Dyr, inkludert mennesker, skaffer seg energi fra maten de bruker gjennom en kompleks prosess som kalles cellulær respirasjon. Denne viktige biokjemiske banen foregår i cellene i kroppen og konverterer den kjemiske energien som er lagret i mat til brukbar energi i form av ATP (adenosintrifosfat) molekyler. Her er en forenklet forklaring av prosessen med cellulær respirasjon:
glykolyse (trinn 1):
1. fordøyelse :Dyr inntar mat som inneholder forskjellige organiske forbindelser, for eksempel karbohydrater, fett og proteiner.
- Karbohydrater brytes ned i enkle sukkerarter (glukose) i munnen og tynntarmen.
- Proteiner brytes ned i aminosyrer, og fett blir brutt ned i fettsyrer og glyserol.
2. Cellular Entry :Glukose, aminosyrer og fettsyrer transporteres inn i cellene.
3. glykolyse nedbrytning :
- I cytoplasma gjennomgår glukose en serie enzymatiske reaksjoner kalt glykolyse.
- Glykolyse deler hvert glukosemolekyl i to pyruvatmolekyler sammen med en liten mengde ATP (2 netto ATP -molekyler) og NADH (nikotinamid adenindinukleotid), et energibærermolekyl.
pyruvatbehandling (trinn 2):
4. pyruvat til acetyl CoA :Pyruvatmolekylene produsert i glykolyse kommer inn i mitokondriene, energisentrene til cellen.
- Hvert pyruvatmolekyl gjennomgår videre prosessering for å danne acetyl COA (acetylkoenzym A), som bærer acetylgruppen.
Krebs syklus (sitronsyresyklus) (trinn 3):
5. Ekstraksjon av energi :Acetyl COA kommer inn i Krebs -syklusen, en serie kjemiske reaksjoner som oppstår i mitokondriene.
- Over flere sykluser oksideres acetylgruppene fra acetyl COA, frigjør karbondioksid (CO2) og genererer høyenergi-elektronbærere:NADH og FADH2 (flavinadenin-dinukleotid).
elektrontransportkjede (trinn 4):
6. elektronoverføring :NADH- og FADH2-molekyler generert i glykolyse og Krebs-syklusen fører høye energielektroner til elektrontransportkjeden, en serie membranbundne proteinkomplekser.
- Når elektronene beveger seg gjennom kjeden, brukes energien deres til å pumpe hydrogenioner (H+) over mitokondriell membran, og skaper en gradient.
7. ATP -produksjon :Hydrogenionene (H+) pumpet over membranstrømmen tilbake gjennom et spesifikt proteinkompleks kalt ATP -syntase, og drev syntesen av ATP -molekyler.
- ATP -syntase fungerer som en liten turbin, og konverterer energien til protongradienten til kjemisk energi lagret i ATP.
8. oksidativ fosforylering :Oksygen fungerer som den endelige elektronakseptoren i elektrontransportkjeden, og kombineres med elektroner og hydrogenioner for å danne vann (H2O).
- Denne prosessen er kjent som oksidativ fosforylering, hvor oksygen brukes til å generere det meste av ATP i cellulær respirasjon.
ATP -bruk:
9. energi for cellulære prosesser :ATP -molekylene produsert gjennom cellulær respirasjon er den primære energikilden for forskjellige cellulære prosesser, for eksempel muskelkontraksjon, nerveimpulsoverføring og kjemisk syntese.
- Energi som er lagret i ATP frigjøres når den terminale fosfatbindingen brytes, og frigjør kjemisk energi for cellulære aktiviteter.
Oppsummert er cellulær respirasjon en prosess der dyr konverterer den kjemiske energien som er lagret i mat til ATP -molekyler, cellens energivaluta. Denne intrikate prosessen involverer glykolyse, pyruvatbehandling, Krebs -syklusen og elektrontransportkjeden. Cellulær respirasjon lar dyr trekke ut energi fra maten de bruker og utnytte den til å drive sine cellulære funksjoner og opprettholde livet.