энергии", генерируемые в цикле лимонной кислоты, передаются в кислород. В этом процессе химический и электрический градиент образуется через внутреннюю митохондриальную мембрану, когда ионы водорода откачиваются из митохондриального матрикса во внутреннее мембранное пространство. В конечном итоге АТФ продуцируется окислительным фосфорилированием - процессом, посредством которого ферменты в клетке окисляют питательные вещества. Белок АТФ-синтаза использует энергию, производимую цепью транспорта электронов для фосфорилирование (добавление фосфатной группы к молекуле) ADP к ATP. Большая часть генерации АТФ происходит во время цепи переноса электронов и стадии окислительного фосфорилирования клеточного дыхания.