 | |
|
يجب على جميع الخلايا الحية إجراء عملية التنفس الخلوي ، لماذا ؟
التنفس الخلوي عبارة عن مسار كيميائي حيوي والذي تقوم به الخلايا بإطلاق الطاقة من الروابط الكيميائية الخاصة بجزيائات الطعام حيث تعمل على توفير هذه الطاقة للعمليات الأساسية للبقاء على قيد الحياه. يمكن أن يكون التنفس الهوائي في وجود الأكسجين.وهي عملية مهمة من اجل إنتاج الطاقة ATP (ادينوسين ثلاثي الفوسفات) لاستخدامها في العمليات لاحيوية و ايضا من اجل المحافظة على درجة حرارة الجسم في معدلها الطبيعي.
ما الفرق بين عملية التنفس و عملية التنفس الخلوي ؟ التنفس هي العملية الشائعة بين الكائنات الحية والتي يتم فيها تبادل الغازات (الاوكسجين وثاني اكسيد الكربون) من اجل الحصول على الاوكسجين الضروري للقيام بالعمليات الحيوية و طرد ثاني اكسيد الكربون من الجسم بينما التنفس الخلوي كما ذكرنا سابقا وهي الحصول على الطاقة من خلال تكسير الراوبط الكيميائية للمواد العضوية مثل الغلوكوز.
اين تحدث عملية التنفس الخلوي ؟
تقوم الخلايا بالتنفس الخلوي داخل سيتوبلازم الخلية (حيث تكوت الميتوكندريا هي موقع معظم التفاعلات) و السيتوسول أوعلى الأسطح الداخلية للخلايا.
ويكون التنفس الخلوي اما هوائيا او لا هوائيا كالتالي :
#هناك أربعة مراحل لحصول عملية التنفس الخلوي (الهوائي)
المرحلة الاولى : التحلل الغلايكولي (التحلل السكري)
تحدث المرحلة الاولى والتي تسمى بالتحلل الغلايكولي في السیتوسول حيث تبدأ بانشطار الغلوكوز إلى 2 غلیسر ألدهاید ( يكون ثلاثي الكربون ) ثم تحدث عملیة أكسدة وترتیب لذرات غلیسر ألدهاید لانتاج ( 2 بیروفیت ) حيث ان محصلة الناتج تكون كما يلي :
- 2ATP (تم إنتاج 4ATP ولكن تم إستهلاك 2ATP منهم ليبقى فقط اثنان)
-2NADH
-2 بيروفيت
المرحلة الثانية : تحول البیروفیت إلى أستیل مرافق الإنزیم أ
تحدث هذه المرحلة في حشوة المایتوكندریا حيث يرتبط البيروفيت واحدا تلو الآخر مع بروتين ناقل يعمل على نقله من السيتوسول الى حشوة المايتوكندريا ثم يتحلل البيروفيت الى ثاني اكسيد الكربون والى مجموعة استيل فتحدث عملية اتزال +NAD الى NADH فيقوم مرافق الانزيم أ بالارتباط مع مجموعة الاستيل ليتم تكوين الاستيل مرافق الانزيم أ .
محصلة النواتج تكون كم يلي :
- CO2 ، NADH من كل جزيء بيروفيت
*كل جزيء بيروفت يعطي 1/2 غلوكوز .
المرحلة الثالثة : دورة حمض الستريك (حلق كربس)
تحدث هذه العملية في حشوة المایتوكندریون حيث يجتمع كل من اوكسالو استيت (رباعي الكربون) مع استيل مرافق الانزيم أ لتكون ما يسمى بحمض الستريت (ملح الليمون) والذي يعمل على انتاج ما يلي 1FADH ، 3NADH ، 2CO2 ، 1ATP من كل 1/2 غلوكوز فتنتهي هذه الحلقة بإعادة مركب الاوكسالو استيت.
المرحلة الرابعة : سلسلة نقل الالكترون
تحدث في الغشاء الداخلي للمایتوكندریا حيث تعمل على إطلاق الطاقة من حاملاتها (FADH2 ، NADH) اثناء عملية نقل الإلكترونات من بروتین لآخر حيث تقوم بتفريغ الحمولة ( الالكترونات الحاملة للطاقة) في العيد من المواقع المختلفة في السلسلة فتصل الالكترونات الى نهاية السلسلة (المستقبل الاخير والنهائي للالكترونات O2) حيث يرتبط الاوكسجين مع الالكترونات وذرات الهيدروجين مكونا الماء.
حيث كل NADH يعطي 3ATP
كل FADH2 يعطي 2ATP .. اذا ما يلي :
10NADH × 3 ATP = 30 ATP
2FADH2 × 2 ATP = 4 ATP
فيكون مجموع الطاقة هو 34 ATP
 |
| عملية التنفس الهوائي |
تحدث عملية التخمر في السيتوسول حيث تعد مرحلة التحلل الغلايكولي (نواتجها كما ذكرنا سابقا 2 بیروفیت و 2NADH 2ATP) مرحلة مشتركة بين التخمر والتنفس الخلوي الهوائي ، يدخل البيروفيت في غياب الاوكسجين في مسار محدد من المسارين لعملية التخمر داخل السيتوسول اما التخمر الكحولي او التخمر اللبني .
اولا التخمر اللبني :
حيث يتم في هذه المرحلة اعادة انتاج +NAD من NADH ليكون الناتج 1 حمض اللبن (lactic acid) و 1ATP من جزيء بيروفيت
ثانيا التخمر الكحولي :
تقوم به بعض انواع البكتيريا و الخميرة من اجل انتاج الايثانول و ثاني اكسيد الكربون ليكون الناتج 1ATP و 1ايثانول و1CO2 من جزيء بيروفيت .
*كما قلنا سابقا 1 بيروفيت يعطينا 1/2 غلوكوز .
 |
| عملية التنفس الخلوي اللاهوائي |