Respirazione Cellulare: Usendu Ossigenu per Scumpartà l'Alimentu per l'Energia

Da Rene Fester Kratz

Autotrofi è eterotrofi facenu a respirazione cellulare per abbattere l'alimentu per trasferisce l'energia da l'alimentu à ATP. E cellule di l'animali, di e piante è di assai batteri utilizanu l'ossigenu per aiutà cù u trasferimentu di energia durante a respirazione cellulare; in queste cellule, u tippu di respirazione cellulare chì si face hè a respirazione aerobica ( aerobicu significa cù l'aria).



cumu aduprà certi dri

Trè percorsi separati si combinanu per formà u prucessu di respirazione cellulare. I primi dui, a glicolisi è u ciclu di Krebs, scumpartenu e molecule alimentarie. A terza via, a fosforilazione ossidativa, trasferisce l'energia da e molecule alimentari à ATP. Eccu i basi di cumu funziona a respirazione cellulare:



  • Durante glycolysis, chì si faci in u citoplasma di a cellula, e cellule rompenu u glucosiu in piruvatu, un cumpostu à trè carbonii. Dopu a glicolisi, u piruvatu hè scumpartutu in una molecula di dui carboni chjamata acetil-coA.
  • Dopu chì u piruvatu hè cunvertitu in acetil-coA, e cellule usanu u Ciculu di Krebs (chì si faci in a matrice di u mitocondrion) per scumpientà acetil-coA in diossidu di carbonu.
  • Durante fosforilazione ossidativa, chì si faci in a membrana interna o cristae di a mitocondria), e cellule trasferenu energia da a ripartizione di l'alimentu à ATP.
respirazione cellulare

Una panoramica di a respirazione cellulare.

A respirazione cellulare hè diversa da a respirazione simplice. A respirazione, chì hè più comunemente chjamata respirazione, hè l'attu fisicu di inalazione è espirazione. A respirazione cellulare hè ciò chì accade in e cellule quandu usanu ossigenu per trasferisce l'energia da l'alimentu à ATP.



A respirazione cellulare hè essenziale per u trasferimentu di materia è energia attraversu i sistemi viventi. Cum'è l'esseri viventi utilizanu a respirazione cellulare per trasferisce l'energia da l'alimentu à ATP, una parte di l'energia dispunibile in l'alimentu hè trasferita in l'ambiente cum'è calore, chì viaghja per a nostra atmosfera è torna in u spaziu. Stu trasferimentu d'energia à u calore si face perchè a respirazione cellulare ùn hè micca 100 per centu efficiente per catturà l'energia da l'alimentu in ATP.

Se vi ricordate chì l'energia in l'alimentu era originariamente da u Sole, pudete mette i pezzi inseme è vede chì a maiò parte di l'energia necessaria da i sistemi viventi vene da u spaziu, è finalmente esce da a Terra è torna in u spaziu.

A respirazione cellulare hè ancu impurtante in u muvimentu di a materia attraversu i sistemi viventi: Cum'è l'esseri viventi scumpartenu e molecule alimentarie aduprendu a respirazione cellulare, rilascianu l'atomi da e molecule alimentarie in l'ambiente cum'è diossidu di carbonu è acqua. A fotosintesi porta u diossidu di carbonu è l'acqua da l'ambiente, è a respirazione cellulare li manda torna, furmendu una via di materia circulare chì i scientifichi chjamanu u ciculu di u carbonu .



Rumpendu l'alimentu

Dopu chì e grande molecule in l'alimentu sò scumpartite in e so sottunite più chjuche durante a digestione, e piccule molecule ponu esse ulteriormente scomposte per trasferisce a so energia à ATP. Durante a respirazione cellulare, l'enzimi riorganizanu lentamente l'atomi in e molecule alimentari. Ogni riorganizazione produce una nova molecula in u percorsu è pò ancu pruduce altre molecule utili per a cellula. Alcune reazzione

  • Rilasciu energia chì pò esse trasferita à ATP: E cellule adupranu rapidamente questu ATP per u travagliu cellulare, cume a creazione di nuove molecule.
  • Oxidizza e molecule alimentarie è trasfere elettroni è energia à coenzimi: Ossidazione hè u prucessu chì caccia l'elettroni da e molecule; riduzzione hè u prucessu chì dà l'elettroni à e molecule. Durante a respirazione cellulare, l'enzimi eliminanu l'elettroni da e molecule alimentari è poi trasferenu l'elettroni in i coenzimi nicotinamide adenina dinucleotide (NAD+) è flavin adenina dinucleotide (FAD). NAD+è FAD ricevenu l'elettroni cum'è parte di l'atomi di idrogenu (H), chì li cambianu in e so forme ridotte, NADH è FADHdue. Dopu, NADH è FADHduedonate l'elettroni à u prucessu di fosforilazione ossidativa, chì trasferisce l'energia à ATP.

