Cellulär andning är en uppsättning metaboliska reaktioner som äger rum i organismers celler för att omvandla biokemisk energi från näringsämnen till adenosintrifosfat (ATP) och sedan frigöra avfallsprodukter. Denna process är avgörande för alla levande organismers överlevnad eftersom ATP fungerar som den huvudsakliga energivalutan för celler.
Den övergripande kemiska ekvationen för cellandning är:
$$C_6H_{12}O_6 + 6O_2 → 6CO_2 + 6H_2O + energi (som ATP)$$
Denna ekvation representerar den fullständiga nedbrytningen av en molekyl glukos, ett enkelt socker, i närvaro av syre för att producera koldioxid, vatten och energi i form av ATP. Processen sker i tre huvudsteg:glykolys, Krebs-cykeln och elektrontransportkedjan.
1. Glykolys:
– Glykolys är det första stadiet av cellandningen och sker i cytoplasman.
– En molekyl glukos bryts ner till två pyruvatmolekyler.
- Denna process genererar en liten mängd ATP (2 ATP-molekyler) och NADH (2 NADH-molekyler), en högenergielektronbärare.
2. Krebs cykel (citronsyracykel):
– Krebscykeln sker i mitokondrierna.
– Varje pyruvatmolekyl från glykolys bryts ytterligare ner och kombineras med coenzym A för att bilda acetyl CoA.
- Genom en serie enzymkatalyserade reaktioner oxideras acetyl CoA för att frigöra koldioxid och generera ATP (2 ATP-molekyler), NADH (3 NADH-molekyler) och FADH2 (2 FADH2-molekyler).
3. Elektrontransportkedja (ETC):
- Elektrontransportkedjan ligger i det inre mitokondriemembranet.
- NADH- och FADH2-molekyler som genereras i glykolys och Krebs-cykeln skickar sina högenergielektroner till elektrontransportkedjan.
- När elektronerna rör sig genom kedjan används deras energi för att pumpa vätejoner (H+) över membranet, vilket skapar en gradient.
- Flödet av vätejoner tillbaka genom ATP-syntas, ett enzym, driver syntesen av ATP (upp till 34 ATP-molekyler).
- Syre fungerar som den slutliga elektronacceptorn, och vatten bildas som en biprodukt.
Sammanfattningsvis innebär cellandning nedbrytning av glukos i närvaro av syre för att producera energi i form av ATP. Processen sker genom tre steg:glykolys, Krebs-cykeln och elektrontransportkedjan. Varje steg genererar ATP, NADH och FADH2, som används för att producera ATP i elektrontransportkedjan.
