Oddychanie komórkowe to proces rozkładu związków organicznych na związki proste, w trakcie którego uwalniana jest energia w postaci ATP. Zachodzi zarówno w komórkach eukariotycznych, jak i w komórkach prokariotycznych. Wyróżniamy oddychanie komórkowe tlenowe i beztlenowe, oba procesy różnią się przebiegiem, substratami oraz produktami reakcji. Z całą pewnością oddychanie komórkowe jest procesem niezbędnym do życia.
Na czym polega oddychanie komórkowe?
Oddychanie komórkowe może przebiegać:
- z udziałem tlenu – oddychanie tlenowe;
- bez udziału tlenu – oddychanie beztlenowe.
W obu przypadkach jest to jednak wielostopniowy, biochemiczny proces utleniania przekształcania związków organicznych z jednoczesnym wytworzeniem energii użytecznej metabolicznie. Ma ona postać cząsteczek ATP.
Oddychanie tlenowe
W trakcie oddychania tlenowego glukoza uwalniana jest całkowicie, w efekcie czego komórki uzyskują więcej ATP, niż w przypadku oddychania beztlenowego, w przebiegu którego glukoza utleniana jest jedynie częściowo. Etapy oddychania komórkowego z udziałem tlenu w komórkach eukariotycznych zachodzą w mitochondriach. Źródłem energii jest glukoza, a gdy jej zabraknie to cukry i tłuszcze, a ostatecznie białka. Oddychanie tlenowe można przedstawić w 3 etapach:
- glikoliza – 1 cząsteczka glukozy przekształca się w 2 cząsteczki pirogronianu, czemu towarzyszy powstanie 2 cząsteczek ATP;
- cykl kwasu cytrynowego – nazywany również cyklem Krebsa. Jego celem jest nie tyle produkcja energii, o ile przygotowanie odpowiedniej ilości zredukowanych przenośników tlenowych;
- łańcuch oddechowy – sumaryczny zysk ATP podczas utleniania jednej cząsteczki glukozy wynosi 36 cząsteczek ATP. Cząsteczki ATP są produkowane na bieżąco, nie bywają magazynowane.
Tlenowo oddychają rośliny i zwierzęta (oprócz pasożytów jelitowych), a także większość mikroorganizmów i grzybów.
Oddychanie beztlenowe
Podczas oddychania beztlenowego elektrony przenoszone są na łańcuchu oddechowym w taki sposób, aby doszło do wytworzenia gradientu elektrochemicznego, wykorzystywanego następnie do produkcji cząsteczek ATP, czyli energii. To zdolność organizmów prokariotycznych, ponieważ nie ma konieczności udziału tlenu w przeprowadzanych reakcjach. Oddychanie beztlenowe jest mało wydajne, dlatego mogą korzystać z niego jedynie drobne organizmy, które nie potrzebują do przeżycia dużych dawek energii.
Reakcje podczas oddychania beztlenowego zachodzą w cytozolu komórek. Produktem końcowym może być kwas mlekowy lub nawet alkohol etylowy. Stanowi to podstawę fermentacji np. mlekowej, alkoholowej. Procesy oddychania beztlenowego wykorzystywane są więc w gastronomii, np. do produkcji kiszonek i żywności probiotycznej, a także niektórych rodzajów alkoholi.
Oddychanie komórkowe – znaczenie
Wszystkie istoty potrzebują energii do wykonywania czynności życiowych i przeprowadzania podstawowych reakcji biochemicznych. Dzięki energii mogą się poruszać, wydalać, reagować na bodźce zewnętrzne oraz odczuwać różne emocje. Niektóre zwierzęta mogą dzięki niej utrzymywać stałą temperaturę ciała niezależną od otoczenia. Oddychanie komórkowe przebiega stale, nawet jeśli inne procesy metaboliczne zostaną zahamowane. Można zatem podsumować, że oddychanie komórkowe jest niezbędne do życia.
Polecane produkty:
|
Koenzym Q10 kapsułki
Koenzym Q10 to jeden z najważniejszych antyoksydantów. Nie tylko tylko chroni organizm przed wolnymi rodnikami. Bierze on również udział w każdej, podstawowej funkcji komórki ... Zobacz więcej... |
Bibliografia
- Stryer L., Biochemia, Wydawnictwo PWN, Warszawa 2003.
- Jarygin W., Biologia. Podręcznik dla studentów kierunków medycznych, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2003.
