Эукариот және прокариотикалық жасушаларымен организмнің энергия өндірісінің негізі жасушалық тыныс алу болып табылады. Прокариоттарда цитоплазма процесінің көп бөлігі кездеседі, ал эукариоттарда олар мамандандырылған органеллада, митохондрияларда кездеседі. Жасушалық тыныс аэробты немесе анаэробты болуы мүмкін.

Аэробты тыныс алу

Жасушалық тыныс алу - бұл жасушадағы метаболизм процесі және, мүмкін, өмір үшін ең маңызды нәрсе. Бұл глюкозадан энергия алу кезінде жеңілдетілуі мүмкін күрделі және күрделі процесс, ол өз кезегінде организмнің тұтынатын тағамынан алынады.

Ұялы тыныс аэробты немесе анаэробты болуы мүмкін.

Жасуша тынысы

C6H12O6 + 6O2  6CO2 + 6H2O + 38 ATP (Энергия)

Бұл механизмде глюкоза молекуласы және 6 молекула көміртегі диоксиді, 6 молекуласы және бұлшық ет қозғалысы, ми белсенділігі және т.б. сияқты өмірлік функциялар үшін пайдалы энергиямен айналысатын 6 молекуланың оттегі молекуласы айналысады.

Бұл процесте өндірілетін бұл қуат оңтайлы жағдайларда жылу мен ATP (Adenosín Trifosfato) жасайды. ATP - бұл жасушалық энергияның негізі болып табылатын нуклеотид.

АТФ өндірісі жасушаның тиімділігіне байланысты, сондықтан оның саны 29 немесе 30-ға жетуі мүмкін екеніне қарамастан, бұл процесте қолданылатын глюкозаның әр молекуласы 38 АТП-ны тамаша шығаратыны жалпыға бірдей.

Осылайша, қарапайым түрде жасушалық тыныс алу - бұл глюкоза алатын және энергияны 38 АТП түрінде өндіретін процесс.

Жасушалық тыныс бірнеше суб-процестерге бөлінеді:

Глюколиз

Krebs циклі

Электрондарды тасымалдау және тотығу фосфорлануы.

Глюколиз немесе гликолиз.

Жасушаның цитосолында кездесетін метаболизм процесінде 6 көміртек атомы бар глюкозаның молекуласы (C6H12O6) әрқайсысы алты көміртек атомдарының үшеуінен тұратын екі пирувато (пирвикалық қышқыл) молекуласына бөлінеді, бұл энергияны генерациялайды ATP молекулалары түрінде (Adenosine Triphosphate).

Бұл процесті орындау үшін гликолиз 2 АТП жұмсайды және 4 АТП өндіреді, бұл 2 АТФ-нің таза пайдасын тудырады. Сонымен қатар, екі молекулалар Пирувато және екі NADH өндіріледі және келесі энергияны өндіру процестерін жалғастырады. Гликолиз - бұл оттегіді қажет етпейтін процесс.

Жасушалық тыныс алудың келесі екі процесі митохондрияда кездеседі, сондықтан гликолиздің өнімдері митохондриялық матрицаға тасымалданады.

Krebs циклі.

(Циклдық қышқыл циклы немесе трикарбоксил қышқылы циклы)

Гликолизден айырмашылығы, Кребс циклы аэробты болып табылады, яғни ол оттегіні талап етеді, әйтпесе Пирувато молекулалары ашытуы мүмкін. Piruvic Acid (Pyruvate) тотығу арқылы Krebs циклын бастау үшін қажет болатын Acetyl Coenzyme A (Acetyl CoA) аралық молекуласы шығарылады.

Бұл метаболизм 8 сатылы қамтиды және 18 фермент пен пируваттың екі молекуласынан (глюкозаның біреуінен), 6 NADH молекуласынан, 2 FADH2 және 2 ATP молекуласынан тұрады.

Митохондрия органикалық организм, онда эукариотты жасуша тыныс алу процесі жүзеге асырылады.

Электронды конвейерлік тізбек

Бұл процесс сондай-ақ Кребс цикліне ұқсас аэробты құрайды, сондықтан ол оттегіні қажет етеді.

Электрондық тасымалдау тізбегі Krebs циклі мен гликолизімен өндірілген NADH және FADH2 молекулаларын электронды донорлар ретінде оларды басқа рецепторлық молекулаларға беру үшін пайдаланады. Кейіннен тотығу фосфорлану процесі арқылы 34 АТФ жасалады, ол гликолиз және Krebs циклінің екеуіне қосылады, бұл бізге жасушаның глюкозаның әрбір молекуласы үшін өте жақсы жасайтын 38 АТФ береді.

NADH және FADH2 молекулалары өздерінің электрондарын сыйға тартқаннан кейін және тасымалдау функцияларын орындағаннан кейін, олардың бастапқы NAD + және FAD формаларына оралады.

Электрондық тасымалдау тізбегінде процесс үшін төрт белок кешені бар, ал бесінші сутегі иондарын митохондриялық матрицаға дейін тасымалдайды. Бұл протеиндер ішкі митохондрия мембранадан табылған және олардың функциясы оттекті өндіретін суға электрондарды және электрофизикалық градиентті беретін ATP-ты беру болып табылады.

> Ферменттеу оттегі болмаған кезде пайда болады, бірақ анаэробты тыныс алу жолымен шатастырмау керек.

Ашыту

Глюкоза өндірген пирув қышқылы жоғарыда түсіндірілгендей, Кребс циклында тотығады, алайда, егер оттегі болмаса, пируват ферменттеу процесіне кіреді.

Митохондрияға көшудің орнына, Pyruvate гликолизден кейін цитосолда қалады, онда ол клетканың босатылуына және оны гликолизді қайталауға мүмкіндік береді.

Ферменттеудің мақсаты - NADH-ны NAD-ның цитоплазмадағы NADH-нің жиналуын болдырмайтын басқа гликолиз циклында қайта пайдалану үшін бастапқы NAD + күйіне қайтару үшін тотығу.

Бұл процестің қалдықтары жасушаның түріне байланысты өзгереді; Мысалы, бұлшықет жасушаларында бұл сүт қышқылы, ал этанол басқа клетка түрлерінде шығарылады.

Бүкіл ферменттеу процесі 2 ATP шығарады, сондықтан ферменттеу қалдықтары энергияның көп бөлігін алғаннан бері 38 еселік АТФ шығаратын жасушалық тыныс алудан гөрі әлдеқайда тиімді процесс.

Ферменттеудің оттегі болмаған жағдайда пайда болғанына қарамастан, анаэробты тыныс алу жолымен шатастырмау керек.

Анаэробты тыныс алу

Анаэробты тыныс алу процесі жалғасып, 2 АТФ және Пирват шығаратын глюкозаны бөлетін гликолизпен аэробтық тыныс алу сияқты басталады.

Сонымен қатар, бұл процесс лимон қышқылының циклімен жалғасады және ацетил Коензима А (Ацетил КоА) шығарады және өнім электрондардың тасымалдау тізбегінде сақталғанымен, рецептор ретінде жұмыс істейтін оттегі жоқ, сондықтан басқа рецепторлар қолданылады басқалар арасында сульфаттар, нитраттар немесе күкірт сияқты. Алайда, бұл рецепторлар оттегі сияқты тиімді емес, сондықтан анаэробты тыныс алу аэробты тыныс алудан гөрі аз энергияны шығарады.