Sadržaj
Stanično disanje je zbroj različitih biokemijskih sredstava koje eukariotski organizmi koriste za vađenje energija iz hrane, konkretno glukoza molekule.
Proces staničnog disanja uključuje četiri osnovne faze ili korake: glikoliza, koji se pojavljuje u svim organizmima, prokariotskim i eukariotskim; reakcija mosta, što stvara stupanj aerobnog disanja; i the Krebsov ciklus i the lanac transporta elektrona, putevi ovisni o kisiku koji se pojavljuju slijedom u mitohondrijama.
Koraci staničnog disanja ne događaju se istom brzinom, a isti skup reakcija može se odvijati različitim brzinama u istom organizmu u različito vrijeme. Na primjer, očekivalo bi se da se stopa glikolize u mišićnim stanicama znatno povećava tijekom intenzivne bezračan tjelovježba koja ima „dug kisika“, ali koraci aerobnog disanja ne ubrzavaju se značajno osim ako se vježba izvodi na aerobnoj razini „pay-as-you-go“ intenziteta.
Jednadžba stanične respiracije
Cjelokupna formula staničnog disanja malo se razlikuje od izvora do izvora, ovisno o tome što autori odluče uključiti kao smislene reaktante i proizvode. Na primjer, mnogi izvori izostavljaju nosače elektrona NAD+/ NADH i FAD2+/ FADH2 iz biokemijske bilance.
Sveukupno, glukoza iz molekule šećera sa ugljikom pretvara se u ugljični dioksid i vodu uz prisustvo kisika da bi se dobilo 36 do 38 molekula ATP-a (adenosin trifosfat, prirodna „energetska valuta“ stanica) u cijeloj prirodi. Ova kemijska jednadžba predstavljena je sljedećom jednadžbom:
C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 12 H2O + 36 ATP
glikoliza
Prva faza staničnog disanja je glikoliza, što je skup od deset reakcija za koje nije potreban kisik i stoga se odvija u svakoj živoj stanici. Prokarioti (iz domena Bakterija i Arheje, ranije nazvani „arhebakterije“) koriste glikolizu gotovo isključivo, dok se eukarioti (životinje, gljivice, protetičari i biljke) uglavnom koriste kao stolno sredstvo za energetski unosnije reakcije aerobnog disanja.
Glikoliza se odvija u citoplazmi. U "investicijskoj fazi" postupka troše se dva ATP-a, dok se dva fosfata dodaju glukoznom derivatu prije nego što se on podijeli na dva tri ugljikova spoja. Oni se pretvaraju u dvije molekule piruvat, 2 NADH i četiri ATP-a za a neto dobitak dva ATP-a.
Reakcija mosta
Druga faza staničnog disanja tranzicija ili reakcija mosta, dobiva manje pažnje od ostatka staničnog disanja. Kao što naziv govori, međutim, bez glikolize do aerobnih reakcija bez nje ne bi bilo načina.
U ovoj reakciji, koja se događa u mitohondrijama, dvije molekule piruvata iz glikolize pretvaraju se u dvije molekule acetil koenzima A (acetil CoA), s dvije molekule CO2 proizveden kao metabolički otpad. Ne proizvodi se ATP.
Krebsov ciklus
Krebsov ciklus ne stvara puno energije (dva ATP-a), ali kombiniranjem dvo-ugljikove molekule acetil CoA s četvero-ugljikovom molekulom oksaloacetatom i ciklizacijom dobivenog proizvoda kroz niz prijelaza koji odvajaju molekulu natrag u oksaloacetat. osam NADH i dva FADH2, još jedan nosač elektrona (četiri NADH i jedan FADH2 po molekuli glukoze koja ulazi u stanično disanje pri glikolizi).
Te su molekule potrebne za transportni lanac elektrona, a tijekom njihove sinteze još četiri CO2 molekule se iz stanice ispuštaju kao otpad.
Transportni lanac elektrona
Četvrta i posljednja faza staničnog disanja je ono gdje se vrši glavno „stvaranje“ energije. Elektroni koje nose NADH i FADH2 izvlače se iz tih molekula enzimima u mitohondrijskoj membrani i koriste se za pokretanje postupka koji se naziva oksidativna fosforilacija, pri čemu elektrokemijski gradijent potaknut otpuštanjem gore spomenutih elektrona omogućava dodavanje molekula fosfata u ADP za proizvodnju ATP.
Kisik potreban je za ovaj korak, jer je to konačni akceptor elektrona u lancu. To stvara H2O, dakle, ovaj korak je odakle dolazi voda u jednadžbi staničnog disanja.
Sve u svemu, 32 do 34 molekule ATP-a nastaje u ovom koraku, ovisno o zbrajanju energetskog prinosa. Tako stanično disanje daje ukupno 36 do 38 ATP: 2 + 2 + (32 ili 34).