Περιγράψτε τη διαδικασία της αναπνοής, συμπεριλαμβανομένων των κυτταρικών δομών που αφορούν την τοποθεσία το καθένα και την ενέργεια που προέρχεται;

Αναπνοή:Από τρόφιμα σε ενέργεια

Η αναπνοή είναι η διαδικασία με την οποία οι ζωντανοί οργανισμοί μετατρέπουν τη χημική ενέργεια που αποθηκεύεται σε μόρια τροφίμων (όπως η γλυκόζη) σε μια χρησιμοποιήσιμη μορφή ενέργειας που ονομάζεται ΑΤΡ. Αυτή η ενέργεια χρησιμοποιείται στη συνέχεια για την τροφοδοσία διαφόρων κυτταρικών δραστηριοτήτων. Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι αναπνοής:

1. Αερόβια αναπνοή (με οξυγόνο)

Αυτός είναι ο πιο αποτελεσματικός τρόπος δημιουργίας ενέργειας και εμφανίζεται παρουσία οξυγόνου. Ακολουθεί μια ανάλυση της διαδικασίας:

α) γλυκόλυση:

* Τοποθεσία: Κυτόπλασμα

* Συμμετέχουν δομές: Κανένας

* διαδικασία: Η γλυκόζη (ζάχαρη 6 άνθρακα) χωρίζεται σε δύο πυροσταφυλικά μόρια (σάκχαρα 3 άνθρακα). Αυτή η διαδικασία απελευθερώνει μια μικρή ποσότητα ΑΤΡ (2 μόρια) και παράγει NADH (φορέας ηλεκτρονίων).

B) Κύκλος Krebs (κύκλος κιτρικού οξέος):

* Τοποθεσία: Μιτοχονδριακή μήτρα (ο εσωτερικός χώρος των μιτοχονδρίων)

* Συμμετέχουν δομές: Μιτοχόνδρια

* διαδικασία: Το πυροσταφυλικό εισέρχεται στα μιτοχόνδρια και καταρρέει περαιτέρω, δημιουργώντας περισσότερα ΑΤΡ (2 μόρια), NADH και FADH2 (άλλος φορέας ηλεκτρονίων).

c) Η αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων (κλπ):

* Τοποθεσία: Εσωτερική μιτοχονδριακή μεμβράνη

* Συμμετέχουν δομές: Μιτοχόνδρια

* διαδικασία: Τα NADH και FADH2 παρέχουν ηλεκτρόνια στο κ.λπ., που είναι μια σειρά συμπλεγμάτων πρωτεϊνών ενσωματωμένα στην εσωτερική μιτοχονδριακή μεμβράνη. Καθώς τα ηλεκτρόνια κινούνται μέσω της αλυσίδας, η ενέργεια απελευθερώνεται και χρησιμοποιείται για την αντλία πρωτονίων (Η+) σε όλη τη μεμβράνη, δημιουργώντας μια κλίση συγκέντρωσης. Αυτή η κλίση στη συνέχεια χρησιμοποιείται από τη συνθετάση ΑΤΡ για να παράγει μεγάλη ποσότητα ΑΤΡ (περίπου 34 μόρια).

Συνολική απόδοση ATP στην αερόβια αναπνοή: ~ 38 Μόρια

2. Αναερόβια αναπνοή (χωρίς οξυγόνο)

Αυτό συμβαίνει όταν το οξυγόνο είναι περιορισμένο. Είναι λιγότερο αποτελεσματικό από την αερόβια αναπνοή και παράγει λιγότερο ATP.

α) γλυκόλυση: Ίδια όπως στην αερόβια αναπνοή.

B) Ζύμωση:

* Τοποθεσία: Κυτόπλασμα

* Συμμετέχουν δομές: Κανένας

* διαδικασία: Το πυροσταφυλικό μετατρέπεται σε γαλακτικό οξύ (σε ζώα) ή αιθανόλη (σε φυτά και ζύμη). Αυτή η διαδικασία αναγεννά το NAD+ (που απαιτείται για τη γλυκόλυση), επιτρέποντας τη γλυκόλυση να συνεχιστεί παρά την έλλειψη οξυγόνου.

Συνολική απόδοση ATP στην αναερόβια αναπνοή: ~ 2 μόρια

Key Takeaways:

* Η αναπνοή είναι απαραίτητη για τη ζωή, καθώς παρέχει την ενέργεια που απαιτείται για όλες τις κυτταρικές λειτουργίες.

* Η αερόβια αναπνοή είναι ο πιο αποτελεσματικός τρόπος δημιουργίας ενέργειας, παράγοντας σημαντικά περισσότερη ΑΤΡ από την αναερόβια αναπνοή.

* Τα μιτοχόνδρια είναι ένα βασικό οργανισμό που εμπλέκεται στην αναπνοή, ιδιαίτερα στον κύκλο Krebs κ.λπ.

* Και οι δύο τύποι αναπνοής περιλαμβάνουν γλυκόλυση, αλλά μόνο η αερόβια αναπνοή περιλαμβάνει τον κύκλο Krebs κ.λπ.

* Η αναερόβια αναπνοή είναι σημαντική σε καταστάσεις με περιορισμένη διαθεσιμότητα οξυγόνου, αλλά παράγει πολύ λιγότερη ενέργεια από την αερόβια αναπνοή.

Αυτές οι πληροφορίες παρέχουν μια απλοποιημένη επισκόπηση της αναπνοής. Η πραγματική διαδικασία είναι πολύ πιο περίπλοκη και περιλαμβάνει πολλά ένζυμα και συνένζυμα.