Основата на производството на енергија на организмот со еукариотски и прокариотски клетки е клеточното дишење. Во прокариоти, најголемиот дел од процесот се јавува во цитоплазмата, додека во еукариотите се јавуваат во специјализираната органела, митохондриите. Мобилното дишење може да биде аеробно или анаеробно.

Аеробно дишење

Мобилното дишење е метаболичен процес во клетката и е можеби еден од најважните за животот. Тоа е софистициран и комплексен процес кој може да се поедностави при добивање на енергија од гликоза, која, пак, произлегува од храната што ја консумира организмот.

> Мобилното дишење може да биде аеробно или анаеробно.

Респирација на клетките

C6H12O6 + 6O2  6CO2 + 6H2O + 38 АТП (Енергија)

Во механизмот се вклучени молекули на гликоза и 6 молекули на кислород кои се земаат и се претвораат во 6 молекули на јаглероден диоксид, 6 молекули на вода и корисна енергија за витални функции, како што е движењето на мускулите, активноста на мозокот итн.

Оваа енергија произведена од процесот генерира топлина и АТП (Adenosín Trifosfato) под оптимални услови. АТП е нуклеотид кој е основа на клеточната енергија.

Треба да се напомене дека производството на АТП зависи од ефикасноста на клетката, така што количината може да биде помала до 29 или 30, иако е општо прифатено дека 38 АТП се идеално произведени од секоја молекула на глукоза што се користи во процесот.

Затоа, во својата наједноставна форма, клеточното дишење е процес кој зема глукоза и произведува енергија во форма на 38 АТП.

Мобилното дишење е поделено на неколку подпроцеси:

Гликолиза

Кребс циклус

Транспорт на електрони и оксидативна фосфорилација.

Гликолиза или гликолиза.

Во текот на овој метаболички процес кој се јавува во клеточниот цитосол, молекулата на гликоза со шест јаглеродни атоми (C6H12O6) е поделена на две молекули на Пирувава (пирувична киселина) кои содржат три од шесте атоми на јаглерод, генерирајќи енергија во форма на АТП молекули (Аденозин Трифосфат).

За да се изврши овој процес, гликолизата троши 2 АТП и произведува 4 АТП, генерирајќи нето добивка од 2 АТП. Дополнително, се произведуваат две молекули на Пирувава и две од НАДХ и ќе продолжат со следните процеси кои генерираат енергија. Гликолизата е процес кој не бара кислород да се изведува.

Следните два под-процеси на клеточното дишење се јавуваат во митохондриите, па производите на гликолизата се транспортираат до митохондријалната матрица.

Кребс циклус.

(Цикличен киселински циклус или трикарбоксилна киселина)

За разлика од гликолизата, циклусот Кребс е аеробен, односно бара кислород да се изврши, инаку молекулите на Пирувато ќе ферментираат. Со оксидирање на пирувачката киселина (пируват), ќе се произведува средно молекула Ацетил Коензим А (Ацетил КоА), која е потребна за да се иницира Кребсов циклус.

Оваа метаболичка секвенца вклучува 8 чекори и вклучува 18 ензими и коензими кои произведуваат од две молекули на пируват (кои доаѓаат од една од гликоза), 6 молекули НАДХ, 2 ФАДХ2 и 2 АТП.

Митохондрии, органел каде се спроведува процесот на еукариотска клеточна дишење.

Електронски конвеерски синџири

Овој процес е исто така аеробен како Кребсов циклус, па затоа треба да се спроведе кислород.

Транспортниот синџир на електрони ги користи молекулите на NADH и FADH2 произведени од Кребсовиот циклус и гликолизата, како донатори на електроните за да ги пренесат во други рецепторни молекули. Потоа, преку процесот на оксидативна фосфорилација, се создаваат 34 АТП, кои се додаваат на 2 произведени со гликолиза и два од Кребсов циклусот, ни даваат вкупно 38 АТП дека клетката идеално произведува за секоја молекула на гликоза.

Молекулите на NADH и FADH2, по донирањето на нивните електрони и исполнувањето на нивната транспортна функција, се враќаат во нивните оригинални NAD + и FAD форми.

Транспортниот синџир на електрони има четири протеински комплекси за процесот и петтина за пренесување на водородни јони назад во митохондријалната матрица. Овие протеини се наоѓаат во внатрешната митохондријална мембрана и нивната функција е да ги пренесат донираните електрони во вода за производство на кислород и електрохемиски градиент кој ќе го произведе АТП.

> Ферментација се јавува кога нема кислород, но не треба да се меша со анаеробното дишење.

Ферментација

Пирувачката киселина произведена со гликолиза се оксидира во циклусот Кребс како што е објаснето погоре, меѓутоа, ако не постои присутен кислород, пируватот влегува во процесот на ферментација.

Наместо да се транспортираат до митохондриите, пируват останува во цитозолот по гликолизата, каде што се претвора во отпадни производи за ослободување на клетката и му овозможува повторно да изврши гликолиза.

Целта на ферментацијата е оксидирање на NADH за да се врати во неговата оригинална NAD + состојба за повторно да се користи во друг циклус на гликолизата, избегнувајќи ја акумулацијата на NADH во цитоплазмата.

Отпадот од овој процес варира во зависност од видот на клетката; На пример, во мускулните клетки тоа е млечна киселина, додека етанолот се произведува во други типови клетки.

Целиот процес на ферментација произведува 2 АТП, па затоа јасно е помалку ефикасен процес од клеточното дишење што произведува 38 номинални АТП, бидејќи отпадот од ферментација го зема поголемиот дел од енергијата.

Важно е да се напомене дека иако ферментацијата се јавува кога нема кислород, не треба да се меша со анаеробното дишење.

Анаеробно дишење

Анаеробното дишење започнува на ист начин како и аеробната респирација со гликолиза која ја дели гликозата, произведувајќи 2 АТП и пируват, продолжувајќи го процесот.

На истиот начин, овој процес продолжува со циклусот на лимонска киселина и произведува ацетил Coenzyme A (Acetyl CoA) и иако производите се депонираат во транспортот на електрони, нема кислород што функционира како рецептор, па затоа се користат и други рецептори како сулфати, нитрати или сулфур, меѓу другите. Сепак, овие рецептори не се толку ефикасни како кислород, така што анаеробното дишење произведува помалку енергија од аеробното дишење.