Cellulaire ademhaling:van suiker tot ATP in planten en dieren

Zowel planten- als dierlijke cellen gebruiken hetzelfde fundamentele proces, cellulaire ademhaling, om suiker om te zetten in ATP (adenosinetrifosfaat), de primaire energievaluta van cellen. Dit proces kan worden opgesplitst in vier hoofdfasen:

1. Glycolyse:

* Locatie: Cytoplasma

* invoer: Glucose (6-koolstof suiker)

* Uitvoer: 2 pyruvaat (moleculen van 3 koolstof), 2 ATP en 2 NADH (elektrondragermolecuul)

Deze fase breekt glucose af in pyruvaat en genereert een kleine hoeveelheid ATP. Het vereist geen zuurstof en kan optreden in zowel aerobe als anaërobe omstandigheden.

2. Pyruvaatoxidatie:

* Locatie: Mitochondriale matrix (in eukaryotes)

* invoer: Pyruvaat

* Uitvoer: Acetyl-CoA (2-koolstofmolecuul), NADH en CO2

Deze fase bereidt pyruvaat voor de Krebs-cyclus door deze om te zetten in acetyl-CoA en koolstofdioxide vrij te geven als afvalproduct.

3. Krebs -cyclus (citroenzuurcyclus):

* Locatie: Mitochondriale matrix (in eukaryotes)

* invoer: Acetyl-CoA

* Uitvoer: ATP, NADH, FADH2 (elektronendragermolecuul) en CO2

Deze cyclus voltooit de afbraak van glucose en genereert meer ATP, NADH en FADH2. Het produceert ook koolstofdioxide als afvalproduct.

4. Elektronentransportketen (enz.):

* Locatie: Binnenste mitochondriaal membraan (in eukaryoten)

* invoer: NADH, FADH2, zuurstof

* Uitvoer: H2O, ATP (meerderheid)

Deze fase maakt gebruik van de elektronen die door NADH en FADH2 worden gedragen om een ​​protonengradiënt over het mitochondriale membraan te genereren. Deze gradiënt stimuleert de productie van de meerderheid van ATP door oxidatieve fosforylering. Zuurstof is de uiteindelijke elektronenacceptor en vormt water als bijproduct.

Opmerking:

* Planten hebben ook chloroplasten, waar fotosynthese optreedt, waardoor glucose wordt geproduceerd als een input voor cellulaire ademhaling.

* Hoewel planten glucose van fotosynthese kunnen gebruiken, kunnen ze ook glucose verkrijgen uit andere bronnen zoals koolhydraten.

* Dieren missen chloroplasten en zijn afhankelijk van het consumeren van glucose uit voedselbronnen.

Over het algemeen is cellulaire ademhaling een complex proces dat de glucose efficiënt omzet in bruikbare energie in de vorm van ATP, waardoor vitale cellulaire functies in zowel planten als dieren worden aangedreven.