La respirazione cellulare è il processo mediante il quale le cellule convertono il glucosio (uno zucchero) in anidride carbonica e acqua. Nel processo, viene rilasciata energia sotto forma di una molecola chiamata adenosina trifosfato o ATP. Poiché l'ossigeno è richiesto per alimentare questa reazione, la respirazione cellulare è anche considerata un tipo di reazione "brucia" in cui una molecola organica (glucosio) viene ossidata o bruciata, rilasciando energia nel processo.

Le cellule richiedono energia ATP per eseguire tutte le funzioni necessarie per la vita. Ma quanto ATP abbiamo bisogno? Se le nostre cellule non sostituissero l'ATP costantemente attraverso la respirazione cellulare, useremmo quasi tutto il nostro peso corporeo nell'ATP in un giorno.

La respirazione cellulare avviene in tre fasi: la glicolisi, il ciclo dell'acido citrico e fosforilazione ossidativa.

Enzimi

Gli enzimi sono proteine ​​che catalizzano, o influenzano la velocità, delle reazioni chimiche senza essere alterate nel processo. Enzimi specifici catalizzano ogni reazione cellulare.

Il ruolo principale degli enzimi durante la reazione respiratoria è quello di assistere nel trasferimento di elettroni da una molecola all'altra. Questi trasferimenti sono chiamati reazioni "redox", in cui la perdita di elettroni da una molecola (ossidazione) deve coincidere con l'aggiunta di elettroni a un'altra sostanza (riduzione).

Glicolisi

Questo primo passo della reazione respiratoria ha luogo nel citoplasma, o fluido, della cellula. La glicolisi consiste di nove reazioni chimiche separate, ciascuna catalizzata da un enzima specifico.

I principali attori della glicolisi sono l'enzima deidrodgenasi e un coenzima (non-proteina helper) chiamato NAD +. La deidrrodinasi ossida il glucosio eliminando due elettroni da esso e trasferendoli in NAD +. Nel processo il glucosio viene "diviso" in due molecole di piruvato, che continuano la reazione.

Il ciclo dell'acido citrico

Il secondo passaggio della reazione respiratoria avviene all'interno di un organello cellulare chiamato i mitocondri, che per il loro ruolo nella produzione di ATP sono chiamati "fabbriche elettriche" per la cellula.

Poco prima che inizi il ciclo dell'acido citrico, il piruvato viene "governato" per la reazione convertendosi in un'energia elevata sostanza chiamata acetil coenzima A, o acetil-CoA.

Gli enzimi specifici situati nei mitocondri potenziano quindi le molte reazioni che compongono il ciclo dell'acido citrico (noto anche come ciclo di Krebs) riorganizzando i legami chimici e partecipando a più reazioni redox.

Al completamento di questo passaggio, le molecole che trasportano l'elettrone lasciano il ciclo dell'acido citrico e iniziano il terzo passo.

Fosforilazione ossidativa

Il passo finale del reazione respiratoria, chiamata anche catena di trasporto degli elettroni, è dove th Il profitto energetico si verifica per la cella. Durante questo passaggio l'ossigeno guida una catena di movimento degli elettroni attraverso la membrana dei mitocondri. Questo trasferimento di elettroni alimenta la capacità dell'enzima ATP sintasi di produrre 38 molecole di ATP.