ಶಕ್ತಿಯ ಚಯಾಪಚಯ ಕ್ರಿಯೆಯ ಆಮ್ಲಜನಕ-ಮುಕ್ತ ಹಂತದಲ್ಲಿ, ಅಣುಗಳು ವಿಭಜನೆಯಾಗುತ್ತವೆ. ಲೈಸಿಯಂನಲ್ಲಿ ಜೀವಶಾಸ್ತ್ರ. ಶಕ್ತಿಯ ಚಯಾಪಚಯ ಕ್ರಿಯೆಯ ಆಮ್ಲಜನಕ-ಮುಕ್ತ ಹಂತ

ಜೀವಕೋಶವು ಜೀವಿಯ ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಘಟಕವಾಗಿದೆ. ವಿವಿಧ ವಸ್ತುಗಳು ನಿರಂತರವಾಗಿ ಜೀವಕೋಶವನ್ನು ಪ್ರವೇಶಿಸುತ್ತವೆ. ಹೊಸ ಅಣುಗಳನ್ನು ಅದರಲ್ಲಿ ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ; ಕೆಲವು ಅಣುಗಳು ನಾಶವಾಗುತ್ತವೆ. ಕೆಲವು ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಜೀವಕೋಶದಿಂದ ಸೇವಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇತರವುಗಳನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇತರವುಗಳನ್ನು ಕೋಶದಿಂದ ತೆಗೆದುಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ. ಜೀವಕೋಶದ ಒಂದು ಭಾಗದಿಂದ ಇನ್ನೊಂದು ಭಾಗಕ್ಕೆ ಪದಾರ್ಥಗಳು ನಿರಂತರವಾಗಿ ಚಲಿಸುತ್ತಿರುತ್ತವೆ. ಜೀವಕೋಶದ ಕೆಲವು ಅಣುಗಳಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಜೀವಕೋಶದ ಜೀವನಕ್ಕೆ ಅಗತ್ಯವಾದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡಲು ಇತರ ಅಣುಗಳು ವಿಭಜನೆಯಾಗುತ್ತವೆ.

ಕೋಶದಲ್ಲಿ ಸಾವಿರಾರು ವಿಭಿನ್ನ ಕಿಣ್ವಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತವೆ, ಅದರ ಸಂಪೂರ್ಣತೆಯನ್ನು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ ಚಯಾಪಚಯ (ಗ್ರೀಕ್ ಮೆಟಾಬೋಲ್ನಿಂದ - ಬದಲಾವಣೆ, ರೂಪಾಂತರ)ಅಥವಾ ಸೆಲ್ಯುಲಾರ್ ಚಯಾಪಚಯ. ಈ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ಮುಖ್ಯ ಪಾತ್ರವು ಕಿಣ್ವಗಳು ಮತ್ತು ಎಟಿಪಿಗೆ ಸೇರಿದೆ, ಅದು ಇಲ್ಲದೆ ಅವು ಮುಂದುವರಿಯುವುದಿಲ್ಲ. ಚಯಾಪಚಯ ಕ್ರಿಯೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಜೀವಕೋಶವು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಪಡೆಯುತ್ತದೆ, ಇದು ಕೊಬ್ಬುಗಳು, ಕಾರ್ಬೋಹೈಡ್ರೇಟ್ಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರೋಟೀನ್ಗಳ ಅಣುಗಳ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣದ ಮೂಲಕ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಚಯಾಪಚಯವು ಕೋಶವನ್ನು ಕಟ್ಟಡ ಸಾಮಗ್ರಿಗಳೊಂದಿಗೆ ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ: ಹೊಸ ಸಂಕೀರ್ಣ ಅಣುಗಳು ಅದರಲ್ಲಿ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ.

ಚಯಾಪಚಯ ಕ್ರಿಯೆಯು ಪರಸ್ಪರ ಸಂಬಂಧಿತ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳ ಎರಡು ಗುಂಪುಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ: ಪದಾರ್ಥಗಳ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ - ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್ ವಿನಿಮಯಮತ್ತು ವಸ್ತುಗಳ ವಿಭಜನೆ - ಶಕ್ತಿ ಚಯಾಪಚಯ. ಶಕ್ತಿಯ ಚಯಾಪಚಯ ಕ್ರಿಯೆಯ ಬಗ್ಗೆ ಮೊದಲು ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳೋಣ.

ಶಕ್ತಿಯ ಚಯಾಪಚಯ ಕ್ರಿಯೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಕಾರ್ಬೋಹೈಡ್ರೇಟ್‌ಗಳು, ಕೊಬ್ಬುಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರೋಟೀನ್‌ಗಳ ಸಂಕೀರ್ಣ ಅಣುಗಳು ಅನೇಕ ಕಿಣ್ವಗಳ ಭಾಗವಹಿಸುವಿಕೆಯೊಂದಿಗೆ ಇಂಗಾಲದ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಮತ್ತು ನೀರಿಗೆ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಈ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ಬಿಡುಗಡೆಯಾದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಎಟಿಪಿ ಅಣುಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಏರೋಬ್‌ಗಳಲ್ಲಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಚಯಾಪಚಯವು ಮೂರು ಹಂತಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ:

• ಪೂರ್ವಸಿದ್ಧತಾ;
• ಆಮ್ಲಜನಕ-ಮುಕ್ತ;
• ಆಮ್ಲಜನಕ

ಮೊದಲನೆಯದಾಗಿ, ಪೂರ್ವಸಿದ್ಧತಾ ಹಂತದೊಡ್ಡ ಅಣುಗಳು "ಬ್ಲಾಕ್‌ಗಳು" ಆಗಿ ಒಡೆಯುತ್ತವೆ: ಪ್ರೋಟೀನ್‌ಗಳು ಅಮೈನೋ ಆಮ್ಲಗಳಾಗಿ, ಪಾಲಿಸ್ಯಾಕರೈಡ್‌ಗಳನ್ನು ಮೊನೊಸ್ಯಾಕರೈಡ್‌ಗಳಾಗಿ, ಕೊಬ್ಬುಗಳನ್ನು ಗ್ಲಿಸರಾಲ್ ಮತ್ತು ಕೊಬ್ಬಿನಾಮ್ಲಗಳಾಗಿ, ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಿಕ್ ಆಮ್ಲಗಳು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೊಟೈಡ್‌ಗಳಾಗಿ ವಿಭಜಿಸುತ್ತವೆ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಜೀವಕೋಶದ ಲೈಸೋಸೋಮ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಬಿಡುಗಡೆಯಾದ ಅಲ್ಪ ಪ್ರಮಾಣದ ಶಕ್ತಿಯು ಶಾಖದ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಹರಡುತ್ತದೆ.

ಎರಡನೇ, ಆಮ್ಲಜನಕ-ಮುಕ್ತ ಹಂತಸೈಟೋಪ್ಲಾಸಂನಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಸಾವಯವ ಪದಾರ್ಥಗಳು ಇನ್ನೂ ಸರಳವಾದವುಗಳಾಗಿ ವಿಭಜಿಸಲ್ಪಡುತ್ತವೆ. ಈ ಹಂತವು ಆಮ್ಲಜನಕದ ಭಾಗವಹಿಸುವಿಕೆ ಇಲ್ಲದೆ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ; ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಸ್ವಲ್ಪ ಶಕ್ತಿಯು ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುತ್ತದೆ; ಅದರ ಭಾಗವು ಶಾಖದ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಹರಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ADP ಯಿಂದ ಎರಡು ATP ಅಣುಗಳ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಗೆ ಒಂದು ಸಣ್ಣ ಭಾಗವನ್ನು ಖರ್ಚುಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಜೀವಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ ATP ಹೇಗೆ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತದೆ?

ಅದರ ಅಣುಗಳ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಗೆ ಶಕ್ತಿ ಎಲ್ಲಿಂದ ಬರುತ್ತದೆ? ಹೆಚ್ಚಿನ ATP ಯನ್ನು H + ಪ್ರೋಟಾನ್ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಶಕ್ತಿಯಿಂದ ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದರ ಮೂಲವು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಪರಮಾಣುಗಳು. ಮತ್ತು ಸಾವಯವ ಪದಾರ್ಥಗಳ ಅಣುಗಳ ವಿಭಜನೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಪರಮಾಣುಗಳು ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುತ್ತವೆ.

ಉದಾಹರಣೆಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಎರಡನೇ ಹಂತದ ವಿಶಿಷ್ಟ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ನಾವು ಪರಿಗಣಿಸೋಣ ಗ್ಲೈಕೋಲಿಸಿಸ್- ಆಮ್ಲಜನಕದ ಭಾಗವಹಿಸುವಿಕೆ ಇಲ್ಲದೆ ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ವಿಭಜನೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ. 6 ಕಾರ್ಬನ್ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಅಣುವನ್ನು ಪೈರುವಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಎರಡು ಮೂರು ಕಾರ್ಬನ್ ಅಣುಗಳಾಗಿ ವಿಭಜಿಸಲಾಗಿದೆ - PVA. ಸೀಳುವಿಕೆಯು ಹಲವಾರು ಹಂತಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಕಿಣ್ವಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ 10 ಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. ಇದು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇದನ್ನು ಎಡಿಪಿಯಿಂದ ಎರಡು ಎಟಿಪಿ ಅಣುಗಳನ್ನು ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಅಣುವನ್ನು ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಿಸಿದಾಗ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅಯಾನುಗಳನ್ನು ಅದರಿಂದ ಬೇರ್ಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದನ್ನು ವಿಶೇಷ ವಸ್ತು NAD + ಗೆ ಸೇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು NAD H ನ ಕಡಿಮೆ ರೂಪಕ್ಕೆ ತಿರುಗುತ್ತದೆ. NAD ಅಣುಗಳು ಜೀವಕೋಶದಲ್ಲಿನ ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಒಂದು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ ಇನ್ನೊಂದಕ್ಕೆ ವರ್ಗಾಯಿಸುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ಅವು ಸ್ವತಃ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ಭಾಗವಹಿಸುವುದಿಲ್ಲ, ನಾಶವಾಗುವುದಿಲ್ಲ ಮತ್ತು ಪದೇ ಪದೇ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಹೀಗಾಗಿ, ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಸ್ಥಗಿತದ ಆಮ್ಲಜನಕ-ಮುಕ್ತ ಹಂತದ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, PVK ಯ 2 ಅಣುಗಳು, ATP ಯ 2 ಅಣುಗಳು ಮತ್ತು NADH 2 ನ 2 ಅಣುಗಳು ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ.

ವಿವಿಧ ಜೀವಿಗಳ ಜೀವಕೋಶಗಳಲ್ಲಿನ ಪೈರುವಿಕ್ ಆಸಿಡ್ (ಪಿವಿಎ) ಅಣುಗಳ ಭವಿಷ್ಯವು ವಿಭಿನ್ನವಾಗಿದೆ. ಆಮ್ಲಜನಕ ಮುಕ್ತ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ ವಾಸಿಸುವ ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಗಳಿವೆ. ಅವರನ್ನು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ ಆಮ್ಲಜನಕರಹಿತ (ಗ್ರೀಕ್‌ನಿಂದ ಆನ್ - ನೆಗೆಟಿವ್ ಪಾರ್ಟಿಕಲ್ ಮತ್ತು ಏರ್ - ಏರ್). ಆಮ್ಲಜನಕರಹಿತ ಜೀವಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ, ಶಕ್ತಿಯ ಚಯಾಪಚಯ ಕ್ರಿಯೆಯ ಎರಡು (ಏರೋಬ್ಸ್ ಮೂರು) ಹಂತಗಳು ಮಾತ್ರ ಸಂಭವಿಸುತ್ತವೆ - ಪೂರ್ವಸಿದ್ಧತಾ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲಜನಕ-ಮುಕ್ತ, ಮತ್ತು ಎಟಿಪಿ ಅಣುಗಳನ್ನು ಹುದುಗುವಿಕೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆಮ್ಲಜನಕರಹಿತಗಳಲ್ಲಿ, PVK ಅನ್ನು ಲ್ಯಾಕ್ಟಿಕ್ ಆಮ್ಲವಾಗಿ ಅಥವಾ ಈಥೈಲ್ ಆಲ್ಕೋಹಾಲ್ ಆಗಿ ಅಥವಾ ಅಸಿಟಿಕ್ ಆಮ್ಲವಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಇನ್ನೂ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ.
ಲ್ಯಾಕ್ಟಿಕ್ ಆಸಿಡ್ ಹುದುಗುವಿಕೆಯ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದ ಜೀವನದಲ್ಲಿ ಲ್ಯಾಕ್ಟಿಕ್ ಆಮ್ಲವು ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಇದು ಹಾಲು ಮತ್ತು ಸೌರ್ಕ್ರಾಟ್ನ ಹುಳಿ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಆಲ್ಕೊಹಾಲ್ಯುಕ್ತ ಹುದುಗುವಿಕೆಯನ್ನು ಯೀಸ್ಟ್ನಿಂದ ನಡೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಈಥೈಲ್ ಆಲ್ಕೋಹಾಲ್ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಬನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ರಚನೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಹಿಟ್ಟು, ಬಿಯರ್, ವೈನ್, ಸೌರ್‌ಕ್ರಾಟ್ ಮತ್ತು ಕೆಫಿರ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯಲ್ಲಿ ಹುದುಗುವಿಕೆಯನ್ನು ಮಾನವ ಆರ್ಥಿಕ ಚಟುವಟಿಕೆಯಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಜೀವಂತ ಜೀವಿಗಳಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿಯ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಮೂಲವೆಂದರೆ ಸೂರ್ಯ. ಬೆಳಕಿನ ಕ್ವಾಂಟಾ (ಫೋಟಾನ್‌ಗಳು) ತಂದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹಸಿರು ಎಲೆಗಳ ಕ್ಲೋರೊಪ್ಲಾಸ್ಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ವರ್ಣದ್ರವ್ಯ ಕ್ಲೋರೊಫಿಲ್‌ನಿಂದ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವಿವಿಧ ಪೋಷಕಾಂಶಗಳಲ್ಲಿ ರಾಸಾಯನಿಕ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಎಲ್ಲಾ ಜೀವಕೋಶಗಳು ಮತ್ತು ಜೀವಿಗಳನ್ನು ಅವು ಬಳಸುವ ಶಕ್ತಿಯ ಮೂಲವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ ಎರಡು ಮುಖ್ಯ ವರ್ಗಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಬಹುದು. ಮೊದಲನೆಯದರಲ್ಲಿ, ಆಟೋಟ್ರೋಫಿಕ್ (ಹಸಿರು ಸಸ್ಯಗಳು), CO 2 ಮತ್ತು H 2 O ಅನ್ನು ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಸಾವಯವ ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಅಣುಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದ ಹೆಚ್ಚು ಸಂಕೀರ್ಣವಾದ ಅಣುಗಳನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಹೆಟೆರೊಟ್ರೋಫಿಕ್ (ಪ್ರಾಣಿ ಕೋಶಗಳು) ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಎರಡನೇ ವರ್ಗದ ಜೀವಕೋಶಗಳು, ಆಟೋಟ್ರೋಫಿಕ್ ಜೀವಿಗಳಿಂದ ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ವಿವಿಧ ಪೋಷಕಾಂಶಗಳಿಂದ (ಕಾರ್ಬೋಹೈಡ್ರೇಟ್‌ಗಳು, ಕೊಬ್ಬುಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರೋಟೀನ್‌ಗಳು) ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಪಡೆಯುತ್ತವೆ. ಈ ಸಾವಯವ ಅಣುಗಳಲ್ಲಿ ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಶಕ್ತಿಯು ಪ್ರಾಥಮಿಕವಾಗಿ ಗಾಳಿಯಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲಜನಕದೊಂದಿಗೆ (ಅಂದರೆ, ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ) ಏರೋಬಿಕ್ ಉಸಿರಾಟ ಎಂಬ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಸಂಯೋಜಿಸುವ ಮೂಲಕ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಹೆಟೆರೊಟ್ರೋಫಿಕ್ ಜೀವಿಗಳಲ್ಲಿನ ಈ ಶಕ್ತಿಯ ಚಕ್ರವು CO 2 ಮತ್ತು H 2 O ಬಿಡುಗಡೆಯೊಂದಿಗೆ ಕೊನೆಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.

ಜೀವಕೋಶಗಳ ಉಸಿರಾಟಸಾವಯವ ಪದಾರ್ಥಗಳ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣವು ರಾಸಾಯನಿಕ ಶಕ್ತಿಯ (ಎಟಿಪಿ) ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಜೀವಕೋಶಗಳು ಮೊದಲು ಕಾರ್ಬೋಹೈಡ್ರೇಟ್ಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ. ಪಾಲಿಸ್ಯಾಕರೈಡ್‌ಗಳು ಮಾನೋಸ್ಕರೈಡ್‌ಗಳಿಗೆ ಹೈಡ್ರೊಲೈಸ್ ಮಾಡಿದ ನಂತರವೇ ಉಸಿರಾಟದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ತೊಡಗಿಕೊಂಡಿವೆ: ಪಿಷ್ಟ, ಗ್ಲೂಕೋಸ್ (ಸಸ್ಯಗಳಲ್ಲಿ) , ಗ್ಲೈಕೋಜೆನ್ (ಪ್ರಾಣಿಗಳಲ್ಲಿ).

