Cellandning kan syfta på två närliggande begrepp. Ofta menar man all biologisk förbränning och energiutvinning. Rent vetenskapligt är cellandningen det sista steget i energiutvinningen, även kallad elektronkedjan (se elektrontransport och oxidativ fosforylering). En synonym till cellandning är inre andning.
Cellandningen består av delprocesserna glykolys, citronsyracykeln, elektrontransportkedjan och oxidativ fosforylering. Glykolysen sker i cytosolen; de andra delprocesserna sker i omgivningen till det inre membranet i mitokondrien.
Cellandningen omvandlar kemisk energi i socker och syre till kemisk energi i ATP. ATP är en form som cellen kan använda direkt i de flesta av de processer som kräver energitillskott. I cellandningen omvandlas druvsocker och syre (bränslet) till koldioxid, vatten (restprodukter) och energi. Huvuddelen av ATP-genereringen sker i oxidativ fosforylering.
Oxidativ fosforylering är slutsteget i en kedja av energiomvandlingar (se även tabellen nedan):
- energirik molekyl → elektron i elektronbärare → hög protonkoncentration → ATP
Översiktstabell
| Namn
|
Omvandling
|
Beskrivning
|
Energiutbyte per glykosmolekyl
|
| Glykolys
|
Glykos + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 Pi → 2 NADH + 2 Pyruvat + 2 ATP + 2 H2O + 2 H+[1]
|
I ungefär 10 steg sönderdelas en molekyl glykos till två molekyler pyruvat.
|
2 ATP och 2 NADH
|
| Länkreaktionen (Link Reaction)
|
Pyruvat + NAD+ + CoA-SH → Acetyl-CoA + NADH + CO2
|
Reaktion som utförs av enzymet pyruvatdehydrogenas
|
2 NADH
|
| Citronsyracykeln (Krebs Cycle)
|
Acetyl-CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + P + 2 H2O →
CoA-SH + 3 NADH + H+ + FADH2 + GTP + 2 CO2 + 3 H+
|
Först sammanförs en molekyl acetyl CoA med en molekyl oxaloacetat. Under citronsyracykelns åtta steg avspjälkas 2 koldioxid och oxaloacetat återbildas.
|
6 NADH, 2 FADH och 2 ATP (via GTP)
|
| Elektrontransportkedjan (Electron Transport Chain)
|
NADH + H+ + (1/2) O2 → H2O + NAD+
|
En elektron med hög energi flyttas från elektronbärare till elektronbärare i ungefär 8 steg. I tre av dessa kan laddningsomflyttningen användas för att förflytta 2 protoner över ett membran. På detta sätt byggs en laddningsskillnad upp, som fungerar som ett elektriskt batteri.
|
44 protoner transporterade över membranet
|
| Oxidativ fosforylering
|
ADP + PO2 → ATP
|
Ett protein (ATP-syntas) släpper tillbaka 2 av de protoner som hopats på ena sidan av membranet. Den energi som protonerna förlorar används till att producera en ATP. Varje NADH renderar i tre ATP och varje FADH renderar i 2 ATP, vilket ger 3*10 ATP + 2*2 ATP.
|
34 ATP
|
Totalt: 38 ATP (motsvarar 1,14 MJ)
Cellandning: C6H12O6(druvsocker) + 6O2 → 6H2O + 6CO2 + energi (ATP)
Se även
Referenser
Noter
- ^ Björndahl / Castenfors, Gunnar / Johan (2012). Spira - Biologi 2. Läst 23 februari 2016
