Den komplette cellulære respirationsligning og dens fire nøglestadier

Af Chris Deziel | Opdateret 30. august 2022

Cellulær respiration er den proces, hvorved levende organismer omdanner glucose og oxygen til brugbar energi i form af adenosintrifosfat (ATP). Denne ATP kan derefter drive biokemiske reaktioner, understøtte DNA- og RNA-syntese og opretholde cellulære funktioner.

TL;DR

Et glukosemolekyle reagerer med seks oxygenmolekyler for at give seks kuldioxidmolekyler, seks vandmolekyler og op til 38 ATP-molekyler:

C₆ H₁₂ O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂ O + 36–38 ATP

Fire stadier af respiration

Mens den overordnede reaktion er en enkelt ligning, udfolder processen sig i fire adskilte faser, der tilsammen maksimerer ATP-produktion:

1. Glykolyse

Opstår i cytoplasmaet. En enkelt glukose (C₆ H₁₂ O₆ ) er opdelt i to molekyler af pyrodruesyre (C₃ H₄ O₃ ), hvilket genererer en nettoforstærkning på to ATP-molekyler og to NADH.

2. Overgang (pyruvatoxidation)

Pyruvat kommer ind i mitokondriet og omdannes til acetyl-CoA, der producerer NADH og frigiver CO₂ .

3. Citronsyre (Krebs) cyklus

Acetyl-CoA går ind i Krebs-cyklussen, hvor hver tur genererer 3 NADH, 1 FADH₂ , 1 GTP (konverteret til ATP) og to CO₂ molekyler.

4. Elektrontransportkæde og oxidativ phosphorylering

Beliggende i den indre mitokondriemembran overfører dette kompleks elektroner fra NADH og FADH₂ til oxygen, pumper protoner for at skabe en gradient, der driver ATP-syntase. Dette trin producerer hovedparten af ATP - ca. 28-30 molekyler pr. glukose.

Når fedtstoffer eller proteiner tjener som energikilde, nedbrydes de først til acetyl-CoA (fedtstoffer via β‑oxidation; proteiner via deaminering af aminosyrer) og går derefter ind i Krebs-cyklussen, hvilket giver sammenlignelige ATP-totaler.

Oversigt over energiudbytte

Maksimalt teoretisk udbytte:38 ATP pr. glukose. Praktisk udbytte i eukaryoter er typisk 36 ATP på grund af shuttle-ineffektivitet.

Reference:Lehninger Principles of Biochemistry, 7. udgave, 2018.