| Cellulaire ademhaling is een reeks metabolische reacties die plaatsvinden in de cellen van organismen om biochemische energie uit voedingsstoffen om te zetten in adenosinetrifosfaat (ATP) en vervolgens afvalproducten vrij te geven. Dit proces is essentieel voor het voortbestaan van alle levende organismen, omdat ATP dient als de belangrijkste energievaluta voor cellen.
De algemene chemische vergelijking voor cellulaire ademhaling is:
$$C_6H_{12}O_6 + 6O_2 → 6CO_2 + 6H_2O + energie (als ATP)$$
Deze vergelijking vertegenwoordigt de volledige afbraak van één molecuul glucose, een eenvoudige suiker, in aanwezigheid van zuurstof om kooldioxide, water en energie in de vorm van ATP te produceren. Het proces vindt plaats in drie hoofdfasen:glycolyse, de Krebs-cyclus en de elektronentransportketen.
1. Glycolyse:
- Glycolyse is de eerste fase van cellulaire ademhaling en vindt plaats in het cytoplasma.
- Eén molecuul glucose wordt afgebroken tot twee moleculen pyruvaat.
- Dit proces genereert een kleine hoeveelheid ATP (2 ATP-moleculen) en NADH (2 NADH-moleculen), een elektronendrager met hoge energie.
2. Krebs-cyclus (citroenzuurcyclus):
- De Krebs-cyclus vindt plaats in de mitochondriën.
- Elk pyruvaatmolecuul uit de glycolyse wordt verder afgebroken en gecombineerd met co-enzym A om acetyl-CoA te vormen.
- Via een reeks door enzymen gekatalyseerde reacties wordt acetyl CoA geoxideerd om koolstofdioxide vrij te maken en ATP (2 ATP-moleculen), NADH (3 NADH-moleculen) en FADH2 (2 FADH2-moleculen) te genereren.
3. Elektronentransportketen (ETC):
- De elektronentransportketen bevindt zich in het binnenste mitochondriale membraan.
- NADH- en FADH2-moleculen gegenereerd tijdens de glycolyse en de Krebs-cyclus geven hun hoogenergetische elektronen door aan de elektronentransportketen.
- Terwijl de elektronen door de keten bewegen, wordt hun energie gebruikt om waterstofionen (H+) door het membraan te pompen, waardoor een gradiënt ontstaat.
- De stroom waterstofionen terug door ATP-synthase, een enzym, stimuleert de synthese van ATP (tot 34 ATP-moleculen).
- Zuurstof dient als de uiteindelijke elektronenacceptor en water wordt gevormd als bijproduct.
Samenvattend omvat cellulaire ademhaling de afbraak van glucose in de aanwezigheid van zuurstof om energie te produceren in de vorm van ATP. Het proces verloopt in drie fasen:glycolyse, de Krebs-cyclus en de elektronentransportketen. Elke fase genereert ATP, NADH en FADH2, die worden gebruikt om ATP te produceren in de elektronentransportketen. |
