Характеристика процесу клітинного дихання та його етапів
Гліколіз буквально означає "розщеплення цукру". Процес гліколізу відбувається у цитоплазмі клітини. Глюкоза та кисень подаються в клітини кровотоком. В результаті гліколізу утворюються дві молекули АТФ, дві молекули піровиноградної кислоти та дві «високоенергетичні» молекули НАДН. Гліколіз може відбуватися з киснем чи ні. У присутності кисню гліколіз є першою стадією аеробного клітинного дихання. Без кисню гліколіз дозволяє клітинам виробляти невелику кількість АТФ. Цей процес називається анаеробним диханням чи ферментацією. Ферментація також виробляє молочну кислоту, яка може накопичуватися в м'язовій тканині, викликаючи болючість та печіння.
Цикл лимонної кислоти
Цикл лимонної кислоти, також відомий як цикл трикарбонової кислоти або цикл Кребса, починається після того, як молекули з процесу гліколізу, перетворюються на дещо іншу сполуку - ацетил-КоА.
Через ряд проміжних етапів поряд із двома молекулами АТФ утворюються кілька сполук, здатних зберігати «високоенергетичні» електрони. З'єднання, відомі як нікотинамідаденіндінуклеотид (НАД) і флавінаденіндінуклеотид (ФАД), знижуються в процесі. Ці наведені форми переносять "високоенергетичні" електрони на наступний етап.
Цикл лимонної кислоти відбувається лише тоді, коли є кисень, але він не використовує кисень безпосередньо. Усі реакції цього циклу протікають у клітинних мітохондріях.
Окисне фосфорилювання
Електронний транспорт потребує безпосередньої наявності кисню. Електронно-транспортний ланцюг є рядом електронних носіїв у мембрані мітохондрій еукаріотичних клітин. Через серію реакцій електрони із високою енергієюпередаються у кисень. При цьому утворюється градієнт, і зрештою шляхом окисного фосфорилювання виходить АТФ. Фермент АТФ-синтазу використовує енергію, створювану електронно-транспортним ланцюгом для фосфорилювання АДФ в АТФ.
Максимальний вихід ATФ
Таким чином, прокаріотичні клітини можуть давати 38 АТФ-молекул, тоді як еукаріотичні клітини дають максимум 36. В еукаріотів клітини молекули НАДН, отримані в гліколізі, проходять через мітохондріальну мембрану, яка «стоїть» двох молекул АТФ.