NAD + è FAD agiscenu cum'è busi di navette elettroni per a cellula. L'autobus vioti, NAD + è FAD, cunducenu finu à reazzioni d'ossidazione è raccoglianu passeggeri elettroni. Quandu l'elettroni cullanu nantu à u bus, u cunduttore mette u segnu H per mustrà chì u bus hè pienu. Allora i busi pieni, NADH è FADH2, guidanu à reazzioni chì necessitanu elettroni è lascianu i passageri. L'autobus sò oramai vioti, allora tornanu à un'altra reazione d'ossidazione per raccoglie novi passeggeri. Durante a respirazione cellulare, i busi navetta elettroni guidanu un ciclu trà e reazioni di glicolisi è u ciclu Krebs (duv'elli piglianu i passageri) à a catena di trasportu di l'elettroni (duv'elli lascianu passageri).

  • Rilascia u diossidu di carbonu (COdue): E cellule tornanu COdueà l'ambiente cum'è rifiuti, chì hè ottimu per l'autotrofi chì richiedenu COdueper pruduce l'alimentu chì manghjanu eterotrofi. (Vede cumu hè tuttu cunnessu?)

Diversi tipi di molecule alimentarie entranu in a respirazione cellulare in diversi punti di a via. E cellule scumpartenu zuccari semplici, cum'è u glucosiu, in a prima via - glicolisi. E cellule usanu a seconda via, u ciclu di Krebs, per scumpientà l'acidi grassi è l'aminidi.

Dopu ci hè un riassuntu di cume diverse molecole si rompenu in i primi dui percorsi di respirazione cellulare:

  • Durante a glicolisi, u glucosiu si rompe in duie molecule di piruvatu. A spina dorsale di u glucosiu hà sei atomi di carbonu, invece chì a spina dorsale di piruvatu hà trè atomi di carbonu. Durante a glicolisi, i trasferimenti di energia risultanu in un guadagnu netu di dui ATP è duie molecule di a forma ridutta di u coenzima NADH.
  • U piruvatu hè cunvertitu in acetil-coA, chì hà dui atomi di carbonu in a so spina dorsale. Un atomu di carbonu da u piruvatu hè liberatu da a cellula cum'è COdue. Per ogni molecula di glucosiu scumpartuta da glicolisi è u ciclu di Krebs, sei COduee molecule lascianu a cellula cum'è rifiuti. (A cunversione di piruvatu in acetil-coA produce duie molecule di diossidu di carbonu, è u ciclu di Krebs ne produce quattru).
  • Durante u ciclu di Krebs, acetil-coA si rompe in diossidu di carbonu (COdue). A cunversione di piruvatu in acetil-coA produce duie molecule di NADH. I trasferimenti energetichi durante u ciclu di Krebs producenu sei molecule addizionali di NADH, duie molecule di FADHdue, è duie molecule di ATP.

Trasferendu energia à ATP

In e membrane interne di a mitocondria in e vostre cellule, centinaie di piccule macchine cellulare stanu travagliendu per trasferisce l'energia da e molecule alimentari à ATP. E macchine cellulare sò chjamate catene di trasportu elettroni, è sò fatti di una squadra di proteine ​​chì si trova in e membrane chì trasferenu energia è elettroni in tutte e macchine.

I coenzimi NADH è FADH2 portanu energia è elettroni da glicolisi è u ciculu di Krebs à a catena di trasportu di l'elettroni. I coenzimi trasferenu l'elettroni à e proteine ​​di a catena di trasportu di l'elettroni, chì passanu l'elettroni per a catena. L'ossigenu raccoglie l'elettroni à a fine di a catena. (Sì ùn avete micca ossigenu intornu à a fine di a catena per raccoglie l'elettroni, ùn puderebbe fà un trasferimentu d'energia.) Quandu l'ossigenu accetta l'elettroni, ripiglia ancu prutoni (H +) è diventa acqua (H2O).

E proteine ​​di a catena di trasportu di l'elettroni sò cum'è una brigata di benna chì funziona da una persona chì scarica un bucket pienu d'acqua in u bucket di a prossima persona. I secchi sò e proteine, o purtatori di elettroni, è l'acqua in i secchi rappresenta l'elettroni. L'elettroni passanu da a proteina à a proteina finu à ghjunghje à a fine di a catena.

Mentre l'elettroni sò trasferiti longu à a catena di trasportu di l'elettroni, e proteine ​​usanu l'energia per spustà i protoni (H+) attraversu e membrane interne di a mitocondria. Accatastanu i protoni cum'è l'acqua daretu à a diga di e membrane interne. Questi protoni tornanu dopu à traversu e membrane di i mitocondri attraversu una proteina chjamata ATP sintasa chì trasforma l'energia cinetica da i protoni in muvimentu in energia chimica in ATP catturendu l'energia in ligami chimichi cume aghjusta molecule di fosfatu à ADP.

L'interu prucessu di cume ATP hè fattu in a catena di trasportu di l'elettroni hè chjamatu u tiuria chemiosmotica di a fosforilazione ossidativa .

tiuria chemiosmotica

L'avvenimenti chì succedenu in i mitocondri, cum'è descrittu da a teoria chemiosmotica.

cumu trattà a candida

À a fine di tuttu u prucessu di respirazione cellulare, l'energia trasferita da u glucosiu hè almacenata in 36 à 38 molecule di ATP, chì sò dispunibuli per esse aduprate per u travagliu cellulare. (È u zitellu si abituanu prestu!)