細胞でのATP産生:細胞呼吸を通る旅
ATP(アデノシン三リン酸)は、細胞の主要なエネルギー通貨であり、さまざまな細胞プロセスの動力に使用されます。 細胞呼吸と呼ばれる一連の複雑な反応によって作成されます 。これが簡略化された概要です:
1。解糖:
*これは細胞の細胞質で発生します。
*単純な砂糖であるグルコースは、小さな分子であるピルビン酸に分解されます。
*このプロセスは、少量のATP(2分子)とNADH(高エネルギー電子担体)を生成します。
2。リンク反応:
*ピルビン酸は、細胞の大国であるミトコンドリアに入ります。
*エネルギー生産のためのもう1つの重要な分子であるアセチルCoAに変換されます。
*この反応は、少しのNADHを生成します。
3。クレブスサイクル(クエン酸サイクル):
*アセチルCoAは、炭素原子を分解する一連の反応であるクレブスサイクルに入ります。
*このプロセスは、廃棄物として二酸化炭素を放出し、より多くのNADHとFADH2(別の電子キャリア)、および少量のATP(2分子)を生成します。
4。酸化リン酸化(電子輸送鎖):
*以前のステップからのNADHおよびFADH2分子は、ミトコンドリア膜にある電子輸送鎖に電子を供給します。
*電子が鎖を下に移動すると、エネルギーが放出され、膜を横切ってプロトンをポンピングし、プロトン勾配を作成します。
*この勾配は、ATPシンターゼを介してATPの生成を促進します。ATPシンターゼは、陽子流のエネルギーを活用してATPを生成する酵素です。これは化学炎症と呼ばれます 。
*このプロセスは、グルコース分子あたりATPの大部分(約32分子)を生成します。
要約:
細胞呼吸は、グルコースを効率的に分解してATPを生成する複雑なプロセスです。それには、解糖、リンク反応、クレブスサイクル、酸化的リン酸化の4つの主要段階が含まれます。各ステージは、グルコースからエネルギーを活用し、使用可能なATPに変換する上で重要な役割を果たします。
ATPの他のソース:
* 嫌気性呼吸: 一部の生物は、発酵を使用して酸素なしでATPを生成できます。これは好気性呼吸よりも効率が低くなります。
* 光リン酸化: 植物と一部の細菌は、日光を使用して光合成を介してATPを生成します。
ATPの重要性:
ATPは、以下を含む多数の細胞機能に不可欠です。
*筋肉収縮
*神経インパルス伝達
*膜を横切る分子の積極的な輸送
*タンパク質合成
* DNAの複製と修復
ATPの一定の生産と使用は、すべての生細胞の生存と機能に不可欠です。