Glykolyse - Der erste Schritt der Zellatmung

Die Glykolyse ist der erste Teilprozess der Zellatmung, bei dem Glucose (ein C6-Körper) in Pyruvat (C3-Körper) umgewandelt wird. Dieser Vorgang findet im Zytoplasma der Zelle statt und läuft in mehreren Schritten ab:

1. Aktivierung des Glucose-Moleküls durch ATP
2. Spaltung in zwei C3-Körper
3. Oxidation und Phosphorylierung der C3-Körper
4. Entstehung von ATP und Pyruvat

Highlight: Die Glykolyse ist der einzige Schritt der Zellatmung, der nicht in den Mitochondrien stattfindet.

Bei der Glykolyse werden pro Glucose-Molekül 2 ATP-Moleküle investiert und 4 ATP-Moleküle gewonnen, was einen Nettogewinn von 2 ATP ergibt. Zusätzlich entstehen 2 NADH+-Moleküle.

Example: Die Glykolyse kann man sich wie das Aufbrechen einer Schatztruhe (Glucose) vorstellen, um an kleinere Schätze (Pyruvat) zu gelangen.

Vocabulary: NADH+ ist ein wichtiger Elektronenträger in der Zelle.

Die Glykolyse kann sowohl unter aeroben als auch anaeroben Bedingungen ablaufen. Bei der anaeroben Glykolyse endet der Prozess nach der Bildung von Pyruvat, während bei der aeroben Glykolyse das Pyruvat weiter im Citratzyklus verarbeitet wird.

Citratzyklus - Das Herzstück der Zellatmung

Der Citratzyklus, auch Krebs-Zyklus genannt, ist der zweite Hauptschritt der Zellatmung. Er findet im Matrixraum der Mitochondrien statt und dient der weiteren Oxidation des in der Glykolyse entstandenen Pyruvats.

Der Ablauf des Citratzyklus lässt sich wie folgt zusammenfassen:

1. Transport des Pyruvats in die Mitochondrien
2. Oxidative Decarboxylierung des Pyruvats zu Acetyl-CoA
3. Einschleusung des Acetyl-CoA in den Citratzyklus
4. Acht enzymatisch katalysierte Reaktionen, die den Zyklus bilden

Highlight: Der Citratzyklus läuft pro Glucose-Molekül zweimal ab, da aus einem Glucose-Molekül zwei Pyruvat-Moleküle entstehen.

Die Energiebilanz des Citratzyklus pro Durchlauf (also pro Pyruvat) ist:

• 3 NADH+ Moleküle
• 1 FADH2 Molekül
• 1 ATP Molekül (in Form von GTP)

Vocabulary: GTP (Guanosintriphosphat) ist ein dem ATP ähnliches Energiemolekül.

Definition: Die oxidative Decarboxylierung ist die Abspaltung von CO2 unter gleichzeitiger Oxidation des verbleibenden Moleküls.

Der Citratzyklus hat eine zentrale Funktion im Stoffwechsel, da er nicht nur der Energiegewinnung dient, sondern auch Ausgangsstoffe für viele Biosynthesen liefert.