ಕೊಬ್ಬುಗಳು "ಮೊದಲ ಮೀಸಲು" ಅನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಬೋಹೈಡ್ರೇಟ್ಗಳ ಪೂರೈಕೆಯು ಖಾಲಿಯಾದಾಗ ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಕಾರ್ಯರೂಪಕ್ಕೆ ತರಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಅಸ್ಥಿಪಂಜರದ ಸ್ನಾಯುವಿನ ಜೀವಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ, ಗ್ಲುಕೋಸ್ ಮತ್ತು ಕೊಬ್ಬಿನಾಮ್ಲಗಳ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ, ಕೊಬ್ಬಿನಾಮ್ಲಗಳಿಗೆ ಆದ್ಯತೆ ನೀಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಪ್ರೋಟೀನ್ಗಳು ಹಲವಾರು ಇತರ ಪ್ರಮುಖ ಕಾರ್ಯಗಳನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುವುದರಿಂದ, ಕಾರ್ಬೋಹೈಡ್ರೇಟ್ಗಳು ಮತ್ತು ಕೊಬ್ಬಿನ ಎಲ್ಲಾ ಮೀಸಲುಗಳನ್ನು ಬಳಸಿದ ನಂತರ ಮಾತ್ರ ಅವುಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ದೀರ್ಘಕಾಲದ ಉಪವಾಸದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ.

ಶಕ್ತಿಯ ಚಯಾಪಚಯದ ಹಂತಗಳು:ಶಕ್ತಿಯ ಚಯಾಪಚಯ ಕ್ರಿಯೆಯ ಏಕೀಕೃತ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಮೂರು ಸತತ ಹಂತಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಬಹುದು:

ಮೊದಲನೆಯದು ಪೂರ್ವಸಿದ್ಧತೆಯಾಗಿದೆ. ಈ ಹಂತದಲ್ಲಿ, ಸೈಟೋಪ್ಲಾಸಂನಲ್ಲಿನ ಹೆಚ್ಚಿನ ಆಣ್ವಿಕ ಸಾವಯವ ಪದಾರ್ಥಗಳು, ಸೂಕ್ತವಾದ ಕಿಣ್ವಗಳ ಕ್ರಿಯೆಯ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ, ಸಣ್ಣ ಅಣುಗಳಾಗಿ ವಿಭಜಿಸಲ್ಪಡುತ್ತವೆ: ಪ್ರೋಟೀನ್ಗಳು - ಅಮೈನೋ ಆಮ್ಲಗಳು, ಪಾಲಿಸ್ಯಾಕರೈಡ್ಗಳು (ಪಿಷ್ಟ, ಗ್ಲೈಕೋಜೆನ್) - ಮೊನೊಸ್ಯಾಕರೈಡ್ಗಳು (ಗ್ಲೂಕೋಸ್), ಕೊಬ್ಬುಗಳು - ಗ್ಲಿಸರಾಲ್ ಆಗಿ. ಮತ್ತು ಕೊಬ್ಬಿನಾಮ್ಲಗಳು, ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಿಕ್ ಆಮ್ಲಗಳು - ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೊಟೈಡ್ಗಳಾಗಿ, ಇತ್ಯಾದಿ. ಡಿ. ಈ ಹಂತದಲ್ಲಿ, ಸ್ವಲ್ಪ ಪ್ರಮಾಣದ ಶಕ್ತಿಯು ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಶಾಖವಾಗಿ ಹರಡುತ್ತದೆ.

ಪ್ರೋಟೀನ್ಗಳು + H 2 O = ಅಮೈನೋ ಆಮ್ಲ + ಶಾಖ (ಪ್ರಸರಣ)

ಕೊಬ್ಬುಗಳು + H 2 O = ಗ್ಲಿಸರಾಲ್ + ಕೊಬ್ಬಿನಾಮ್ಲಗಳು + ಶಾಖ

ಪಾಲಿಸ್ಯಾಕರೈಡ್ಗಳು + H 2 O = ಗ್ಲೂಕೋಸ್ + ಶಾಖ

ಎರಡನೇ ಹಂತ - ಆಮ್ಲಜನಕ ರಹಿತ,ಅಥವಾ ಅಪೂರ್ಣ. ಪೂರ್ವಸಿದ್ಧತಾ ಹಂತದಲ್ಲಿ ರೂಪುಗೊಂಡ ವಸ್ತುಗಳು - ಗ್ಲೂಕೋಸ್, ಅಮೈನೋ ಆಮ್ಲಗಳು, ಇತ್ಯಾದಿ - ಆಮ್ಲಜನಕದ ಪ್ರವೇಶವಿಲ್ಲದೆ ಮತ್ತಷ್ಟು ಕಿಣ್ವಕ ಸ್ಥಗಿತಕ್ಕೆ ಒಳಗಾಗುತ್ತವೆ. ಗ್ಲುಕೋಸ್ (ಗ್ಲೈಕೋಲಿಸಿಸ್) ನ ಎಂಜೈಮ್ಯಾಟಿಕ್ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣವು ಒಂದು ಉದಾಹರಣೆಯಾಗಿದೆ, ಇದು ಎಲ್ಲಾ ಜೀವಂತ ಜೀವಕೋಶಗಳಿಗೆ ಶಕ್ತಿಯ ಮುಖ್ಯ ಮೂಲಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ. ಗ್ಲೈಕೋಲಿಸಿಸ್- ಆಮ್ಲಜನಕರಹಿತ (ಆಮ್ಲಜನಕ-ಮುಕ್ತ) ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಪೈರುವಿಕ್ ಆಮ್ಲಕ್ಕೆ (ಪಿವಿಎ) ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ವಿಭಜನೆಯ ಬಹು-ಹಂತದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ, ಮತ್ತು ನಂತರ ಲ್ಯಾಕ್ಟಿಕ್, ಅಸಿಟಿಕ್, ಬ್ಯುಟರಿಕ್ ಆಮ್ಲಗಳು ಅಥವಾ ಈಥೈಲ್ ಆಲ್ಕೋಹಾಲ್, ಜೀವಕೋಶದ ಸೈಟೋಪ್ಲಾಸಂನಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಗ್ಲುಕೋಸ್, ಕಿಣ್ವಗಳ ಪ್ರಭಾವದ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ, ಶಕ್ತಿಯ ಬಿಡುಗಡೆಯೊಂದಿಗೆ ಎರಡು ಅಣುಗಳಾಗಿ ವಿಭಜನೆಯಾಗುತ್ತದೆ C 3 H 6 O 3. ಈ ಶಕ್ತಿಯ 60% ಶಾಖದ ರೂಪದಲ್ಲಿ, 40% ATP ರೂಪದಲ್ಲಿ ಹರಡುತ್ತದೆ.

ಈ ರೆಡಾಕ್ಸ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳ ವಾಹಕವು ನಿಕೋಟಿನಮೈಡ್ ಅಡೆನಿನ್ ಡೈನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೊಟೈಡ್ (NAD) ಮತ್ತು ಅದರ ಕಡಿಮೆ ರೂಪ NAD *H. ಗ್ಲೈಕೋಲಿಸಿಸ್‌ನ ಉತ್ಪನ್ನಗಳು ಪೈರುವಿಕ್ ಆಮ್ಲ, NADH ರೂಪದಲ್ಲಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಮತ್ತು ATP ರೂಪದಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿ.

ವಿವಿಧ ರೀತಿಯ ಹುದುಗುವಿಕೆಯೊಂದಿಗೆ, ಗ್ಲೈಕೋಲಿಸಿಸ್ ಉತ್ಪನ್ನಗಳ ಮುಂದಿನ ಭವಿಷ್ಯವು ವಿಭಿನ್ನವಾಗಿದೆ. ಪ್ರಾಣಿ ಜೀವಕೋಶಗಳು ಮತ್ತು ಹಲವಾರು ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳಲ್ಲಿ, PVK ಲ್ಯಾಕ್ಟಿಕ್ ಆಮ್ಲಕ್ಕೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಪ್ರಸಿದ್ಧ ಲ್ಯಾಕ್ಟಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಹುದುಗುವಿಕೆ (ಹಾಲಿನ ವಿಲೇವಾರಿ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಹುಳಿ ಕ್ರೀಮ್, ಕೆಫಿರ್, ಇತ್ಯಾದಿಗಳ ರಚನೆ) ಲ್ಯಾಕ್ಟಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಶಿಲೀಂಧ್ರಗಳು ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳಿಂದ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ.

