Contenu
- Équation de respiration cellulaire
- Glycolyse
- La réaction du pont
- Le cycle de Krebs
- La chaîne de transport d'électrons
Respiration cellulaire est la somme des différents moyens biochimiques que les organismes eucaryotes utilisent pour extraire énergie de la nourriture, en particulier glucose molécules.
Le processus de respiration cellulaire comprend quatre étapes ou étapes de base: Glycolyse, qui se produit dans tous les organismes, procaryotes et eucaryotes; le réaction de pont, qui ouvre la voie à la respiration aérobie; et le Cycle de Krebs et le chaîne de transport d'électrons, voies dépendantes de l'oxygène qui se produisent en séquence dans les mitochondries.
Les étapes de la respiration cellulaire ne se produisent pas à la même vitesse et le même ensemble de réactions peut se dérouler à des vitesses différentes dans le même organisme à des moments différents. Par exemple, le taux de glycolyse dans les cellules musculaires devrait augmenter considérablement pendant les périodes de anaérobie exercice, qui entraîne une «dette en oxygène», mais les étapes de la respiration aérobie ne s’accélèrent pas de façon appréciable à moins que l’exercice ne soit effectué à un niveau d’intensité aérobique «au fur et à mesure».
Équation de respiration cellulaire
La formule de respiration cellulaire complète semble légèrement différente d'une source à l'autre, en fonction de ce que les auteurs choisissent d'inclure comme réactifs et produits significatifs. Par exemple, de nombreuses sources omettent les porteurs d’électrons NAD+/ NADH et FAD2+/ FADH2 du bilan biochimique.
Globalement, le glucose de la molécule de sucre à six carbones est converti en dioxyde de carbone et en eau en présence d’oxygène pour donner de 36 à 38 molécules d’ATP (adénosine triphosphate, la "monnaie énergétique" des cellules dans toute la nature). Cette équation chimique est représentée par l'équation suivante:
C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 12 h2O + 36 ATP
Glycolyse
La première étape de la respiration cellulaire est glycolyse, qui est un ensemble de dix réactions qui ne nécessitent pas d’oxygène et se produisent donc dans toutes les cellules vivantes. Les procaryotes (des domaines Bacteria et the Archaea, anciennement appelés "archaebactéries") utilisent presque exclusivement la glycolyse, alors que les eucaryotes (animaux, champignons, protistes et plantes) l'utilisent principalement pour préparer les réactions plus énergétiquement lucratives de la respiration aérobie.
La glycolyse a lieu dans le cytoplasme. Dans la "phase d'investissement" du processus, deux ATP sont consommés lorsque deux phosphates sont ajoutés au dérivé de glucose avant qu'il ne soit scindé en deux composés à trois carbones. Ceux-ci sont transformés en deux molécules de pyruvate, 2 NADH et quatre ATP pour un gain net de deux ATP.
La réaction du pont
La deuxième étape de la respiration cellulaire, la transition ou réaction de pont, reçoit moins d'attention que le reste de la respiration cellulaire. Comme son nom l’indique, il n’y aurait aucun moyen de passer de la glycolyse aux réactions aérobies au-delà sans cela.
Dans cette réaction, qui se produit dans les mitochondries, les deux molécules de pyruvate issues de la glycolyse sont converties en deux molécules d’acétyl-coenzyme A (acétyl-CoA), avec deux molécules de CO.2 produites en tant que déchets métaboliques. Aucun ATP n'est produit.
Le cycle de Krebs
Le cycle de Krebs ne génère pas beaucoup d’énergie (deux ATP), mais en combinant l’acétyl-CoA, une molécule à deux carbones, avec l’oxaloacétate, une molécule à quatre carbones, et en convertissant le produit obtenu en une série de transitions qui réduisent la molécule en oxaloacétate, il génère huit NADH et deux FADH2, un autre porteur d’électrons (quatre NADH et un FADH2 par molécule de glucose entrant dans la respiration cellulaire lors de la glycolyse).
Ces molécules sont nécessaires à la chaîne de transport des électrons et, au cours de leur synthèse, quatre autres molécules de CO2 les molécules sont libérées de la cellule en tant que déchets.
La chaîne de transport d'électrons
La quatrième et dernière étape de la respiration cellulaire est celle où se fait la principale "création" d'énergie. Les électrons portés par NADH et FADH2 sont extraites de ces molécules par des enzymes situées dans la membrane mitochondriale et utilisées pour piloter un processus appelé phosphorylation oxydative, dans lequel un gradient électrochimique entraîné par la libération des électrons susmentionnés alimente l'addition de molécules de phosphate à l'ADP pour produire de l'ATP.
Oxygène est nécessaire pour cette étape, car c’est le dernier accepteur d’électrons de la chaîne. Cela crée H2O, donc cette étape est d'où vient l'eau dans l'équation de la respiration cellulaire.
Au total, 32 à 34 molécules d'ATP sont générées à cette étape, en fonction de la somme du rendement énergétique. Ainsi la respiration cellulaire donne un total de 36 à 38 ATP: 2 + 2 + (32 ou 34).