Die Phasen der Zellatmung
Die Zellatmung ist ein mehrstufiger Prozess, der die Energie aus Nährstoffen für die Zelle nutzbar macht. Sie lässt sich in vier Hauptphasen unterteilen:
- Glykolyse: Diese erste Phase findet im Cytoplasma statt. Hier wird Glucose C6 in zwei Pyruvat-Moleküle C3 aufgespalten. Die Energiebilanz des Citratzyklus beginnt hier mit einer Ausbeute von 2 ATP und 2 NADH+H+.
Vocabulary: Pyruvat ist das Endprodukt der Glykolyse und dient als Ausgangsstoff für den Citratzyklus.
- Oxidative Decarboxylierung: Diese Phase findet in der Mitochondrienmatrix statt. Hier werden die Pyruvat-Moleküle zu Acetyl-CoA umgewandelt.
Definition: Die oxidative Decarboxylierung ist der Übergang zwischen Glykolyse und Citratzyklus, bei dem Pyruvat in Acetyl-CoA umgewandelt wird.
- Citratzyklus: Auch dieser Prozess läuft in der Mitochondrienmatrix ab. Der Citratzyklus Ablauf beginnt mit der Verbindung von Acetyl-CoA C2 mit Oxalessigsäure C4 zu Citronensäure C6. Im Verlauf des Zyklus wird die Citronensäure wieder zu Oxalessigsäure abgebaut.
Highlight: Der Citratzyklus ist ein zentraler Stoffwechselweg, der pro Durchlauf 4 CO2, 2 ATP, 2 FADH2 und 6 NADH+H+ produziert.
- Atmungskette / Endoxidation: Diese letzte Phase findet in der Mitochondrienmatrix, dem Intermembranraum und der inneren Mitochondrienmembran statt. Hier werden die Reduktionsäquivalente NADH+H+ und FADH2 genutzt, um ATP zu bilden.
Example: In der Atmungskette liefert 1 NADH+H+ 3 ATP, während 1 FADH2 2 ATP erzeugt.
Der Citratzyklus einfach erklärt ist ein Kreislauf von chemischen Reaktionen, der Acetyl-CoA vollständig zu CO2 oxidiert und dabei Energie in Form von ATP und Reduktionsäquivalenten freisetzt. Die Endoxidation im Mitochondrium nutzt diese Reduktionsäquivalente, um in der Atmungskette weitere ATP-Moleküle zu produzieren.
Vocabulary: Reduktionsäquivalente sind Moleküle wie NADH+H+ und FADH2, die Elektronen für die Atmungskette bereitstellen.
Die Atmungskette Bilanz ist beeindruckend: Insgesamt können aus einem Glucose-Molekül bis zu 38 ATP-Moleküle gewonnen werden. Dies macht die Zellatmung zu einem äußerst effizienten Prozess der Energiegewinnung.
Highlight: Die Energiebilanz des Citratzyklus in Kombination mit der Atmungskette zeigt, wie effizient Zellen Energie aus Nährstoffen gewinnen können.