ಆಲ್ಕೊಹಾಲ್ಯುಕ್ತ ಹುದುಗುವಿಕೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಗ್ಲೈಕೋಲಿಸಿಸ್ನ ಉತ್ಪನ್ನಗಳು ಈಥೈಲ್ ಆಲ್ಕೋಹಾಲ್ ಮತ್ತು CO 2. ಇತರ ಸೂಕ್ಷ್ಮಾಣುಜೀವಿಗಳಿಗೆ, ಹುದುಗುವಿಕೆಯ ಉತ್ಪನ್ನಗಳು ಬ್ಯುಟೈಲ್ ಆಲ್ಕೋಹಾಲ್, ಅಸಿಟೋನ್, ಅಸಿಟಿಕ್ ಆಮ್ಲ, ಇತ್ಯಾದಿ.

ಆಮ್ಲಜನಕ-ಮುಕ್ತ ವಿದಳನದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಬಿಡುಗಡೆಯಾದ ಶಕ್ತಿಯ ಭಾಗವು ಶಾಖದ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಹರಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಭಾಗವು ATP ಅಣುಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.

ಶಕ್ತಿಯ ಚಯಾಪಚಯ ಕ್ರಿಯೆಯ ಮೂರನೇ ಹಂತ - ಆಮ್ಲಜನಕದ ಸ್ಥಗಿತದ ಹಂತ, ಅಥವಾ ಏರೋಬಿಕ್ ಉಸಿರಾಟ, ಮೈಟೊಕಾಂಡ್ರಿಯಾದಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಹಂತದಲ್ಲಿ, ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್-ವರ್ಗಾವಣೆ ಕಿಣ್ವಗಳು ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರವಹಿಸುತ್ತವೆ. ಮೂರನೇ ಹಂತದ ಅಂಗೀಕಾರವನ್ನು ಖಾತ್ರಿಪಡಿಸುವ ರಚನೆಗಳನ್ನು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸಾರಿಗೆ ಸರಪಳಿ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸಾಗಣೆ ಸರಪಳಿಯು ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣದ ಎರಡನೇ ಹಂತದಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿಯ ಚಾರ್ಜ್ ಅನ್ನು ಪಡೆದ ಶಕ್ತಿ ವಾಹಕ ಅಣುಗಳನ್ನು ಪಡೆಯುತ್ತದೆ. ಅಣುಗಳಿಂದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು - ಶಕ್ತಿಯ ವಾಹಕಗಳು, ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಮಟ್ಟದಿಂದ ಕಡಿಮೆ ಮಟ್ಟಕ್ಕೆ ಸರಪಳಿಯ ಲಿಂಕ್‌ಗಳ ಉದ್ದಕ್ಕೂ ಹಂತಗಳಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುತ್ತವೆ. ಬಿಡುಗಡೆಯಾದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಎಟಿಪಿ ಅಣುಗಳನ್ನು ಚಾರ್ಜ್ ಮಾಡಲು ಖರ್ಚು ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಎಟಿಪಿಯನ್ನು "ಚಾರ್ಜ್" ಮಾಡಲು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬಿಟ್ಟುಕೊಟ್ಟ ಶಕ್ತಿ ವಾಹಕ ಅಣುಗಳ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಆಮ್ಲಜನಕದೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸುತ್ತವೆ. ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ನೀರು ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸಾಗಣೆ ಸರಪಳಿಯಲ್ಲಿ, ಆಮ್ಲಜನಕವು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಅಂತಿಮ ರಿಸೀವರ್ ಆಗಿದೆ. ಹೀಗಾಗಿ, ಎಲ್ಲಾ ಜೀವಿಗಳಿಗೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳಿಗೆ ಅಂತಿಮ ಸಿಂಕ್ ಆಗಿ ಆಮ್ಲಜನಕದ ಅಗತ್ಯವಿದೆ. ಆಮ್ಲಜನಕವು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸಾಗಣೆ ಸರಪಳಿಯಲ್ಲಿ ಸಂಭಾವ್ಯ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅದರಂತೆ, ಶಕ್ತಿಯ ವಾಹಕ ಅಣುಗಳ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಮಟ್ಟಗಳಿಂದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಅದರ ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿಯ ಮಟ್ಟಕ್ಕೆ ಆಕರ್ಷಿಸುತ್ತದೆ. ದಾರಿಯುದ್ದಕ್ಕೂ, ಶಕ್ತಿ-ಸಮೃದ್ಧ ಎಟಿಪಿ ಅಣುಗಳನ್ನು ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ಆಮ್ಲಜನಕದ ಹಂತದಲ್ಲಿ 36 ಎಟಿಪಿ ರಚನೆಯಾಗುತ್ತದೆ.

ಸಂಕೀರ್ಣ ಸಾವಯವ ಸಂಯುಕ್ತಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹವಾಗಿರುವ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಜೀವಂತ ಜೀವಿಗಳು ಹೇಗೆ ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡುತ್ತವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ನಾವು ಹೆಚ್ಚು ವಿವರವಾಗಿ ಪರಿಗಣಿಸೋಣ. ಮಾನವೀಯತೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಜೀವಂತ ಕೋಶದಂತೆ, ನಿರಂತರವಾಗಿ ಶಕ್ತಿಯ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ. ಈ ಉದ್ದೇಶಕ್ಕಾಗಿ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂದರ್ಭಗಳಲ್ಲಿ, ಪಳೆಯುಳಿಕೆ ಇಂಧನಗಳನ್ನು (ಅನಿಲ, ತೈಲ, ಕಲ್ಲಿದ್ದಲು) ಸುಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇಂಧನದಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹವಾಗಿರುವ ರಾಸಾಯನಿಕ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಮೊದಲು ಉಷ್ಣ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿ (ಸೂಪರ್ ಹೀಟೆಡ್ ಸ್ಟೀಮ್‌ನ ಶಕ್ತಿ), ನಂತರ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿ (ವಿದ್ಯುತ್ ಸ್ಥಾವರ ಟರ್ಬೈನ್‌ಗಳ ತಿರುಗುವಿಕೆ) ಮತ್ತು ಅಂತಿಮವಾಗಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ದೂರದವರೆಗೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಮಾರ್ಗಗಳಲ್ಲಿ ಹರಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವಿವಿಧ ಉದ್ದೇಶಗಳಿಗಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸಾವಯವ ಇಂಧನದ ದಹನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು (ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಮೀಥೇನ್ ಅನಿಲ) ಸರಳ ಸಮೀಕರಣದಿಂದ ವಿವರಿಸಬಹುದು:

CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O + ಶಕ್ತಿ (ಶಾಖ)

ಮೊದಲನೆಯದಾಗಿ, ಜೀವಂತ ಕೋಶಗಳು ಹಲವಾರು ಹಂತಗಳಲ್ಲಿ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ನಡೆಸುತ್ತವೆ, ಕ್ರಮೇಣ ಸ್ಯಾಚುರೇಟೆಡ್ ಹೈಡ್ರೋಕಾರ್ಬನ್ ಅನ್ನು ಆಲ್ಕೋಹಾಲ್, ಆಲ್ಡಿಹೈಡ್ (ಅಥವಾ ಕೆಟೋನ್), ಸಾವಯವ ಆಮ್ಲ ಮತ್ತು ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಕಾರ್ಬನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಆಗಿ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಿಸುತ್ತದೆ. ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕವಾಗಿ, ಈ ಕೆಳಗಿನ ರೂಪಾಂತರಗಳ ಅನುಕ್ರಮದಿಂದ ಇದನ್ನು ವಿವರಿಸಬಹುದು:

CH 4 --> CH 3 OH --> H 2 C=O --> HCOOH --> CO 2

ಅಂತಿಮವಾಗಿ, ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಮೀಥೇನ್ ಅನ್ನು ಸರಳವಾಗಿ ಸುಡುವ ಅದೇ ಪ್ರಮಾಣದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು (ಶಾಖ) ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಇದು ಭಾಗಗಳಲ್ಲಿ, ಭಾಗಗಳಲ್ಲಿ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುತ್ತದೆ.

