شرح مراحل التنفس الخلوي

عملية التنفس

تقوم جميع الكائنات الحية بعملية تبادل الغازات للحصول على الأكسجين الضروري لعمل الخلايا وطرد ثاني أكسيد الكربون الناتج عن العمليات الخلوية داخل الخلايا، ويطلق على هذه العملية (التنفس)، بينما يطلق على عملية الحصول على الطاقة من خلال كسر الروابط القائمة بين ذرات بعض المواد العضوية مثل الحلوكوز ونقل ثاني أكسيد الكربون إلى الأعضاء الخاصة لطره للخارج، بعملية (التنفس الخلوي) وسميت بهذا الإسم لأنها تحدث داخل الخلايا، وتحتاج الكائنات الحية إلى هذه الطاقة لممارسة حياتها بشكلٍ سليمٍ، وتحدث عملية التنفس الخلوي داخل الميتوكندريا، وتمر بأربعة مراحل أساسية للحصول على النواتج النهائية، سنذكرها في هذا المقال.

فوائد التنفس الخلوي

• إنتاج الطاقة اللازمة للقيام بالأنشطة الخلوية المختلفة، حيث يتم الحصول على الطاقة من المركبات العضوية مثل الجلوكوز.
• المحافظة على درجة حرارة الجسم.
• إنتاج الهيكل الكربوني المهم في عملية البناء الضوئي.

مراحل التنفس الخلوي

التحلل السكري (الغلايكولي )

تحدث هذه المرحلة عند جميع الكائنات الحية، حيث تتم في السيتوسول نظراً لوجود الإنزيمات اللازمة، حيث يدخل جزىء الجلوكوز إلى الخلية، وبعد أن يمر بعدة تفاعلات ينتج جزئين من حمض البيروفيك، وجزيئين من ATP ، وجزيئين من NAD+i اختزالا إلى i2NADH، وبما أنّ i2NADH يعطي ستة جزيئات من ATP فإنّ مجموع ما ينتج من ATP هو ثمانية جزيئات.

تحول حمض البيروفيك إلى أستيل مرافق أنزيم–أ

عند توفر الأكسجين في نهاية عملية التحلل السكري السابقة فإنّ حمض البيروفيك الناتج يدخل إلى الميتوكندريون ويتحول إلى مجموعة أستيل، وينتج عن عملية التحول غاز ثاني أكسيد الكربون، كما يتحد الأستيل مع مرافق أنزيم ـ أ (CO-A) لينتج أستيل مرافق أنزيم–أ.

حلقة كربس

يتم في هذه المرحلة اتحاد أستيل مرافق أنزيم –أ الناتج من المرحلة السابقة مع مركب رباعي الكربون لينتج مركب سداسي الكربون، ثمّ تحدث تفاعلات أكسدة لهذا المركب ويتم ترتيب الذرات فيه لتبدأ عملية التنفس الخلوي من جديدٍ في دورةٍ جديدةٍ.

سلسلة نقل الإلكترون

هي سلسلةٍ من النواقل الكيميائية التي تتكوّن من السيتوكرومات وهي عبارة عن مجموعةٍ من الإنزيمات والبروتينات، وتوجد هذه النواقل في الغشاء الداخلي للميتوكندريا، وتقوم هذه السلسة بمهمة نقل الإلكترونات وإنتاج جزيئات الـ ATP، حيث تنتقل الإلكترونات وأيونات الهيدروجين من NADH و FADH2 وتمر خلال هذه السلسلة، وتفقد الإلكترونات جزءاً من طاقتها أثناء انتقالها ويستخدم جزءٌ منها في نقل أيونات الهيدروجين، وتقوم أيونات الهيدروجين بالتنقل عبر إنزيم بناء ATP مما ينشّط بناء جزيئات ATP.