W oddychaniu komórkowym, etap transportu elektronów występuje wtedy, gdy wytwarza się większość trifosforanu adenozyny (ATP). Transport elektronów jest trzecim etapem oddychania komórkowego.
Oddychanie komórkowe obejmuje szereg złożonych reakcji. Pierwszą fazą oddychania komórkowego jest glikoliza, która obejmuje podział glukozy. Faza ta jest przeprowadzana w kilku etapach. Końcowym rezultatem jest produkcja kwasu pirogronowego. Po wyprodukowaniu kwasu pirogronowego rozpoczyna się cykl Krebsa. Cykl Krebsa, który jest drugą fazą oddychania komórkowego, jest czasem nazywany cyklem kwasu cytrynowego. W pierwszym cyklu Krebsa powstaje kwas cytrynowy, który produkuje dwutlenek węgla jako produkt końcowy. Transport elektronów jest ostatnim etapem oddychania tlenowego w oddychaniu komórkowym. Powoduje to wytwarzanie trifosforanu adenozyny lub ATP. ATP jest cząsteczką, która wspiera różne funkcje życiowe. Znajduje się w nukleoplazmie i cytoplazmie wszystkich komórek i pomaga organizmom pełnić funkcje fizjologiczne. Podczas oddychania beztlenowego ATP jest syntetyzowana poprzez glikolizę. W produkcji tlenowej ATP jest produkowany przez mitochondria oprócz glikolizy.
Glikoliza i produkcja ATP
Glikoliza jest wytwarzana w cytoplazmie komórki. Podczas tej fazy cząsteczka glukozy jest rozkładana na dwie cząsteczki pirogronianu. Te dwie cząsteczki przechodzą następnie do drugiej fazy komórkowego procesu oddychania. Druga faza lub cykl Krebsa zaczyna się, gdy cząsteczki pirogronianu wchodzą do mitochondrium. Cykl Krebsa kończy się całkowitym rozpadem cząsteczki glukozy. Podczas tej fazy sześć atomów węgla łączy się z tlenem, tworząc dwutlenek węgla. Energia wytworzona przez wiązania chemiczne w cyklu Krebsa jest następnie przechowywana w szeregu cząsteczek. Faza transportu elektronów obejmuje transformację energii wytworzonej w cyklu Krebsa do ATP. Gdy energia zostaje uwolniona, przemieszcza się w dół struktur zwanych łańcuchami transportu elektronów, które znajdują się w mitochondrium. Energia sprawia, że jony wodoru przemieszczają się przez wewnętrzną membranę do przestrzeni międzybłonowej. Jony wodoru następnie przesuwają się przez membranę za pomocą białek kanałowych zwanych syntazą ATP. Końcowym rezultatem glikolizy jest to, że wytwarza cztery cząsteczki ATP, co oznacza, że dwie cząsteczki ATP uzyskuje się podczas glikolizy.
Aerobowe i beztlenowe oddychanie komórkowe
Oddychanie komórkowe może odbywać się zi bez tlenu. Oddychanie komórkowe wymagające tlenu nazywa się oddychaniem tlenowym. Oddychanie komórkowe, które nie wymaga tlenu, nazywa się oddychaniem beztlenowym. Oddech beztlenowy pojawił się po raz pierwszy, gdy najwcześniejsze formy życia powstały na Ziemi i nie miały dostępu do tlenu. Tlen pojawił się na Ziemi około dwa, trzy miliardy lat temu. W tym momencie żywe organizmy mogłyby zacząć używać tlenu do produkcji ATP. Większość organizmów wykorzystuje oddychanie tlenowe zamiast oddychania beztlenowego.
Korzystanie z komórkowego oddychania
Rośliny i zwierzęta wykorzystują oddychanie komórkowe do codziennego wykonywania czynności życiowych. Rośliny wykorzystują go do fotosyntezy, która zapewnia pożywienie potrzebne do życia. Jednak rośliny mają odwrócony cykl komórkowego oddychania, który wytwarza tlen jako produkt końcowy. Zwierzęta pobierają tlen i wydzielają dwutlenek węgla. Ta delikatna równowaga sprawia, że zwierzęta i rośliny są zależne od siebie nawzajem.