ಇದರಿಂದ ಹೆಚ್ಚು ಶಕ್ತಿ-ಸಮೃದ್ಧ ಸಾವಯವ ಪದಾರ್ಥಗಳು ಅದರಲ್ಲಿವೆ ಎಂದು ನೋಡಬಹುದು ಇಂಗಾಲವು ಗರಿಷ್ಠವಾಗಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಜೀವಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ, ಇವುಗಳು ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ ಸ್ಯಾಚುರೇಟೆಡ್ ಕೊಬ್ಬಿನಾಮ್ಲಗಳೊಂದಿಗೆ ಲಿಪಿಡ್ಗಳಾಗಿವೆ, ಸಂಪೂರ್ಣ "ಸುಡುವಿಕೆ" ಗರಿಷ್ಠ ಪ್ರಮಾಣದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಆಲ್ಡಿಹೈಡ್ ಆಲ್ಕೋಹಾಲ್‌ಗಳು ಅಥವಾ ಕೀಟೋ ಆಲ್ಕೋಹಾಲ್‌ಗಳು ಅಥವಾ ಅಮೈನೋ ಆಮ್ಲಗಳಿಗೆ ಸೇರಿದ ಕಾರ್ಬೋಹೈಡ್ರೇಟ್‌ಗಳ ವಿಭಜನೆಯು ಸರಿಸುಮಾರು ಅರ್ಧದಷ್ಟು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ, ಏಕೆಂದರೆ ಈ ಸಂಯುಕ್ತಗಳ ಅಣುಗಳಲ್ಲಿನ ಹೆಚ್ಚಿನ ಇಂಗಾಲದ ಪರಮಾಣುಗಳು ಈಗಾಗಲೇ ಭಾಗಶಃ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಗೊಂಡಿವೆ.

ಎರಡನೆಯದಾಗಿ, ಅಂತಹ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುವ ಎಲ್ಲಾ ಶಕ್ತಿಯು ಶಾಖದ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಹರಡುವುದಿಲ್ಲ ಜೀವಂತ ಕೋಶಗಳು ಬಿಡುಗಡೆಯಾದ ಶಕ್ತಿಯ ಭಾಗವನ್ನು ಎಟಿಪಿ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸುತ್ತವೆ. ಇದನ್ನು ಮಾಡಲು, ಶಕ್ತಿಯ ಬಿಡುಗಡೆಯೊಂದಿಗೆ ಸಂಭವಿಸುವ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯು ಶಕ್ತಿಯ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯೊಂದಿಗೆ ಸಂಭವಿಸುವ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯೊಂದಿಗೆ "ಜೋಡಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ" - ADP ಮತ್ತು ಅಜೈವಿಕ ಫಾಸ್ಫೇಟ್ (H 3 PO 4) ನಿಂದ ATP ರಚನೆಯೊಂದಿಗೆ.

ಮೂರನೆಯದಾಗಿ, ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಪಡೆಯಲು ಸಾವಯವ ಪದಾರ್ಥಗಳನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಿಸುವುದು ಅನಿವಾರ್ಯವಲ್ಲ , ಅಂದರೆ ಇಂಗಾಲದ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಗೆ. ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿಯು ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುತ್ತದೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಕಾರ್ಬಾಕ್ಸಿಲಿಕ್ ಆಮ್ಲಕ್ಕೆ ಆಲ್ಕೋಹಾಲ್, ಆದಾಗ್ಯೂ, ಅದರ ಪ್ರಮಾಣವು ಸಂಪೂರ್ಣ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿರುತ್ತದೆ.

ನಾಲ್ಕನೆಯದಾಗಿ, ಜೀವಂತ ಕೋಶಗಳನ್ನು ಕೈಗೊಳ್ಳಬಹುದು ಸಾವಯವ ಪದಾರ್ಥಗಳ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲಜನಕದ ಅನುಪಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ . ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕವಾಗಿ, ಈ ಕೆಳಗಿನ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳ ಅನುಕ್ರಮದಿಂದ ಇದನ್ನು ವಿವರಿಸಬಹುದು:

CH 3 - CH 3 --> CH 2 =CH 2 + 2H + ,

CH 2 =CH 2 + H 2 O --> CH 3 -CH 2 OH,

CH 3 -CH 2 OH --> CH 3 -HC=O + 2H + ,

CH 3 -HC=O + H 2 O --> CH 3 -HC(OH) 2 ,

CH 3 -HC(OH) 2 --> CH 3 -COOH + 2H +

ಆದ್ದರಿಂದ, ಈಥೇನ್ ಅಣುವಿನಲ್ಲಿರುವ ಇಂಗಾಲದ ಪರಮಾಣುಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದನ್ನು ಆಲ್ಕೋಹಾಲ್, ಆಲ್ಡಿಹೈಡ್ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಬಾಕ್ಸಿಲಿಕ್ ಆಮ್ಲಕ್ಕೆ ಅನುಕ್ರಮವಾಗಿ ಹೇಗೆ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ನಾವು ನೋಡುತ್ತೇವೆ. ಈ ಕಾರ್ಬನ್ ಪರಮಾಣುವಿನಿಂದ ಸತತವಾಗಿ "ಹರಿದಿದೆ" ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಪರಮಾಣುಗಳ ಜೋಡಿಗಳು, ಇದನ್ನು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ ಸಮಾನತೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವುದು , ಜೀವಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ ಅವು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಪರಮಾಣುಗಳ ಸಾರ್ವತ್ರಿಕ ಸ್ವೀಕಾರಕಗಳಿಗೆ ಲಗತ್ತಿಸುತ್ತವೆ - NAD + ಅಥವಾ FAD ಅಣುಗಳು (ಉಪನ್ಯಾಸ "ಸಾವಯವ ಪದಾರ್ಥಗಳು. ಲಿಪಿಡ್ಗಳು. ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೊಟೈಡ್ಗಳು" ನೋಡಿ), ಅವುಗಳನ್ನು NADH ಅಥವಾ FADH 2 ಗೆ ತಗ್ಗಿಸುತ್ತದೆ. ಸಾವಯವ ಸಂಯುಕ್ತಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಜೈವಿಕ ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ಈ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು (ಮೇಲೆ ತೋರಿಸಿರುವ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು ವಿರುದ್ಧ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಮುಂದುವರಿಯುತ್ತವೆ), ಮತ್ತು ಆಮ್ಲಜನಕದ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ, NADH ಮತ್ತು FADH 2 ಮೈಟೊಕಾಂಡ್ರಿಯದ ಉಸಿರಾಟದ ಸರಪಳಿಯಲ್ಲಿ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಮಾಣದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ATP ರೂಪದಲ್ಲಿ.

ಪಳೆಯುಳಿಕೆ ಇಂಧನಗಳನ್ನು ಸುಡುವುದರ ಜೊತೆಗೆ, ಮಾನವೀಯತೆಯು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಜಲವಿದ್ಯುತ್ ಸ್ಥಾವರಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ: ಅಣೆಕಟ್ಟಿನ ಒಂದು ಬದಿಯಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹವಾದ ನೀರು ಕೆಳಗೆ ಹರಿಯುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಟರ್ಬೈನ್ಗಳನ್ನು ತಿರುಗಿಸುತ್ತದೆ, ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಮಾನವರು ಜೈವಿಕ ಪ್ರಭೇದವಾಗಿ ಹೊರಹೊಮ್ಮುವ ಮೊದಲು ಜೀವಂತ ಕೋಶಗಳು ಇದೇ ರೀತಿಯ ತತ್ವವನ್ನು ಬಳಸಲು ಕಲಿತವು ಎಂಬುದನ್ನು ಗಮನಿಸುವುದು ಆಸಕ್ತಿದಾಯಕವಾಗಿದೆ: ಮೈಟೊಕಾಂಡ್ರಿಯದ ಉಸಿರಾಟದ ಸರಪಳಿಯಲ್ಲಿ NADH ಮತ್ತು FADH 2 ರ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣವು ಮೈಟೊಕಾಂಡ್ರಿಯದ ಪೊರೆಯ ಮೂಲಕ ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳ ವರ್ಗಾವಣೆಯೊಂದಿಗೆ ಇರುತ್ತದೆ. ಇಂಟರ್ಮೆಂಬರೇನ್ ಜಾಗಕ್ಕೆ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ ಮತ್ತು ಪೊರೆಯ ಮೇಲೆ ಅವುಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಗಮನಾರ್ಹ ಗ್ರೇಡಿಯಂಟ್ ಅನ್ನು ರಚಿಸುವುದು; ಪೊರೆಯು ಅಣೆಕಟ್ಟಿನಂತೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಎಟಿಪಿ ಸಿಂಥೆಟೇಸ್ ಕಿಣ್ವದ ಅಣುವಿನಲ್ಲಿ ವಿಶೇಷ ಚಾನಲ್ ಮೂಲಕ ಏಕಾಗ್ರತೆಯ ಗ್ರೇಡಿಯಂಟ್ ಮೂಲಕ ಮೈಟೊಕಾಂಡ್ರಿಯಾಕ್ಕೆ ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳು "ಹರಿಯುತ್ತದೆ", ಅವರು ಈ ಕಿಣ್ವವನ್ನು "ತಿರುಗಿಸುತ್ತಾರೆ" (ಟರ್ಬೈನ್‌ನಲ್ಲಿರುವ ನೀರಿನಂತೆ), ಇದು ಎಟಿಪಿ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ (ಕೆಳಗೆ ನೋಡಿ).

