Energiegewinnung Zelle

Zell-Energiegewinnung

Diese werden hauptsächlich zur Energiegewinnung eingesetzt. Sie ist die einzige Energiequelle, die die Zelle direkt nutzen kann. 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.

Weg der Nahrung: Energiegewinnung in den Körperzellen und in der Zelle | Biologie | Telekolleg

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 den Ablauf der Glykolyse in einer vereinfachten Form. 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.

Das ist ATP?

Alle reden davon, dass der Organismus zur Energiegewinnung eine Kalorienzufuhr benötigt. Von ATP und der Mitochondria haben viele Menschen etwas erfahren, aber nur wenige, die nicht über eine wissenschaftliche oder ärztliche Bildung verfügen, werden tiefergehende Kenntnisse haben. Die in diesen Stoffen gespeicherte überschüssige Kraft müssen wir in die eigene "Energiewährung" umwandeln.

So wie wir zuerst Euros in Dollars umtauschen müssen, wenn wir in die USA reisen wollen, müssen wir zuerst die Energien in Adenosintriphosphat (ATP) umwandeln - die universelle Energieströmung unseres Organismus und fast aller Erreger. Das ATP steht für Adenosintriphosphat und ist die universelle Energiequelle unseres Organismus und ein bedeutender Regler von Energieversorgungsprozessen.

ATP wird als Energieträger für die energetischen Grundprozesse aller lebenden Wesen verwendet. Die Moleküle von Adenosintriphosphat bestehen aus einem Adenin-Rest, der Zucker-Ribose und drei Phosphate. Die durch die Ernährung absorbierte Wärme muss in dieses Moleküle umgerechnet werden. ATP wird von allen Körperzellen für alle Vorgänge benötigt. Das ATP ist ein energiegeladenes Moleküle.

Es kann diese freisetzen, indem es die letzte Phosphat-Gruppe abspaltet. Das kann in der Glykolyse und/oder in der Elektronen-Transportkette geschehen. Ob es sich um Kristallzucker, Fette oder Proteine handelt, alles muss über den Citratzyklus und die Respirationskette (Elektronentransportkette) zu ATP metabolisiert werden. Während der Energiegewinnung produzieren UCH-Zellen mit hoher Reaktivität die freien Radikalen, die unvollständigen Sauerstoff-Moleküle.

Der Umfang der Radikalbildung ist abhängig von der Wirksamkeit der Oxidationsphosphorylierung (in der Atmungskette) in den Milchsäurebakterien, den Entgiftungsvorgängen und dem körpereigenen Energieverbrauch und Sauerstoffverbrauch. Glykolyse ist der allmähliche Zerfall von Glukose zu Brenztrauben. Glykolyse ist der wichtigste Schritt zum Abbauprozess aller Kohlehydrate und findet sich in allen Eukaryonten, einschließlich Tieren, Kräutern und Pilzen.

Glykolyse ist ein sehr altes Verfahren in der phylogenetischen Geschichte, da nahezu alle Lebewesen es haben. Glykolyse erfolgt im Zellenplasma (Cytosol) und erfordert keinen Einsatz von Luftsauerstoff. Verfahren, die ohne Luftsauerstoff laufen, werden auch als anaerobe Verfahren beschrieben. Dieser Sachverhalt weist auch auf einen sehr frühen Ursprung hin, da es zu Lebzeiten keinen oder nur sehr wenig Luftsauerstoff auf der Welt gab.

Die Zersetzung der Glukose erfolgt über 10 Stufen und aus einem Glukosemolekül werden zwei Pyruvate hergestellt. Zusätzlich werden zwei Molekülen NAD+ zu NADH verkleinert. Kann Glukose zu Brenztabletten werden? Glukose hat 6 Kohlenstoffatome, Brenztraubensäure enthält ca. 2 x 2 Nach der Glykolyse habe ich zwei Möglickeiten.

Ist kein Luftsauerstoff vorhanden, erfolgt die Milchsäurefermentation, d.h. die Laktatbildung. Lactat kann dann aus dem Brenztabletten hergestellt werden, das dann zur Lebersynthese zurück zur Glukose transportiert wird. Ist wie üblich ausreichend Luftsauerstoff vorhanden, verlässt man das Zellenplasma und geht weiter in die Zellmembran.

Sie sind Zellorganelle, d.h. Zellstrukturen, die in der Zelle gewisse Funktionen haben. In jeder Zelle gibt es nicht nur ein einziges mitochondrion, sondern viele hundert oder abertausende. Sie sind etwas ganz Spezielles, weil sie selbst wie kleine Küvetten aussehen. Sie haben eine äussere und eine äussere Membrane und ihre eigene Erbsubstanz.

Es wird vermutet, dass es sich bei den Milchsäurebakterien einst um unabhängige Geschöpfe handelte. Möglicherweise sind die mitochondrialen Vorstufen in andere einzellige Organismen übergegangen und haben eine Symbolik. Die Vorteile liegen darin, dass die Entstehung von ATP mit Hilfe von Luftsauerstoff nur mit Hilfe von Membranen möglich war. Nur durch diesen Arbeitsschritt können erhebliche Energiemengen erzeugt werden.

Jetzt, da wir durch die Glykolyse 2 Pyruvatmoleküle gewonnen haben, gehen wir weiter in die mitochondrialen Zellen. Hier wird das Brennpyruvat zu Azetat (2 Kohlenstoffatome). Nach der Glykolyse ist der Citratzyklus, auch Krebszyklus, Zitronensäurezyklus oder kurz TCA-Zyklus genannt, der folgende Stoffwechselschritt und erfolgt in der Matrize der Zellmembran.

Beim Citratzyklus wird das aus 2 C-Atomen bestehende Acetyl-CoA zusammen mit dem aus 4 C-Atomen bestehenden Oxaloacetat zu einem aus 6 C-Atomen bestehenden Citratmolekül aufbereitet. In mehreren Abbaustufen wird das Zitrat so umgesetzt, dass mehr Strom erzeugt wird, als bei den Umwandlungsprozessen benötigt wird. Die Nettoenergiebilanz für den Citratzyklus lautet: Die Respirationskette verläuft in der Innenmembran der Mitochondrien und ist der abschließende Prozessschritt in der Energiegewinnung.

Hierbei handelt es sich um einen Elektronentransfer von einem Donor zu einem anderen. Mehrere Eiweißkomplexe sind in die Innenmembran der Membranen der Mitochondrien eingelassen. Der Nettoenergieertrag: Das war der Zusammenbruch eines Moleküls Glukose. Mit Ausnahme der Glykolyse ist der Vorgang der Energiegewinnung aus Speisefettsäuren und Amino-Säuren völlig gleich. Der Energieertrag ist jedoch ein anderer.

Weil es von der Zahl der C-Atome abhängt und eine Säure aus langkettigen C-Atomen aufgebaut ist, versorgt eine Säure natürlich auch deutlich mehr von ihr. Allerdings wird der Zerfall von Speisefettsäuren und Amino-Säuren Teil eines anderen Beitrags sein, da dies sonst den Rahmen übersteigen würde.

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