Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Biologi

Ligning for glukosemetabolisme

Cellerne i din krop kan nedbryde eller metabolisere glukose for at gøre den energi, de har brug for. I stedet for blot at frigive denne energi som varme lagrer cellerne imidlertid denne energi i form af adenosintrifosfat eller ATP; ATP fungerer som en slags energivaluta, der er tilgængelig på en bekvem måde for at imødekomme cellens behov.

Samlet kemisk ligning

Da nedbrydning af glukose er en kemisk reaktion, kan den beskrives under anvendelse af Den følgende kemiske ligning: C6H12O6 + 6 02 -> 6 CO2 + 6 H2O, hvor der frigives 2870 kilojoules energi for hver mol glucose, der metaboliseres. Selv om denne ligning beskriver den overordnede proces, er dens enkelhed vildledende, fordi den skjuler alle detaljer om, hvad der virkelig foregår. Glucose metaboliseres ikke i et enkelt trin. I stedet bryder cellen glukosen ned i en række små trin, som hver frigiver energi. De kemiske ligninger for disse fremgår nedenfor.

Glykolyse

Det første trin i glukosemetabolismen er glycolyse, en ti-trins proces, hvor et glukosemolekyle lyseres eller opdeles i to tre-carbon-sukkerarter som derefter kemisk ændres til dannelse af to pyruvatmolekyler. Nettoækvationen for glycolyse er som følger: C6H12O6 + 2 ADP + 2 [P] i + 2 NAD + -> 2 pyruvat + 2 ATP + 2 NADH, hvor C6H12O6 er glucose, [P] i er en phosphatgruppe, NAD + og NADH er elektronacceptorer /bærere og ADP er adenosindiphosphat. Igen, mens denne ligning giver det overordnede billede, skjuler det også mange af de beskidte detaljer; da glykolyse er en ti-trins proces, kan hvert trin beskrives ved hjælp af en separat kemisk ligning.

Citronsyre Cycle

Det næste trin i glukosemetabolismen er citronsyrecyklussen (også kaldet Krebs cyklus eller tricarboxylsyrecyklussen). Hver af de to molekyler af pyruvat dannet ved glycolyse omdannes til en forbindelse kaldet acetyl CoA; gennem en 8-trins proces kan disse netkemiske ligninger for citronsyrecyklussen skrives som følger: acetyl CoA + 3 NAD + + Q + BNP + [P] i + 2 H2O -> CoA-SH + 3 NADH + 3H + + QH2 + GTP + 2 CO2. En mere detaljeret beskrivelse af alle de involverede trin er uden for denne artikels anvendelsesområde; I grunden donerer citronsyrecyklus imidlertid elektroner til to elektronbærermolekyler, NADH og FADH2, som derefter kan donere disse elektroner til en anden proces. Det producerer også et molekyle kaldet GTP, der har lignende funktioner til ATP i cellen.

Oxidativ fosforylering

I det sidste store trin i glukosemetabolismen fjerner elektronbærermolekylerne fra citronsyrecyklusen ( NADH og FADH2) donere deres elektroner til elektrontransportkæden, en kæde af proteiner indlejret i mitokondrierens membran i dine celler. Mitokondrier er vigtige strukturer, der spiller en central rolle i glukosemetabolismen og i frembringelse af energi. Elektrontransportkæden styrer en proces, der styrer syntesen af ​​ATP fra ADP.

Effekter

De samlede resultater af glukosemetabolismen er imponerende; For hvert molekyle af glucose kan din celle lave 38 molekyler af ATP. Da det tager 30,5 kilojoules pr. Mol at syntetisere ATP, gemmer din celle 40 procent af den energi, der frigives ved at nedbryde glukosen. De resterende 60 procent går tabt som varme; denne varme hjælper med at opretholde din kropstemperatur. Mens 40 procent kan lyde som et lavt tal, er det betydeligt mere effektivt end mange maskiner designet af mennesker. Selv de bedste biler kan for eksempel kun konvertere en fjerdedel af den energi, der opbevares i benzin, til energi, der bevæger bilen.

Klik for at udvide hele teksten