ಆದ್ದರಿಂದ, ಜೀವಕೋಶಗಳಲ್ಲಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಚಯಾಪಚಯ ಕ್ರಿಯೆಯ ಆಧಾರವು ಅನುಕ್ರಮ ರೆಡಾಕ್ಸ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ. ಆಮ್ಲಜನಕರಹಿತ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಇಂತಹ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳ ಸರಪಳಿಯಲ್ಲಿ, ಕೆಲವು ಸಾವಯವ ಪದಾರ್ಥಗಳು ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ (ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಕಳೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ), ಇತರವುಗಳು (ಮುಖ್ಯವಾಗಿ NAD+ ಮತ್ತು FAD) ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತವೆ (ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಗಳಿಸುತ್ತವೆ). ಏರೋಬಿಕ್ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ, ಕಡಿಮೆಯಾದ NADH ಮತ್ತು FADH 2 ಸ್ವತಃ ಮೈಟೊಕಾಂಡ್ರಿಯಾದಲ್ಲಿ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಆಮ್ಲಜನಕಕ್ಕೆ ದಾನ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇದು ನೀರನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಬಿಡುಗಡೆಯಾದ ಶಕ್ತಿಯು ಶಾಖದ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಭಾಗಶಃ ಕರಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಭಾಗಶಃ ATP ರೂಪದಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹವಾಗುತ್ತದೆ.

ಮಾನವರು ಸೇರಿದಂತೆ ಜೀವಂತ ಜೀವಿಗಳಿಗೆ ಶಕ್ತಿಯ ಮುಖ್ಯ ಮೂಲವೆಂದರೆ ಕಾರ್ಬೋಹೈಡ್ರೇಟ್ಗಳು. ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕವಾಗಿ, ಎಟಿಪಿ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿಯ ಸಂಗ್ರಹಣೆಯೊಂದಿಗೆ ಅವುಗಳ ಸ್ಥಗಿತ ಮತ್ತು ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಮೂರು ಹಂತಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಬಹುದು: ಪೂರ್ವಸಿದ್ಧತಾ, ಆಮ್ಲಜನಕರಹಿತ (ಅಥವಾ ಆಮ್ಲಜನಕ-ಮುಕ್ತ) ಮತ್ತು ಏರೋಬಿಕ್ (ಅಥವಾ ಆಮ್ಲಜನಕ) . ಪೂರ್ವಸಿದ್ಧತಾ ಹಂತದಲ್ಲಿ, ಸಂಕೀರ್ಣ ಪಾಲಿಸ್ಯಾಕರೈಡ್‌ಗಳನ್ನು ಜೀರ್ಣಕಾರಿ ಕಿಣ್ವಗಳಿಂದ ಮೊನೊಮರ್‌ಗಳಾಗಿ (ಗ್ಲೂಕೋಸ್) ವಿಭಜಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಗ್ಲೈಕೋಲಿಸಿಸ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಗ್ಲೂಕೋಸ್ನ ಮತ್ತಷ್ಟು ರೂಪಾಂತರಗಳು ಸಂಭವಿಸುತ್ತವೆ.

ಶಕ್ತಿಯ ಚಯಾಪಚಯ ಕ್ರಿಯೆಯ ಆಮ್ಲಜನಕ-ಮುಕ್ತ ಹಂತ

ಗ್ಲೈಕೋಲಿಸಿಸ್ನ ಅನುಕ್ರಮ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು ಹೈಲೋಪ್ಲಾಸಂನಲ್ಲಿ ಸ್ಥಳೀಕರಿಸಲ್ಪಟ್ಟ 11 ಕಿಣ್ವಗಳಿಂದ ವೇಗವರ್ಧಿತವಾಗುತ್ತವೆ. ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕವಾಗಿ, ಗ್ಲೈಕೋಲಿಸಿಸ್ ಅನ್ನು 2 ಹಂತಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಬಹುದು: ಮೊದಲ ಹಂತದಲ್ಲಿ, ಎಟಿಪಿ ಸೇವನೆಯೊಂದಿಗೆ ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಅನ್ನು ಗ್ಲೈಸೆರಾಲ್ಡಿಹೈಡ್ ಫಾಸ್ಫೇಟ್ ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಎರಡನೆಯದರಲ್ಲಿ, ರೆಡಾಕ್ಸ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಎಟಿಪಿ ಮತ್ತು ಲ್ಯಾಕ್ಟಿಕ್ ಆಮ್ಲವು ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಗ್ಲೈಕೋಲಿಸಿಸ್‌ನ ಮಧ್ಯಂತರ ಉತ್ಪನ್ನವಾಗಿ ಸಂಗ್ರಹವಾದ ಕಡಿಮೆಯಾದ NADH ಲ್ಯಾಕ್ಟಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ರಚನೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ NAD + ಗೆ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಇದು ಗ್ಲೈಕೋಲಿಸಿಸ್‌ಗೆ ಮರಳುತ್ತದೆ. ಸಾಕಷ್ಟು ಆಮ್ಲಜನಕದ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ, ಮೈಟೊಕಾಂಡ್ರಿಯದ ಉಸಿರಾಟದ ಸರಪಳಿಯಲ್ಲಿ NADH ಅನ್ನು ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಿಸಬಹುದು. ಈ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಗ್ಲೈಕೋಲಿಸಿಸ್ ಲ್ಯಾಕ್ಟಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ರಚನೆಯ ಹಂತದಲ್ಲಿ ಕೊನೆಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಪೈರುವಿಕ್ ಆಮ್ಲ (ಪೈರುವೇಟ್), ಇದು ಕ್ರೆಬ್ಸ್ ಚಕ್ರಕ್ಕೆ ಪ್ರವೇಶಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ CO 2 ಗೆ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.

ಒಂದು ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಅಣು ಮುರಿದಾಗ, 2 ATP ಅಣುಗಳನ್ನು ಸೇವಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು 4 ATP ಅಣುಗಳು ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ, ಅಂದರೆ. ಒಟ್ಟು ಗ್ಲೈಕೋಲಿಸಿಸ್‌ನ ಶಕ್ತಿಯ ಉತ್ಪಾದನೆ 2 ಎಟಿಪಿ ಅಣುಗಳು . ಆಲ್ಡಿಹೈಡ್ ಗುಂಪಿನ ಇಂಟ್ರಾಮೋಲಿಕ್ಯುಲರ್ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣದ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಇದಕ್ಕೆ ಅಗತ್ಯವಾದ ಶಕ್ತಿಯು ಕಾರ್ಬಾಕ್ಸಿಲ್ ಗುಂಪಿಗೆ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ಬಿಡುಗಡೆಯಾದ ಸುಮಾರು 30% ಶಕ್ತಿಯು ATP ಯ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹವಾಗುತ್ತದೆ, ಆದಾಗ್ಯೂ, ಗ್ಲೂಕೋಸ್ನ ಸಂಪೂರ್ಣ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣದಿಂದ CO 2 ಮತ್ತು H 2 O ಗೆ ಪಡೆಯಬಹುದಾದ ಶಕ್ತಿಯ ಕೇವಲ 5%. ಹೀಗಾಗಿ, ಗ್ಲೈಕೋಲಿಸಿಸ್ ಉಸಿರಾಟಕ್ಕಿಂತ ಶಕ್ತಿಯುತವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಅನುಕೂಲಕರವಾಗಿದೆ. ಇತರ ಹೆಕ್ಸೋಸ್‌ಗಳು (ಗ್ಯಾಲಕ್ಟೋಸ್, ಫ್ರಕ್ಟೋಸ್), ಪೆಂಟೋಸ್ ಮತ್ತು ಗ್ಲಿಸರಾಲ್ ಅನ್ನು ಸಹ ಗ್ಲೈಕೋಲಿಸಿಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಸೇರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಪ್ರಾಣಿಗಳು ಮತ್ತು ಶಿಲೀಂಧ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಗ್ಲೈಕೋಲಿಸಿಸ್ನ ತಲಾಧಾರವು ಗ್ಲೈಕೊಜೆನ್ ಆಗಿರಬಹುದು (ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಗ್ಲೈಕೊಜೆನೊಲಿಸಿಸ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ), ಮತ್ತು ಸಸ್ಯಗಳಲ್ಲಿ ಇದು ಪಿಷ್ಟವಾಗಿರಬಹುದು.

