Alles over cellulaire ademhaling
De drie processen van ATP-productie of cellulaire ademhaling omvatten glycolyse, de tricarbonzuurcyclus en oxidatieve fosforylering. Encyclopedie Britannica/UIG/Getty Images
We hebben allemaal energie nodig om te functioneren, en die energie halen we uit het voedsel dat we eten. Het is onze taak om die voedingsstoffen te extraheren die nodig zijn om ons in leven te houden en ze vervolgens om te zetten in bruikbare energie cellen . Dit complexe maar efficiënte metabolische proces, genaamd cellulaire ademhaling , zet de energie die is afgeleid van suikers, koolhydraten, vetten en eiwitten om in adenosinetrifosfaat, of ATP, een hoogenergetisch molecuul dat processen zoals spiercontractie en zenuwimpulsen aanstuurt. Cellulaire ademhaling vindt plaats in beide eukaryote en prokaryotische cellen , waarbij de meeste reacties plaatsvinden in de cytoplasma van prokaryoten en in de mitochondriën van eukaryoten.
Er zijn drie hoofdfasen van cellulaire ademhaling: glycolyse, de citroenzuurcyclus en elektronentransport / oxidatieve fosforylering.
Sugar Rush
Glycolyse betekent letterlijk 'suikers splitsen' en het is het 10-stappenproces waarbij suikers vrijkomen voor energie. Glycolyse vindt plaats wanneer glucose en zuurstof door de bloedbaan aan de cellen worden geleverd en vindt plaats in het cytoplasma van de cel. Glycolyse kan ook plaatsvinden zonder zuurstof, een proces dat anaërobe ademhaling wordt genoemd, of fermentatie . Wanneer glycolyse plaatsvindt zonder zuurstof, maken cellen kleine hoeveelheden ATP aan. Fermentatie produceert ook melkzuur, dat zich kan ophopen in spierweefsel , veroorzaakt pijn en een branderig gevoel.
Koolhydraten, eiwitten en vetten
De citroenzuurcyclus , ook bekend als de tricarbonzuurcyclus of de Citroenzuurcyclus , begint nadat de twee moleculen van de drie koolstofsuikers die bij glycolyse worden geproduceerd, zijn omgezet in een iets andere verbinding (acetyl CoA). Het is het proces dat ons in staat stelt om de energie te gebruiken die in koolhydraten , eiwitten , en vetten . Hoewel de citroenzuurcyclus zuurstof niet direct gebruikt, werkt deze alleen als er zuurstof aanwezig is. Deze cyclus vindt plaats in de matrix van cel mitochondriën . Via een reeks tussenstappen worden verschillende verbindingen geproduceerd die 'hoge energie'-elektronen kunnen opslaan, samen met twee ATP-moleculen. Deze verbindingen, bekend als nicotinamide-adenine-dinucleotide (NAD) en flavine-adenine-dinucleotide (FAD), worden daarbij gereduceerd. De gereduceerde vormen (NADH en FADHtwee) de elektronen met 'hoge energie' naar het volgende stadium dragen.
Aan boord van de Electron Transport Train
Elektronentransport en oxidatieve fosforylering is de derde en laatste stap in aërobe cellulaire ademhaling. De elektronentransportketen is een reeks van eiwit complexen en elektronendragermoleculen gevonden in het mitochondriale membraan in eukaryote cellen. Via een reeks reacties worden de 'hoge energie'-elektronen die in de citroenzuurcyclus worden gegenereerd, doorgegeven aan zuurstof. Tijdens het proces wordt een chemische en elektrische gradiënt gevormd over het binnenste mitochondriale membraan terwijl waterstofionen uit de mitochondriale matrix en in de binnenmembraanruimte worden gepompt. ATP wordt uiteindelijk geproduceerd door oxidatieve fosforylering - het proces waarbij enzymen in de cel voedingsstoffen oxideren. Het eiwit ATP-synthase gebruikt de energie die wordt geproduceerd door de elektronentransportketen voor de fosforylering (toevoegen van een fosfaatgroep aan een molecuul) van ADP naar ATP. De meeste ATP-generatie vindt plaats tijdens de elektronentransportketen en de oxidatieve fosforyleringsfase van cellulaire ademhaling.