Inhalt
- Überblick über die aerobe Zellatmung
- Der Krebszyklus-Vorgänger: Glykolyse
- Krebs Zyklus
- Die Bedeutung der Elektronentransportkette
Der Hauptunterschied zwischen anaeroben und aeroben Bedingungen ist der Sauerstoffbedarf. Anaerobe Prozesse erfordern keinen Sauerstoff, während aerobe Prozesse Sauerstoff erfordern. Der Krebs-Zyklus ist jedoch nicht so einfach. Es ist Teil eines komplexen mehrstufigen Prozesses, der als Zellatmung bezeichnet wird. Obwohl die Verwendung von Sauerstoff nicht direkt in den Krebszyklus involviert ist, wird dies als aerober Prozess angesehen.
Überblick über die aerobe Zellatmung
Die aerobe Zellatmung tritt auf, wenn Zellen Nahrung zu sich nehmen, um Energie in Form von Adenintriphosphat oder ATP zu produzieren. Der Katabolismus der Zuckerglukose markiert den Beginn der Zellatmung, da Energie aus ihren chemischen Bindungen freigesetzt wird. Der komplexe Prozess besteht aus mehreren voneinander abhängigen Komponenten wie der Glykolyse, dem Krebszyklus und der Elektronentransportkette. Insgesamt werden für jedes Glucosemolekül 6 Moleküle Sauerstoff benötigt. Die chemische Formel lautet 6O2 + C6H12O6 -> 6CO2 + 6H2O + ATP-Energie.
Der Krebszyklus-Vorgänger: Glykolyse
Die Glykolyse findet im Zytoplasma der Zelle statt und muss dem Krebszyklus vorausgehen. Der Prozess erfordert die Verwendung von zwei ATP-Molekülen. Da Glucose jedoch aus einem Zuckermolekül mit sechs Kohlenstoffatomen in zwei Zuckermoleküle mit drei Kohlenstoffatomen zerlegt wird, entstehen vier ATP- und zwei NADH-Moleküle. Der Drei-Kohlenstoff-Zucker, bekannt als Pyruvat, und NADH werden in den Krebszyklus transportiert, um unter aeroben Bedingungen mehr ATP zu erzeugen. Wenn kein Sauerstoff vorhanden ist, darf Pyruvat nicht in den Krebszyklus eintreten und wird weiter oxidiert, um Milchsäure zu produzieren.
Krebs Zyklus
Der Krebszyklus findet in den Mitochondrien statt, die auch als Kraftwerk der Zelle bezeichnet werden. Nachdem Pyruvat aus dem Zytoplasma angekommen ist, wird jedes Molekül vollständig aus einem Zucker mit drei Kohlenstoffatomen in ein Fragment mit zwei Kohlenstoffatomen zerlegt. Das entstehende Molekül wird an ein Coenzym gebunden, das den Krebszyklus startet. Während das Zwei-Kohlenstoff-Fragment den Zyklus durchläuft, werden netto vier Moleküle Kohlendioxid, sechs Moleküle NADH und zwei Moleküle ATP und FADH2 gebildet.
Die Bedeutung der Elektronentransportkette
Wenn NADH zu NAD reduziert wird, nimmt die Elektronentransportkette die Elektronen von den Molekülen auf. Während die Elektronen auf jeden Träger in der Elektronentransportkette übertragen werden, wird freie Energie freigesetzt und zur Bildung von ATP verwendet. Sauerstoff ist der endgültige Akzeptor von Elektronen in der Elektronentransportkette. Ohne Sauerstoff verklemmt sich die Elektronentransportkette mit Elektronen. Folglich kann kein NAD hergestellt werden, wodurch durch Glykolyse Milchsäure anstelle von Pyruvat entsteht, das ein notwendiger Bestandteil des Krebszyklus ist. Daher ist der Krebszyklus stark von Sauerstoff abhängig und wird als aerober Prozess angesehen.