ಗ್ಲೈಕೋಲಿಸಿಸ್ಗೆ ಹೋಲುವ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನದ ಪ್ರಕಾರ, ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ ಹುದುಗುವಿಕೆ ವಿವಿಧ ಸೂಕ್ಷ್ಮಾಣುಜೀವಿಗಳಲ್ಲಿ. ಅದರ ವಾತಾವರಣವು ಆಮ್ಲಜನಕದಿಂದ ವಂಚಿತವಾದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಜೀವಂತ ಜೀವಿಗಳು ಭೂಮಿಯ ಮೇಲೆ ಮೊದಲು ಕಾಣಿಸಿಕೊಂಡಿದ್ದರಿಂದ, ಆಮ್ಲಜನಕರಹಿತ ಹುದುಗುವಿಕೆಯನ್ನು ಪೋಷಕಾಂಶಗಳಿಂದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಪಡೆಯಲು ಸರಳವಾದ ಜೀವರಾಸಾಯನಿಕ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವೆಂದು ಪರಿಗಣಿಸಬೇಕು. ಕಾರ್ಬೋಹೈಡ್ರೇಟ್‌ಗಳು (ಹೆಕ್ಸೋಸ್‌ಗಳು, ಪೆಂಟೋಸ್‌ಗಳು), ಆಲ್ಕೋಹಾಲ್‌ಗಳು, ಸಾವಯವ ಆಮ್ಲಗಳು ಮತ್ತು ಸಾರಜನಕ ನೆಲೆಗಳು ಹುದುಗುವಿಕೆಗೆ ಒಳಗಾಗುತ್ತವೆ. ಹುದುಗುವಿಕೆಯ ಪ್ರಕಾರವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ, ಅದರ ಉತ್ಪನ್ನಗಳು ಆಲ್ಕೋಹಾಲ್ಗಳು (ಈಥೈಲ್, ಇತ್ಯಾದಿ), ಸಾವಯವ ಆಮ್ಲಗಳು (ಫಾರ್ಮಿಕ್, ಅಸಿಟಿಕ್, ಲ್ಯಾಕ್ಟಿಕ್, ಪ್ರೊಪಿಯಾನಿಕ್, ಬ್ಯುಟರಿಕ್), ಅಸಿಟೋನ್, CO 2, ಮತ್ತು ಕೆಲವು ಸಂದರ್ಭಗಳಲ್ಲಿ ಆಣ್ವಿಕ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಆಗಿರಬಹುದು. ರೂಪುಗೊಂಡ ಉತ್ಪನ್ನಗಳ ಪ್ರಕಾರವನ್ನು ಆಧರಿಸಿ, ಹುದುಗುವಿಕೆಯನ್ನು ಆಲ್ಕೊಹಾಲ್ಯುಕ್ತ, ಲ್ಯಾಕ್ಟಿಕ್ ಆಮ್ಲ, ಪ್ರೊಪಿಯೋನಿಕ್ ಆಮ್ಲ, ಇತ್ಯಾದಿಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಲಾಗಿದೆ, ಇದು ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದ ಹಲವಾರು ಗುಂಪುಗಳ (ಲ್ಯಾಕ್ಟಿಕ್ ಆಮ್ಲ, ಬ್ಯುಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲ, ಪ್ರೊಪಿಯೋನಿಕ್ ಆಮ್ಲ, ಇತ್ಯಾದಿ) ಹೆಸರುಗಳಿಗೆ ಆಧಾರವಾಗಿದೆ. . ಆಲ್ಕೊಹಾಲ್ಯುಕ್ತ ಅಥವಾ ಲ್ಯಾಕ್ಟಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಹುದುಗುವಿಕೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ಗ್ಲೂಕೋಸ್ನ ಒಂದು ಅಣುವಿನಿಂದ ಪೈರುವೇಟ್, ATP ಮತ್ತು NADH ನ ಎರಡು ಅಣುಗಳು ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. NADH ಅನ್ನು ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಿಸಬೇಕು ಮತ್ತು ಹುದುಗುವಿಕೆಯ ಚಕ್ರಕ್ಕೆ ಹಿಂತಿರುಗಿಸಬೇಕು, ಪೈರುವೇಟ್ ಅನ್ನು ಲ್ಯಾಕ್ಟಿಕ್ ಆಮ್ಲ (ಲ್ಯಾಕ್ಟೇಟ್) ಅಥವಾ ಈಥೈಲ್ ಆಲ್ಕೋಹಾಲ್ಗೆ ಇಳಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಪ್ರಕೃತಿಯಲ್ಲಿನ ವಸ್ತುಗಳ ಚಕ್ರದಲ್ಲಿ ಹುದುಗುವಿಕೆ ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರ ವಹಿಸುತ್ತದೆ (ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಮತ್ತು ಇತರ ಸಾವಯವ ಪದಾರ್ಥಗಳ ಆಮ್ಲಜನಕರಹಿತ ಅವನತಿ), ಮತ್ತು ಇದನ್ನು ಆಚರಣೆಯಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅನೇಕ ಶತಮಾನಗಳಿಂದ, ಆಲ್ಕೊಹಾಲ್ಯುಕ್ತ ಹುದುಗುವಿಕೆಯನ್ನು ವೈನ್ ತಯಾರಿಕೆ, ಬ್ರೂಯಿಂಗ್, ಬ್ರೆಡ್ ಬೇಕಿಂಗ್ (ಮತ್ತು, ಇತ್ತೀಚೆಗೆ, ಇಂಧನ ಉತ್ಪಾದನೆಯಲ್ಲಿ) ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ; ಲ್ಯಾಕ್ಟಿಕ್ ಆಮ್ಲ - ಹುದುಗಿಸಿದ ಹಾಲಿನ ಉತ್ಪನ್ನಗಳ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ, ಕ್ರೌಟ್, ಉಪ್ಪಿನಕಾಯಿ ಸೌತೆಕಾಯಿಗಳು, ಜಾನುವಾರುಗಳ ಆಹಾರಕ್ಕಾಗಿ ಸೈಲೇಜ್; ಪ್ರೊಪಿಯೋನಿಕ್ ಆಮ್ಲ - ಚೀಸ್ ತಯಾರಿಕೆಯಲ್ಲಿ; ಅಸಿಟೋನ್-ಬ್ಯುಟೈಲ್ - ದ್ರಾವಕಗಳನ್ನು ಪಡೆಯಲು, ಇತ್ಯಾದಿ.

ಶಕ್ತಿಯ ಚಯಾಪಚಯ ಕ್ರಿಯೆಯ ಆಮ್ಲಜನಕದ ಹಂತ

ಗ್ಲೈಕೋಲಿಸಿಸ್ ನಂತರ ಶಕ್ತಿಯ ಚಯಾಪಚಯ ಕ್ರಿಯೆಯ ಮುಂದಿನ ಹಂತ ಜೀವಕೋಶಗಳ ಉಸಿರಾಟ , ಅಥವಾ ಜೈವಿಕ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ - ಸಾವಯವ ಸಂಯುಕ್ತಗಳ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣದ ಆಮ್ಲಜನಕದ ಹಂತ. ಪದದ ವಿಶಾಲ ಅರ್ಥದಲ್ಲಿ, ಉಸಿರಾಟವು ಪರಿಸರದಿಂದ ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು (O 2) ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಯ ಚಯಾಪಚಯವನ್ನು ಖಾತ್ರಿಪಡಿಸುವ ಅಂತರ್ಜೀವಕೋಶದ ಆಕ್ಸಿಡೇಟಿವ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಅಗತ್ಯವಾದ ಜೀವಿಗಳಿಂದ ಇಂಗಾಲದ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ (CO 2) ಅನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಉಸಿರಾಟವನ್ನು ಬಾಹ್ಯ ಉಸಿರಾಟವಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಲಾಗಿದೆ - ದೇಹ ಮತ್ತು ಪರಿಸರದ ನಡುವಿನ ಅನಿಲ ವಿನಿಮಯ, ಮತ್ತು ಅಂಗಾಂಶ ಅಥವಾ ಸೆಲ್ಯುಲಾರ್ ಉಸಿರಾಟ (ಜೈವಿಕ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ) - ಎಂಜೈಮ್ಯಾಟಿಕ್ ರೆಡಾಕ್ಸ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳ ಒಂದು ಸೆಟ್, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಸಂಕೀರ್ಣ ಸಾವಯವ ಪದಾರ್ಥಗಳನ್ನು ಆಮ್ಲಜನಕದೊಂದಿಗೆ CO 2 ಗೆ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಎಟಿಪಿ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಜೀವಕೋಶಗಳಿಂದ ಸಂಗ್ರಹವಾಗಿರುವ ಶಕ್ತಿಯ ಬಿಡುಗಡೆ.

