Energiegewinnung in der Zelle

Die Energiegewinnung in der Zelle

Und was passiert mit den Bausteinen unserer Nährstoffe, die bei der Verdauung entstehen? Diese werden hauptsächlich zur Energiegewinnung eingesetzt. Energie für die Synthese von ATP wird aus ADP und Pi gewonnen. Coenzym ATP ist die wichtigste Form der chemischen Energie in allen Zellen. In den Mitochondrien jedes Eurkaryonts findet eine aerobe Energieproduktion statt.

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Die" Währungseinheit" für unsere körpereigene Lebensenergie ist das Moleküle Adenosintriphosphat, kurz ATP. Sie ist ein zentraler Bestandteil unserer Energiebilanz. Inwiefern wird die im ATP gespeicherte Wärme aus den Nahrungsbestandteilen bezogen? Lassen Sie uns dies am Beispiel der Glukoseumwandlung - der so genannten Glykolyse - erklären: In einem ersten Arbeitsschritt wird das Monosaccharid Glukose, ein Moleküle mit sechs C-Atomen (C-6-Körper), mittels Enzyme in zwei C-3-Körper, das sogenannte Brenztraubenkörperchen, aufgespalten.

Das folgende Bild veranschaulicht in einer vereinfachten Form, was bei der Glykolyse passiert. Das Mitochondrium ist das Zellorganell, in dem Energie in Pflanze und Tier erzeugt wird. Das passiert während des Citratzyklus: Aus dem bei der Glykolyse entstehenden Brenztabletten werden Kohlendioxid und essigsaure Stoffe hergestellt. Jetzt passiert die Acetessigsäure den Citratzyklus: Acetinsäure und ein Oxid mit vier C-Atomen bilden ein Zitrat - also ein Moleküle mit sechs C-Atomen.

Das Zitrat produziert zwei CO2-Moleküle und ein Oxid at, das seinerseits aus vier Kohlenstoff-Atomen zusammengesetzt ist. Jetzt fängt der Zyklus wieder von vorne an: Oxalate und essigsaure Säure werden zu einem Zitrat, das Zitrat wird zu zwei CO2-Molekülen und einem Oxalate und so weiter. Das linke Bild zeigt eine vereinfachte Darstellung des Zitratzyklus.

Die von Enzym zu Enzym freigesetzte Wärme wird in ATP Molekülen gespeichert: Nach und nach wird der Atemkette Strom entnommen. Nur am Ende der Wertschöpfungskette reagiert er mit dem Stoffwechsel.

Aerobes Erzeugen von Energie

Man nennt die Energieproduktion der Zelle auch Zellenatmung. Im ersten Schritt werden die organischen Kraftstoffmoleküle wie z. B. Amino-Säuren, Einfachzucker und Speisefettsäuren zu Acetyl-CoA oxydiert. Die drei Lebensmittelmonomere haben je einen spezifischen Abbauweg, der eine andere Anzahl von Reduzierungsäquivalenten liefert: Das Kohlenstoffgerüst der meisten Amino-Säuren wird nach Entfernen der Aminogruppe ? zu Acetyl-CoA oder anderen Zwischenstufen des Citratzyklus umwandelt.

In einem Oxidationsverfahren, der so genannte Glykolyse, wird Glukose zunächst in zwei Pyruvatmoleküle aufgespalten und durch oxydative Dekarboxylierung in Acetyl-CoA überführt. ? Oxydation erzeugt aus längerkettigen Fettsäuren Essigsäure. Ein weiterer häufiger Stoffwechselpfad bei der Oxydation von Kraftstoffmolekülen ist der Citratzyklus - die zweite Phase der Zelle. Darüber hinaus werden in diesem Stoffwechselkreislauf viele Vorprodukte für weitere Biosynthese hergestellt.

Der dritte Schritt - die oxydative Phosporylierung - ist eine der bedeutendsten Reaktion der Kraftübertragung. Aus ADP und Pi wird Strom für die Herstellung von ATP erzeugt.

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