اين يحدث التنفس الخلوي وما مراحله وما الفرق بين انواعه ، يُعرَّف التنفس الخلوي بأنه إحدى العمليات الحيوية التي تقوم بها الخلايا بتحويل السكر إلى طاقة لإنتاج ATP وأشكال أخرى من الطاقة المهمة للتفاعلات الخلوية، تتطلب الخلايا عنصرين في عملية التنفس الخلوي لتحويل الطاقة إلى شكل قابل للاستخدام الوقود الذي يبدأ عملية التنفس نفسها، وتتنوع مستقبلات الإلكترون التي تتحكم في التحول الكيميائي وأنواع عمليات التنفس الخلوي داخل الكائنات الحية وفقًا لتكوينها.
حول عملية التنفس الخلوي
إنها عملية كيميائية حيوية تعتمد على إطلاق الطاقة من الروابط الكيميائية في جزيئات الطعام وتزويدها بعمليات الحياة الرئيسية، هذه مجموعة من التفاعلات البيولوجية التي تحدث في الخلية، والتي تكون على شكل سلسلة مترابطة ومنظمة، حيث تقوم النباتات بتفكيك الجزيئات والمركبات العضوية التي يصعب تفتيتها وتحويلها إلى طاقة للنباتات، وهذه العملية يحدث في الليل في جزء من الخلية يسمى الميتوكوندريا لأنها مركز إنتاج الطاقة في الخلية، وتكمن أهمية التنفس الخلوي في أنه يساعد العملية في الحفاظ على درجة حرارة الجسم، حيث يلعب دورًا مهمًا في ضمان استقرار الحرارة، الهدف الأكثر أهمية للعملية هو الحصول على الطاقة الناتجة عن تحلل هذه المركبات العضوية، وأشكال الطاقة المنتجة ؛ يستخدم الجلوكوز للمساعدة في القيام بالأنشطة داخل الخلية، يلعب دورًا مهمًا في توفير وبناء الهيكل الكربوني، وهو أمر مهم لعملية التمثيل الضوئي للنبات.
مكان حدوث التنفس الخلوي
يحدث التنفس الخلوي في جميع خلايا الكائنات حقيقية النواة، وتحديداً في الميتوكوندريا، وهي أكثر التفاعلات الكيميائية التي تحدث في عملية التنفس الخلوي في الخلية والميتوكوندريا، (ATP) بالإضافة إلى تخزين الكالسيوم وتوليد الحرارة، فهو موجود في جميع خلايا الجسم باستثناء خلايا الدم الحمراء.
من مراحل التنفس الخلوي
تتكون عملية التنفس الخلوي في الميتوكوندريا من أربع مراحل متكاملة، من عملية تحلل السكر إلى إطلاق الإلكترونات، وهي
- تكسير جزيئات الجلوكوز وتحويلها من سكر مكون من ستة كربون إلى جزيئين عضويين من ثلاثة كربون يسمى البيروفات.
- أكسدة جميع البيروفات عن طريق تحلل السكر، وتحويله إلى جزيئين من الكربون ثم ربطه بإنزيم يسمى الأسيتيل سيستئين، وهي عملية تحدث في حجرة الميتوكوندريا الداخلية التي تنتج ثاني أكسيد الكربون.
- يتم دمج أنزيم الأسيتيل الذي تم الحصول عليه في الخطوة السابقة مع مركب رباعي الكربون، ثم تحدث عدة تفاعلات أكسدة لتحويل الذرات في ما يسمى بدورة حمض الستريك.
- الفسفرة المؤكسدة هي المرحلة الأخيرة من التنفس الخلوي، حيث يتم تحويل الطاقة الناتجة عن التفاعلات الكيميائية إلى طاقة قابلة للاستخدام من خلال أكسدة الاتحادات الأنزيمية التي تطلق إلكترونات عالية الطاقة يتم نقلها عبر ناقلات الميتوكوندريا إلى الأكسجين، والتي تنتج جزيئات الماء.
ما الفرق بين أنواع التنفس الخلوي
يمكن التمييز بين أنواع التنفس الخلوي باستخدام الأكسجين، وبالتالي تقسيم التنفس الخلوي إلى نوعين رئيسيين، وهما
- التنفس الخلوي اللاهوائي هو نوع من التنفس الخلوي تلجأ إليه خلايا الكائنات الحية خلال فترات نقص أو نقص الأكسجين، وتنتهي فيه التفاعلات المتسلسلة بإنتاج ثاني أكسيد الكربون والطاقة.
- التنفس الخلوي الهوائي تعتمد الكائنات الحية من هذا النوع على الأكسجين باعتباره القوة الدافعة وراء التفاعلات لتحويل السكريات والسكريات إلى طاقة، وهذا النوع من التنفس ينتج الماء بالإضافة إلى الطاقة وثاني أكسيد الكربون.