Дыхания (латинского respiratio ) представляет собой физиологический процесс, состоящий из газового обмена с окружающей средой. Дыхание включает в себя поглощение воздуха, взятие части его веществ и вытеснение его после его модификации. С другой стороны, клетка - это основная единица живых организмов, способная к независимому воспроизводству.
Эти определения позволяют нам приблизиться к клеточному дыханию, набору биохимических реакций, протекающих в большинстве клеток. Процесс включает расщепление пировиноградной кислоты (производимого гликолиза) в диоксид углерода и воду, наряду с производством из аденозинтрифосфата (АТФ) молекул.
Другими словами, клеточное дыхание включает метаболический процесс, с помощью которого клетки уменьшают количество кислорода и производят энергию и воду. Эти реакции необходимы для клеточного питания.
Высвобождение энергии происходит контролируемым образом. Часть этой энергии включается в молекулы АТФ, которые благодаря этому процессу могут использоваться в эндотермических процессах, таких как анаболизм (поддержание и развитие тела).
Клеточное дыхание можно разделить на два типа: аэробное дыхание и анаэробное дыхание. При аэробном дыхании кислород действует как акцептор электронов, выделяемых органическими веществами. С другой стороны, в анаэробном дыхании кислород не участвует, но электроны попадают на другие акцепторы, которые обычно являются побочными продуктами метаболизма других организмов.
Важно различать анаэробное дыхание и ферментацию, которая представляет собой процесс внутреннего восстановления обработанной молекулы.
гликолиз
Также известный как лизис или расщепление глюкозы, гликолиз происходит посредством девяти четко определенных реакций, катализирующих девять различных ферментов. В конце процесса из каждой молекулы глюкозы получают два АТФ (аденозинтрифосфат) и два НАДН (восстановленная форма НАД +, никотинамидадениндинуклеотид).Девять фаз гликолиза подробно описаны ниже:
1) Все начинается с активации глюкозы (глюкоза + АТФ -> глюкозо-6-фосфат + АДФ). Часть энергии, которая высвобождается при производстве глюкозо-6-фосфата и АДФ, остается в связи, которая связывает молекулу глюкозы с фосфатом;
2) Изомераза катализирует реакцию, которая перестраивает глюкозо-6-фосфат, что приводит к образованию фруктозо-6-фосфата;
3) АТФ дает фруктозо-6-фосфат, новый фосфат, с образованием фруктозо-1,6-дифосфата (фруктоза с фосфатами в первом и шестом положениях). Эта реакция регулируется ферментом фосфофруктокиназой. До этого момента две молекулы АТФ были перевернуты, и не было восстановления энергии;
4) Деление фруктозо-1,6-дифосфата происходит на два 3-углеродных сахара: дигидроксиацетонфосфат и глицеральдегид-3-фосфат;
5) Происходит окисление молекул глицеральдегид-3-фосфата, то есть происходит отщепление атомов водорода, и никотинамидадениндинуклеотид (НАД +) восстанавливается до НАДН. Это первая реакция, которая приводит к определенному возврату энергии. Соединение, которое образуется в этой фазе, представляет собой фосфоглицерат, который при реакции с неорганическим фосфатом дает 1,3-дифосфоглицерат;
6) Реакция фосфата с АДФ образует АТФ, по два на каждую молекулу глюкозы, посредством процесса передачи энергии, известного как фосфорилирование;
7) Происходит ферментативный перенос оставшейся фосфатной группы из положения три в положение два;
8) Из углерода соединения 3 удаляется молекула воды, которая концентрирует энергию около фосфатной группы и производит фосфоенолпировиноградную кислоту (PEP);
9 Фосфоенолпировиноградная кислота передает свою фосфатную группу молекуле АДФ и, таким образом, образует пировиноградную кислоту и АТФ.