Die Zellatmung: Energiegewinnung in den Mitochondrien
Die Zellatmung ist ein komplexer biochemischer Prozess, durch den Glucose in mehreren Schritten zu Energie in Form von ATP umgewandelt wird. Dieser lebenswichtige Vorgang findet in den Mitochondrien statt und lässt sich in vier Hauptphasen unterteilen: Glycolyse, oxidative Decarboxylierung, Citratzyklus und Atmungskette.
Definition: Die Zellatmung ist der biochemische Prozess, bei dem aus Glucose unter Verbrauch von Sauerstoff Energie in Form von ATP gewonnen wird.
In der ersten Phase, der Glycolyse, wird ein Glucose-Molekül zu zwei Pyruvat-Molekülen abgebaut. Dabei entstehen bereits die ersten ATP-Moleküle und NADH+H+. Die oxidative Decarboxylierung wandelt anschließend Pyruvat in Acetyl-CoA um, wobei CO₂ freigesetzt und weitere NADH+H+ gebildet werden. Im Citratzyklus wird Acetyl-CoA vollständig zu CO₂ oxidiert, während gleichzeitig FADH₂, NADH+H+ und ATP entstehen.
Die Atmungskette bildet den letzten und ertragreichsten Teil der Zellatmung. Hier werden die Elektronen aus FADH₂ und NADH+H+ über mehrere Enzymkomplexe transportiert, wobei der größte Teil der ATP-Moleküle durch oxidative Phosphorylierung gebildet wird. Die Gesamtbilanz der Zellatmung zeigt, dass aus einem Glucose-Molekül theoretisch bis zu 38 ATP-Moleküle entstehen können.
Highlight: Die Zellatmung erzeugt aus einem Glucose-Molekül und 6 O₂-Molekülen insgesamt 6 CO₂, 6 H₂O und 38 ATP (theoretische Maximalausbeute).