Quantum of Science

Posljednji stadij aerobne respiracije se zove o ksidativna fosforilacija i tu se energija za fosforilaciju ADP-a u ATP dobija preko aktivnosti lanca prenosa elektrona. U suštini, to je lanac reakcija oksidacije i redukcije u kojima jedinjenja koja se lako mogu reverzibilno oksidirati i reducirati prenose jedna na drugo elektrone. Da podsjetim na post iz serije postova o fotosintezi : oksidacija je svako gubljenje elektrona, a ne samo primanje kisika, dok je redukcija svako primanje elektrona. Također, dodavanje vodika je također redukcija (sjetimo se da NAD i FAD primanjem vodika postaju redukovana jedinjenja). Oksidativna fosforilacija se dešava na unutrašnjoj membrani mitohondrija. Mitohondriji imaju naboranu membranu koja ovim organelama daje veliku površinu za odvijanje biohemijskih reakcija.  Reducirane forme NADH i FADH  predaju svoje vodik i to tako da se odvajaju kationi vodika (H+) i elektroni e-. Sjećate se - NADH i FADH su nastali u Krebsovom ciklus...

I tako, u ovoj maloj priči o respiraciji zajedno smo došli i do Krebsovog ciklusa ili ciklusa limunske kiseline. Ovo je možda najomraženija lekcija svih studenata koji imaju posla sa ovim dijelom znanja.  Mala remarka vezana za otkriće Krebsovog ciklusa 10. juna 1937. godine Hans Krebs šalje svoj rad o otkriću mehanizama procesa respiracije časopisu Nature . I šta se dogodi? Nature ga odbije sa objašnjenjem da imaju već hrpu radova za objavljivanje i da to pošalje nekom drugom. Krebs nije časio ni časa i elaboriranu dugu verziju opisa metode i eksperimenata koji su ga doveli do razumijevanja ovog procesa šalje časopisu Enzymologia , gdje će rad i biti objavljen pod naslovom  "The Role of Citric Acid in Intermediate Metabolism in Animal Tissues". Dakle, šta je taj ciklus limunske kiseline? To je jedan zatvoren, enzimatski kontrolisan put biohemijskih reakcija u kojima nastaje pogonsko gorivo stanica - ATP. I još neke stvari. Ovdje se dešavaju neke...

Iduća faza u procesu respiracije tj. staničnog (ćelijskog) disanja je oksidativna dekarboksilacija piruvata, poznata još i kao "link reaction". Pokušaću objasniti šta stoji iza ovih "teških riječi". Molekule pirogrožđane kiseline (piruvata) u ovoj faze ulaze iz citoplazme (ili, preciznije rečeno, citosola) stanice u mitohondrije. Ovaj ulazak piruvata se odvija procesom koji je poznat kao aktivni transport . Naziv "aktivan" ovaj tip transporta je dobio zbog toga što energija u ovom procesu troši . Naime, molekule se kreću kroz membrane stanica i organela, kao u ovom slučaju i to sa mjesta gdje ih ima manje, na mjesto gdje ih ima više. Pokušajte zamisliti to ovako: vi stojite na tramvajskoj stanici, na kojoj nema puno ljudi i nailazi prepun tramvaj. Da biste ušli u njega, morate uložiti energiju - morate se "ugurati". U matriksu mitohondrija se molekulama pirogrožđane kiseline  dešavaju sljedeće stvari: -dekarboksiliraju se (gube ...

Dakle, respiracija je proces u kojem organske molekule koje unosimo ishranom služe kao gorivo za organizam. To se kod nas u literaturi uglavnom naziva ćelijsko ili stanično disanje, a u engleskom jeziku postoji distinkcija između breathing i respiration: Molekule koje unesemo u organizam - prije svega, ugljeni hidrati i masti, a ponekad i bjelančevina tj. aminokiseline - se razbijaju pomoću enzima, ali postepeno. Pri tome se oslobađa potencijalna energija koja služi za sintezu ATP-a.  Glavno "gorivo" stanica je uglavnom glukoza - grožđani šećer, a neke stanice koriste i druge molekule. Međutim, kada bi se razlaganje glukoze odvijalo naglo, tu bi se oslobodila velika količina i to bi moglo biti veoma nezgodno za živa bića. Kada trčimo, ugrijemo se - ali tu se dešava postepeno oslobađanje nergije. Zamislite da se još više energije oslobodi - toplota bi denaturalizirala proteine živog organizma. Razlaganje glukoze se odvija u 4 etape, koje imaju prilično kompli...