Περιγράψτε πώς 1 μόριο γλυκόζης είναι σε θέση να παράγει ΑΤΡ στο ηπατικό κύτταρο μέσω αερόβιας αναπνοής;

Το ταξίδι 1 μορίου γλυκόζης στην αερόβια αναπνοή:

1. Γλυκόλυση (κυτταρόπλασμα):

* Η γλυκόζη (6 άνθρακες) εισέρχεται στο κυτταρόπλασμα.

* Μέσω μιας σειράς αντιδράσεων καταλυόμενων ενζύμων, η γλυκόζη διασπώνεται σε δύο μόρια πυροσταφυλικού (3 άνθρακες το καθένα).

* Αυτή η διαδικασία δημιουργεί καθαρό κέρδος 2 ATP και 2 nadh (φορείς ηλεκτρονίων).

2. Οξείδωση πυροσταφυλικού (μιτοχονδριακή μήτρα):

* Το πυροσταφυλικό εισέρχεται στα μιτοχόνδρια, όπου μετατρέπεται σε ακετυλο-ΟοΑ (2 άνθρακες) χάνοντας ένα μόριο διοξειδίου του άνθρακα.

* Αυτή η διαδικασία δημιουργεί 1 nadh ανά πυροσταφυλικό, έτσι 2 nadh Συνολικά.

3. Κύκλος κιτρικού οξέος (κύκλος Krebs) (μιτοχονδριακή μήτρα):

* Το ακετυλο-ΟοΑ εισέρχεται στον κύκλο του κιτρικού οξέος, μια σειρά αντιδράσεων που παράγουν αερομεταφορείς υψηλής ενέργειας και διοξείδιο του άνθρακα.

* Κάθε μόριο ακετυλο-ΟοΑ παράγει:

* 3 nadh

* 1 fadh2 (άλλος φορέας ηλεκτρονίων)

* 1 ATP

* 2 CO2

* Δεδομένου ότι δύο μόρια ακετυλο-ΟοΑ σχηματίζονται από μία γλυκόζη, η συνολική απόδοση είναι:

* 6 nadh

* 2 fadh2

* 2 ATP

* 4 CO2

4. Οξειδωτική φωσφορυλίωση (αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων και χημειοσμημένη) (εσωτερική μιτοχονδριακή μεμβράνη):

* Οι φορείς ηλεκτρονίων (NADH και FADH2) παραδίδουν τα ηλεκτρόνια τους στην αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων.

* Καθώς τα ηλεκτρόνια κινούνται μέσω της αλυσίδας, η ενέργεια απελευθερώνεται και χρησιμοποιείται για την αντλία πρωτονίων (Η+) σε όλη την εσωτερική μιτοχονδριακή μεμβράνη, δημιουργώντας μια κλίση πρωτονίων.

* Αυτή η κλίση οδηγεί τη σύνθεση ΑΤΡ με συνθάση ATP , η οποία χρησιμοποιεί την ενέργεια από τη ροή πρωτονίων για να προσθέσει μια ομάδα φωσφορικών σε ADP, παράγοντας ATP .

* Αυτό είναι το σημαντικό στάδιο παραγωγής ΑΤΡ.

Τελική απόδοση ATP:

* γλυκόλυση: 2 ATP

* Κύκλος κιτρικού οξέος: 2 ATP

* Οξειδωτική φωσφορυλίωση: ~ 32 ATP (θεωρητικά 38, αλλά ορισμένα πρωτόνια έχουν "διαρρεύσει")

Συνολική απόδοση ATP: 36 ATP

Σημείωση: Αυτή είναι μια απλοποιημένη επισκόπηση. Ο πραγματικός αριθμός των παραγόμενων ΑΤΡ μπορεί να ποικίλει ελαφρώς ανάλογα με τις συγκεκριμένες συνθήκες και τον τύπο κυττάρου.

Περίληψη:

Η αερόβια αναπνοή είναι μια πολύπλοκη διαδικασία που εξάγει αποτελεσματικά την ενέργεια από τη γλυκόζη για να παράγει ΑΤΡ, το αρχικό ενεργειακό νόμισμα των κυττάρων. Περιλαμβάνει μια σειρά προσεκτικά συντονισμένων βημάτων σε διάφορα μέρη του κυττάρου, χρησιμοποιώντας τους φορείς ηλεκτρονίων και τις κλίσεις πρωτονίων για την επίτευξη υψηλής απόδοσης ενέργειας.