Alle levende organismen zijn behalve cellen samengesteldvirussen. Ze bieden alle noodzakelijke processen voor het leven van een plant of dier. De cel zelf kan een apart organisme zijn. En hoe kan zo'n complexe structuur leven zonder energie? Natuurlijk niet. Dus hoe komt de energievoorziening van cellen tot stand? Het is gebaseerd op de processen die we hieronder zullen bespreken.
Немногие клетки получают энергию извне, они zelf produceren. Eukaryote cellen hebben een soort "stations". En de energiebron in de cel is mitochondriën - de organoïde die het produceert. Het proces van cellulaire ademhaling vindt daarin plaats. Hierdoor worden de cellen van energie voorzien. Ze zijn echter alleen aanwezig in planten, dieren en schimmels. In de cellen van bacteriën ontbreken mitochondriën. Daarom voorzien ze cellen voornamelijk van energie door fermentatieprocessen en niet door ademhaling.
Dit is een organoid met twee leden dat in verscheeneukaryote cel in het evolutieproces als gevolg van de opname van een kleinere prokaryote cel. Dit kan verklaren waarom mitochondriën hun eigen DNA en RNA bevatten, evenals mitochondriale ribosomen, die eiwitten produceren die nodig zijn voor organoïden.
Het binnenmembraan heeft uitgroeiingen die cristae of richels worden genoemd. Op cristae vindt het proces van cellulaire ademhaling plaats.
Wat zich in twee membranen bevindt, wordt een matrix genoemd. Het bevat eiwitten, enzymen die nodig zijn om chemische reacties te versnellen, evenals RNA-moleculen, DNA en ribosomen.
Het vindt plaats in drie fasen. Laten we ze allemaal in meer detail bekijken.
Tijdens deze fase, complex organischverbindingen worden opgesplitst in eenvoudigere. Eiwitten breken dus af tot aminozuren, vetten tot carbonzuren en glycerol, nucleïnezuren tot nucleotiden en koolhydraten tot glucose.
Dit is een zuurstofvrije trap.Het bestaat erin dat de stoffen die tijdens de eerste fase worden verkregen, verder worden afgebroken. De belangrijkste energiebronnen die de cel in dit stadium gebruikt, zijn glucosemoleculen. Elk van hen wordt tijdens het glycolyseproces afgebroken tot twee moleculen pyruvaat. Dit gebeurt tijdens tien opeenvolgende chemische reacties. Door de eerste vijf wordt glucose gefosforyleerd en vervolgens gesplitst in twee fosfotriosen. In de volgende vijf reacties worden twee ATP- (adenosinetrifosforzuur) en twee PVC- (pyrodruivenzuur) moleculen gevormd. De energie van de cel wordt opgeslagen in de vorm van ATP.
Het hele glycolyseproces kan als volgt worden vereenvoudigd:
2NAD + 2ADP + 2H3RO4 + C6H12oh6 → 2H2O + 2NAD.H2 + 2C3H4oh3 + 2ATF
Dus, met behulp van één glucosemolecuul,twee ADP-moleculen en twee fosforzuur, de cel ontvangt twee ATP-moleculen (energie) en twee pyrodruivenzuurmoleculen, die het in de volgende stap zal gebruiken.
Deze fase treedt alleen op als dat zo iszuurstof. De chemische reacties van deze fase vinden plaats in de mitochondriën. Dit is het belangrijkste onderdeel van cellulaire ademhaling, waarbij de meeste energie vrijkomt. In dit stadium wordt pyrodruivenzuur, dat reageert met zuurstof, gesplitst in water en kooldioxide. Daarnaast worden 36 ATP-moleculen gevormd. We kunnen dus concluderen dat de belangrijkste energiebronnen in de cel glucose en pyrodruivenzuur zijn.
Als we alle chemische reacties samenvatten en de details weglaten, kunnen we het hele proces van cellulaire ademhaling in één vereenvoudigde vergelijking uitdrukken:
6O2 + C6H12oh6 + 38ADF + 38N3RO4 → 6CO2 + 6H2O + 38ATP.
Dus tijdens het ademen van één molecuulglucose, zes zuurstofmoleculen, achtendertig ADP-moleculen en dezelfde hoeveelheid fosforzuur, ontvangt de cel 38 ATP-moleculen, in de vorm waarvan energie wordt opgeslagen.
De cel krijgt energie voor vitale functiesrekening met ademhaling - oxidatie van glucose, en vervolgens pyrodruivenzuur. Al deze chemische reacties zouden niet kunnen plaatsvinden zonder enzymen - biologische katalysatoren. Laten we eens kijken naar die van hen die zich in mitochondriën bevinden - organellen die verantwoordelijk zijn voor cellulaire ademhaling. Ze worden allemaal oxidoreductases genoemd, omdat ze nodig zijn om het optreden van redoxreacties te garanderen.
Alle oxidoreductases kunnen in twee groepen worden verdeeld:
Dehydrogenases zijn op hun beurt onderverdeeld inaëroob en anaëroob. Aerobe middelen bevatten het co-enzym riboflavine, dat het lichaam ontvangt van vitamine B2. Aërobe dehydrogenases bevatten NAD- en NADP-moleculen als co-enzymen.
Oxidasen zijn diverser. Allereerst zijn ze verdeeld in twee groepen:
De eerste omvatten polyfenoloxidasen, ascorbaatoxidase, de laatste - catalase, peroxidase en cytochromen. Deze laatste zijn op hun beurt onderverdeeld in vier groepen:
Cytochromen a bevatten ijzervormylporfyrine, cytochromen b - ijzerprotoporfyrine, c - gesubstitueerd ijzermesoporfyrine, d - ijzerdihydroporfyrine.
Hoewel de meeste cellen het ontvangenAls gevolg van cellulaire ademhaling zijn er ook anaërobe bacteriën die geen zuurstof nodig hebben om te bestaan. Door fermentatie wekken ze de nodige energie op. Dit is een proces waarbij met behulp van enzymen koolhydraten worden afgebroken zonder deelname van zuurstof, waardoor de cel energie ontvangt. Er zijn verschillende soorten fermentatie, afhankelijk van het eindproduct van chemische reacties. Het kan melkzuur, alcoholisch, boterzuur, aceton-butaan, citroenzuur zijn.
Denk bijvoorbeeld aan alcoholische gisting. Het kan worden uitgedrukt met de volgende vergelijking:
C6H12oh6 → C2H5OH + 2CO2
Dat wil zeggen, de bacterie splitst één molecuul glucose in één molecuul ethylalcohol en twee moleculen koolstof (IV) oxide.
