Ποια είναι η χημική αντίδραση του μεταβολισμού που απαιτείται;

Η κυτταρική αναπνοή είναι ένα σύνολο χημικών αντιδράσεων σε κύτταρα που μετατρέπουν τη βιοχημική ενέργεια από θρεπτικά συστατικά σε τριφωσφορική αδενοσίνη (ATP) και στη συνέχεια απελευθερώνουν απόβλητα. Η κυτταρική αναπνοή είναι απαραίτητη για την επιβίωση όλων των ζωντανών οργανισμών, επειδή η ΑΤΡ χρησιμεύει ως το κύριο ενεργειακό νόμισμα για τα κύτταρα.

Η συνολική χημική αντίδραση για την κυτταρική αναπνοή είναι:

$$ c_6h_ {12} o_6 + 6o_2 \ rightarrow 6co_2 + 6h_2o + \ textbf {Energy} (ως ATP) $$

Αυτή η αντίδραση δείχνει ότι ένα μόριο γλυκόζης (C6H12O6) διασπάται παρουσία έξι μορίων οξυγόνου (6Ο2) για την παραγωγή έξι μορίων διοξειδίου του άνθρακα (6CO2), έξι μόρια νερού (6H2O) και ενέργειας με τη μορφή ΑΤΡ.

Η διαδικασία της κυτταρικής αναπνοής συμβαίνει σε τρία κύρια στάδια:γλυκόλυση, ο κύκλος Krebs (κύκλος κιτρικού οξέος) και η οξειδωτική φωσφορυλίωση. Η γλυκόλυση λαμβάνει χώρα στο κυτταρόπλασμα και περιλαμβάνει την διάσπαση της γλυκόζης σε πυροσταφυλικό, δημιουργώντας μια μικρή ποσότητα ΑΤΡ και NADH (δινουκλεοτίδιο αδενίνης νικοτιναμίδης). Τα πυροσταφυλικά μόρια εισέρχονται στη συνέχεια στον κύκλο Krebs, ο οποίος εμφανίζεται στα μιτοχόνδρια και σπάει περαιτέρω το πυροσταφυλικό για να παράγει περισσότερα ΑΤΡ, NADH και FADH2 (δινουκλεοτίδιο φλαβίνης αδενίνης). Τέλος, η οξειδωτική φωσφορυλίωση λαμβάνει χώρα στην εσωτερική μιτοχονδριακή μεμβράνη, όπου η ενέργεια που αποθηκεύεται σε NADH και FADH2 χρησιμοποιείται για να παράγει το μεγαλύτερο μέρος του ΑΤΡ μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται χημειοσμίωση.

Η κυτταρική αναπνοή είναι μια πολύπλοκη και στενά ρυθμισμένη διαδικασία που είναι ζωτικής σημασίας για την παραγωγή ενέργειας σε κύτταρα. Επιτρέπει στους οργανισμούς να μετατρέψουν τη χημική ενέργεια που αποθηκεύεται σε τρόφιμα σε ΑΤΡ, η οποία στη συνέχεια μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την τροφοδοσία διαφόρων κυτταρικών διεργασιών που είναι απαραίτητες για τη ζωή.