Schema su Respirazione aerobia

Catena di trasporto di elettroni e fosforilazione ossidativa

Con la catena di trasporto di elettroni e la fosforilazione ossidativa inizia la maggiore produzione di energia (90% della energia potenziale del glucosio). È sia una via anabolica che catabolica.

Processo anabolico

Alcuni intermedi del ciclo sono coinvolti nel processo anabolico (aspartato, alanina, glutammato).

Dopo il ciclo di Krebs

Dopo il ciclo di Krebs, 10 NADH e 2 FADH₂ contengono energia immagazzinata durante l'ossidazione del glucosio a CO₂. Composto da 8 reazioni (2 decarbossilazioni, 4 ossidazioni), il ciclo degli acidi tricarbossilici (TCA) o ciclo di Krebs è regolato in base alle esigenze energetiche della cellula, attraverso una decarbossilazione ossidativa.

Regolazione del ciclo di Krebs

Il piruvato è trasformato in acetil-coenzima A che entra nel ciclo di Krebs. La regolazione avviene a livello di punti di regolazione (membrana mitocondriale) tramite regolazione allosterica e a feedback. Produzione di NADH, FADH₂, CO₂, GTP e rigenerazione dell'ossalacetato. ADP, AMP, NAD⁺ attivano il ciclo, mentre ATP, AcetilCoA, NADH inibiscono il ciclo.

Energia del gradiente di protoni

L'energia del gradiente di protoni è utilizzata per guidare la sintesi di ATP. Avendo a disposizione l'ossigeno, il piruvato può essere completamente ossidato a CO₂, generando 38 ATP per molecola di glucosio.

Fasi del metabolismo

• Via glicolitica (citosol)
• Piruvato ossidato ad acetil-coenzima A (acetil-CoA)
• Ciclo degli acidi tricarbossilici (TCA)
• Trasporto degli elettroni
• Fosforilazione ossidativa

Respirazione aerobia e trasporto di elettroni

L'accettore ultimo di elettroni è l'ossigeno, la forma ridotta dell'accettore è l'acqua. Respira aerobicamente. È un flusso di elettroni, attraverso o all'interno di una membrana, a partire da coenzimi ridotti fino a un accettore di elettroni, accompagnato dalla produzione di ATP.

Respirazione cellulare nei procarioti

Nei procarioti, il citosol e la membrana plasmatica hanno funzioni analoghe rispettivamente della matrice e della membrana interna del mitocondrio. Il trasporto di elettroni da coenzimi ridotti all'ossigeno è accoppiato al trasporto attivo, o pompaggio, di protoni attraverso una membrana. Questo trasporto attivo genera un gradiente elettrochimico di protoni attraverso la membrana.

Mitocondri e cloroplasti

Mitocondri e cloroplasti si replicano indipendentemente dalla cellula (semiautonomi). Hanno avuto origine quando cellule batteriche furono inglobate da cellule più grandi.