ミトコンドリアのエネルギー生産:セルラーパワーハウスを通る旅
しばしば「細胞の電力ハウス」と呼ばれるミトコンドリアは、細胞が機能する必要があるエネルギーの大部分を生成する責任があります。このエネルギーは、アデノシン三リン酸(ATP)の形で提供されます 、セルの主要なエネルギー通貨です。
これは、細胞呼吸と呼ばれるプロセスを通じて、ミトコンドリアがどのようにATPを生成するかの内訳です :
1。 解糖:
*この最初のステップは、ミトコンドリアの外側の細胞質で発生します。
*グルコース(糖)はピルビン酸に分解され、少量のATPとNADH(高エネルギー電子担体)を生成します。
2。 ピルビン酸酸化:
*ピルビン酸はミトコンドリアに入り、アセチルCoAに変換されます。このステップでは、NADHも生成されます。
3。 クレブスサイクル(クエン酸サイクル):
*アセチルCoAは、ミトコンドリアマトリックスで発生する一連の化学反応であるクレブスサイクルに入ります。
*このサイクルは、より多くのATP、NADH、およびFADH2(別の電子キャリア)を生成します。
4。 電子輸送チェーン:
*これは、ATP生産における最終的で最も重要なステップです。
* NADHとFADH2は、内側のミトコンドリア膜に埋め込まれたタンパク質複合体の鎖に電子を送達します。
*電子がこの鎖を下に移動すると、ミトコンドリアマトリックスから膜間空間に陽子(H+)をポンピングするために使用されるエネルギーを放出します。
*これにより、膜全体の陽子の濃度の違いがあるプロトン勾配が生成されます。
5。 ATPシンターゼと酸化的リン酸化:
*プロトン勾配は、ポテンシャルエネルギーの一形態です。
*プロトンは、ATPシンターゼと呼ばれるタンパク質複合体を介してマトリックスに戻ります。
*このプロトンの流れは、ADPおよび無機リン酸(PI)からのATPの産生を駆動します。このプロセスは酸化的リン酸化と呼ばれます 。
本質的に、ミトコンドリアは一連の化学反応と電子輸送を使用して、グルコースに保存されている化学エネルギーを使用可能な形に変換します。 このエネルギーは、筋肉収縮、タンパク質合成、活性輸送など、さまざまな細胞プロセスに使用されます。
注:
*細胞呼吸は、複数の酵素と補酵素を含む複雑なプロセスです。
*グルコース分子ごとに生成されるATPの量は約38ですが、これはプロセスの効率などの要因によって異なる場合があります。
*ミトコンドリアは生命に不可欠であり、その機能障害はさまざまな病気につながる可能性があります。