Il processo attraverso il quale si verificano reazioni chimiche che abbattono le molecole alimentari in energia che devono essere utilizzate dagli organismi è chiamato la respirazione cellulare . Questo è un processo complesso che si verifica nelle cellule di tutti gli organismi viventi. Ecco una rottura dei passaggi chiave:

1. Glicolisi: Questo è il primo stadio e si verifica nel citoplasma della cellula. Implica la rottura del glucosio (uno zucchero semplice) in piruvato. Questo processo genera una piccola quantità di ATP (adenosina trifosfato), la valuta energetica primaria della cellula e NADH (nicotinamide adenina dinucleotide), un trasportatore di elettroni.

2. Il ciclo Krebs (ciclo di acido citrico): Questo ciclo si svolge nei mitocondri, la potenza della cellula. Il piruvato viene convertito in acetil-CoA, che entra nel ciclo di Krebs. Questa serie di reazioni produce più ATP, NADH e un altro trasportatore di elettroni chiamato FADH2 (flavin adenina dinucleotide).

3. Catena di trasporto di elettroni: Questa è la fase finale della respirazione cellulare e si verifica nella membrana mitocondriale interna. Gli elettroni trasportati da NADH e FADH2 vengono passati lungo una catena di proteine, rilasciando energia lungo la strada. Questa energia viene utilizzata per pompare i protoni attraverso la membrana, creando un gradiente di concentrazione.

4. Fosforilazione ossidativa: I protoni fluiscono indietro attraverso la membrana attraverso un enzima chiamato ATP sintasi, che utilizza l'energia da questo flusso per sintetizzare l'ATP. Questo è il modo principale in cui l'ATP viene generato nella respirazione cellulare.

Nel complesso, le reazioni chimiche della respirazione cellulare abbattono il glucosio e altre molecole alimentari, rilasciando energia che viene immagazzinata nei legami chimici di ATP. Questa energia viene quindi utilizzata dall'organismo per alimentare i processi di vita essenziali come la contrazione muscolare, la trasmissione dell'impulso nervoso e la sintesi proteica.

Esistono due tipi principali di respirazione cellulare:

* Respirazione aerobica: Ciò richiede ossigeno come accettore di elettroni finali nella catena di trasporto degli elettroni. È molto più efficiente della respirazione anaerobica, producendo molto più ATP da ogni molecola di glucosio.

* Respirazione anaerobica: Ciò non richiede ossigeno e utilizza altre molecole, come il solfato o il nitrato, come l'accettore di elettroni finali. Questo processo produce molto meno ATP della respirazione aerobica.

Comprendere la respirazione cellulare è fondamentale per comprendere come gli organismi viventi ottengono e utilizzano energia.