Door Kevin Beck — Bijgewerkt op 24 maart 2022

Overzicht cellulaire ademhaling

Cellulaire ademhaling is de biochemische cascade die eukaryotische cellen aandrijft door glucose om te zetten in adenosinetrifosfaat (ATP). Het proces bestaat uit vier verschillende fasen:glycolyse , de link (bridge) reactie , de Krebs-cyclus , en de elektronentransportketen (ENZ.). Hoewel de glycolyse zonder zuurstof kan plaatsvinden, zijn de overige drie fasen strikt aëroob en vinden ze plaats in de mitochondriën.

Prokaryoten versus eukaryoten

Prokaryotische cellen missen membraangebonden organellen, dus al hun glucosemetabolisme vindt plaats in het cytoplasma. Eukaryotische cellen daarentegen verdelen de laatste drie stadia binnen de mitochondriën, waardoor een efficiënte ATP-productie mogelijk wordt.

Welke stappen vinden plaats in de mitochondriën?

Alleen de verbindingsreactie, de Krebs-cyclus en ETC zijn mitochondriale gebeurtenissen. Glycolyse – de splitsing van glucose in twee pyruvaatmoleculen – vindt volledig plaats in het cytoplasma.

Structuur en functie van mitochondriën

Mitochondria zijn organellen met dubbel membraan. Hun binnenmembraan vouwt zich op tot cristae, waardoor de plaats van de ETC ontstaat. De matrix, de ruimte binnen het binnenmembraan, herbergt de Krebs-cyclus en herbergt mitochondriaal DNA, dat van de moeder wordt geërfd.

Gedetailleerde fasen en hun mobiele sites

Glycolyse:cytoplasma – Tien door enzymen gekatalyseerde reacties zetten één glucosemolecuul om in twee pyruvaatmoleculen, wat een netto winst oplevert van twee ATP en twee NADH. Deze stap is anaëroob.

Link (brug)reactie:mitochondriale matrix – Elk pyruvaat wordt gedecarboxyleerd om acetyl-CoA te vormen, waarbij CO₂ vrijkomt en één NADH per pyruvaat wordt geproduceerd.

Krebs-cyclus:mitochondriale matrix – Acetyl-CoA condenseert met oxaalacetaat en vormt citraat. Tijdens een reeks reacties wordt citraat terug geoxideerd tot oxaalacetaat, waarbij twee ATP (één per acetyl-CoA), drie NADH en één FADH₂ worden gegenereerd.

Elektronentransportketen:binnenste mitochondriaal membraan – NADH en FADH₂ doneren elektronen aan de ETC, waardoor de synthese van 32–34 ATP via oxidatieve fosforylering wordt aangestuurd. De protonaandrijfkracht die door het binnenmembraan wordt gecreëerd, drijft ATP-synthase aan.

Gezamenlijk levert cellulaire ademhaling 36–38 ATP per glucosemolecuul op – ongeveer twee uit glycolyse en 34–36 uit de mitochondriale stadia.