Ποια είναι η εξίσωση κυτταρική αναπνοή;

Η κυτταρική αναπνοή είναι ένα σύνολο μεταβολικών αντιδράσεων που λαμβάνουν χώρα στα κύτταρα των οργανισμών για τη μετατροπή της βιοχημικής ενέργειας από θρεπτικά συστατικά σε τριφωσφορική αδενοσίνη (ΑΤΡ) και στη συνέχεια απελευθερώνουν απόβλητα. Αυτή η διαδικασία είναι απαραίτητη για την επιβίωση όλων των ζωντανών οργανισμών, επειδή το ATP χρησιμεύει ως το κύριο ενεργειακό νόμισμα για τα κύτταρα.

Η συνολική χημική εξίσωση για την κυτταρική αναπνοή μπορεί να συνοψιστεί ως εξής:

C6H12O6 (γλυκόζη) + 6Ο2 (οξυγόνο) -> 6CO2 (διοξείδιο του άνθρακα) + 6H2O (νερό) + ενέργεια (ATP)

Σε αυτή την εξίσωση, η γλυκόζη, ένα μόριο ζάχαρης έξι διοξειδίου του άνθρακα, διασπάται παρουσία οξυγόνου μέσω μιας σειράς αντιδράσεων καταλυόμενων ενζύμων. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, οι δεσμοί εντός της γλυκόζης αναδιατάσσονται και η απελευθερωμένη ενέργεια χρησιμοποιείται για τη σύνθεση μορίων ΑΤΡ.

Η διαδικασία κυτταρικής αναπνοής μπορεί να χωριστεί περαιτέρω σε τρία κύρια στάδια:γλυκόλυση, ο κύκλος Krebs (επίσης γνωστός ως κύκλος κιτρικού οξέος) και η οξειδωτική φωσφορυλίωση.

1. Γλυκόλυση:

- Εμφανίζεται στο κυτταρόπλασμα.

- Η γλυκόζη χωρίζεται σε δύο μόρια πυροσταφυλικού (μόριο τριών άνθρακα).

- Χρησιμοποιούνται 2 μόρια ΑΤΡ και κερδίζονται 4 μόρια ΑΤΡ (καθαρό κέρδος 2 ΑΤΡ).

- Παράγονται 2 μόρια NADH.

2. Κύκλος Krebs:

- Εμφανίζεται στα μιτοχόνδρια.

- Κάθε πυροσταφυλικό μόριο από γλυκόλυση διασυνδέεται περαιτέρω και σε συνδυασμό με το συνένζυμο Α για να σχηματίσει ακετυλο COA.

- Σε πολλαπλές αντιδράσεις, το ακετυλο COA οξειδώνεται για να απελευθερώσει CO2 και να παράγει μόρια ΑΤΡ, NADH και FADH2.

3. Οξειδωτική φωσφορυλίωση:

- εμφανίζεται επίσης στα μιτοχόνδρια.

- Τα μόρια NADH και FADH2 που παράγονται σε γλυκόλυση και ο κύκλος Krebs περνούν τα ηλεκτρόνια τους στην αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων, δημιουργώντας μια ηλεκτροχημική κλίση κατά μήκος της μιτοχονδριακής μεμβράνης.

- Η ροή των πρωτονίων μέσω του ένζυμου συνθετάσης ΑΤΡ χρησιμοποιεί αυτή την κλίση για να παράγει μόρια ΑΤΡ μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται χημειοσμίωση.

Τελικά, η κυτταρική αναπνοή μετατρέπει τη χημική ενέργεια που αποθηκεύεται σε γλυκόζη στο χρησιμοποιήσιμο ενεργειακό νόμισμα του κυττάρου, ATP. Η παραγόμενη ΑΤΡ χρησιμοποιείται στη συνέχεια από τα κύτταρα για την εκτέλεση διαφόρων λειτουργιών, συμπεριλαμβανομένης της συστολής των μυών, της μετάδοσης νευρικής ώθησης, της χημικής σύνθεσης και της ενεργού μεταφοράς μορίων σε μεμβράνες.