ಸಸ್ಯಗಳು, ಪ್ರಾಣಿಗಳು ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಏರೋಬಿಕ್ ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಗಳಲ್ಲಿ ಸೆಲ್ಯುಲಾರ್ ಉಸಿರಾಟವು ಗ್ಲೈಕೋಲಿಸಿಸ್ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುವ ಪೈರುವಿಕ್ ಆಮ್ಲ (ಪೈರುವೇಟ್) ಅಣುವಿನಿಂದ CO 2 (ಡಿಕಾರ್ಬಾಕ್ಸಿಲೇಷನ್) ಅನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕುವುದರೊಂದಿಗೆ ಪ್ರಾರಂಭವಾಗುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ. ಕಾರ್ಬೋಹೈಡ್ರೇಟ್‌ಗಳ ವಿಭಜನೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಗ್ಲೈಕೋಲಿಸಿಸ್ ಸೆಲ್ಯುಲಾರ್ ಉಸಿರಾಟದ ಅಗತ್ಯ ಪೂರ್ವಸಿದ್ಧತಾ ಹಂತವಾಗಿದೆ. ಈ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, CO 2 ಅನ್ನು ಪೈರುವೇಟ್‌ನಿಂದ ಬೇರ್ಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಎರಡು-ಕಾರ್ಬನ್ ಶೇಷ - ಅಸಿಟಿಕ್ ಆಸಿಡ್ ರಾಡಿಕಲ್ (ಅಸಿಟೈಲ್ ರಾಡಿಕಲ್) ಹೈಡ್ರೋಕಾರ್ಬನ್ ರಾಡಿಕಲ್‌ಗಳ ಸಾರ್ವತ್ರಿಕ ವಾಹಕದ ಅಣುವನ್ನು ಸೇರುತ್ತದೆ - ಕೋಎಂಜೈಮ್ A - ಅಸಿಟೈಲ್-ಕೋಎಂಜೈಮ್ ರಚನೆಯೊಂದಿಗೆ. ಎ ( ಅಸಿಟೈಲ್-CoA ) ಈ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, NAD+ ಅನ್ನು NADH ಗೆ ಇಳಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕೊಬ್ಬಿನಾಮ್ಲಗಳ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಅಸಿಟೈಲ್-CoA ಮತ್ತು NADH ಸಹ ರಚನೆಯಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಸೆಲ್ಯುಲಾರ್ ಉಸಿರಾಟದ ತಲಾಧಾರವಾಗಿದೆ. ಅಸಿಟೈಲ್-CoA ಯ ಮತ್ತಷ್ಟು ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ ಕ್ರೆಬ್ಸ್ ಚಕ್ರದಲ್ಲಿ , ಮತ್ತು NADH - ಮೈಟೊಕಾಂಡ್ರಿಯದ ಉಸಿರಾಟದ ಸರಪಳಿಯಲ್ಲಿ . ಎಲ್ಲಾ ಅಮೈನೋ ಆಮ್ಲಗಳು ವಿವಿಧ ಹಂತಗಳಲ್ಲಿ ಕ್ರೆಬ್ಸ್ ಚಕ್ರವನ್ನು ಪ್ರವೇಶಿಸಬಹುದು. ಹೀಗಾಗಿ, ಕಾರ್ಬೋಹೈಡ್ರೇಟ್‌ಗಳು, ಕೊಬ್ಬುಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರೋಟೀನ್‌ಗಳ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣದ ಮಾರ್ಗಗಳು ಈ ಚಕ್ರದಲ್ಲಿ ಒಮ್ಮುಖವಾಗುತ್ತವೆ.

(ಟ್ರೈಕಾರ್ಬಾಕ್ಸಿಲಿಕ್ ಆಸಿಡ್ ಸೈಕಲ್ ಅಥವಾ ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಸಿಡ್ ಸೈಕಲ್ ಎಂದೂ ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ) ಒಂದು ಸಂಕೀರ್ಣ ಬಹು-ಹಂತದ ರೆಡಾಕ್ಸ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿದೆ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಅಸಿಟೈಲ್-CoA ನಿಂದ ಪಡೆದ ಅಸಿಟಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಶೇಷವು ಮೂರು ರಚನೆಯೊಂದಿಗೆ CO 2 ನ ಎರಡು ಅಣುಗಳಿಗೆ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. NADH ನ ಅಣುಗಳು, FADH 2 ನ ಒಂದು ಅಣು ಮತ್ತು GTP ಯ ಒಂದು ಅಣು. ಕೊಬ್ಬಿನಾಮ್ಲ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಕಿಣ್ವಗಳಂತಹ ಎಲ್ಲಾ ಕ್ರೆಬ್ಸ್ ಸೈಕಲ್ ಕಿಣ್ವಗಳು ಮೈಟೊಕಾಂಡ್ರಿಯದ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಸ್ಥಳೀಕರಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ ಮತ್ತು ಒಂದು ಕಿಣ್ವ, ಸಕ್ಸಿನೇಟ್ ಡಿಹೈಡ್ರೋಜಿನೇಸ್, ಒಳ ಮೈಟೊಕಾಂಡ್ರಿಯದ ಪೊರೆಯಲ್ಲಿದೆ.

ಕ್ರೆಬ್ಸ್ ಚಕ್ರದ ಮೊದಲ ಹಂತದಲ್ಲಿ, ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲವನ್ನು (ಸಿಟ್ರೇಟ್) ರೂಪಿಸಲು ಅಸಿಟೈಲ್-CoA ಯಿಂದ ಆಕ್ಸಲೋಅಸೆಟಿಕ್ ಆಸಿಡ್ ಅಣುವಿಗೆ (ಆಕ್ಸಲೋಅಸೆಟೇಟ್) ಅಸಿಟಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಶೇಷವನ್ನು ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಸಿಸ್-ಅಕೋನಿಟಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಮಧ್ಯಂತರ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಮೂಲಕ ಪರಿವರ್ತನೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಐಸೊಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲ (ಐಸೊಸಿಟ್ರೇಟ್). CO 2 ಮತ್ತು 2 H + ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಐಸೊಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲದಿಂದ ಬೇರ್ಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ NADH ಮತ್ತು a-ಕೆಟೊಗ್ಲುಟಾರಿಕ್ ಆಮ್ಲದ (a-ketoglutarate) ಅಣುವಿನ ರಚನೆಯಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಕೋಎಂಜೈಮ್ A ಯ ಅಣುವಿನೊಂದಿಗೆ ಸಂವಹನ ನಡೆಸುತ್ತದೆ. ಈ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಎರಡನೇ ಅಣು CO 2 ಅನ್ನು ವಿಭಜಿಸಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು NADH ನ ಮತ್ತೊಂದು ಅಣು ಮತ್ತು succinyl-CoA ಯ ಶಕ್ತಿ-ಸಮೃದ್ಧ ಸಂಯುಕ್ತವಾಗಿದೆ, ಇದು ಉಚಿತ ಸಕ್ಸಿನಿಕ್ ಆಮ್ಲವನ್ನು (ಸಕ್ಸಿನೇಟ್) ರೂಪಿಸಲು ವಿಭಜಿಸಲಾಗಿದೆ, ಇದು GDP ಮತ್ತು Fn ನಿಂದ GTP ಯ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯೊಂದಿಗೆ ಇರುತ್ತದೆ. FADH 2 ರ ರಚನೆಯೊಂದಿಗೆ ಸಕ್ಸಿನಿಕ್ ಆಮ್ಲವು ಫ್ಯೂಮರಿಕ್ ಆಮ್ಲಕ್ಕೆ (ಫ್ಯೂಮರೇಟ್) ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ನೀರಿನ ಸೇರ್ಪಡೆಯೊಂದಿಗೆ ಫ್ಯೂಮರಿಕ್ ಆಮ್ಲವು ಮ್ಯಾಲಿಕ್ ಆಮ್ಲವಾಗಿ (ಮಾಲೇಟ್) ಪರಿವರ್ತನೆಯಾಗುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಮ್ಯಾಲಿಕ್ ಆಮ್ಲವು NADH ರಚನೆಯೊಂದಿಗೆ ಆಕ್ಸಲೋಅಸೆಟಿಕ್ ಆಮ್ಲ (ಆಕ್ಸಲೋಅಸೆಟೇಟ್) ಆಗಿ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಈ ಹಂತದಲ್ಲಿ, ಕ್ರೆಬ್ಸ್ ಚಕ್ರವು ಮುಚ್ಚುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ. ಆಕ್ಸಲೋಅಸೆಟೇಟ್ ಮತ್ತೆ ಚಕ್ರವನ್ನು ಮಾಡಬಹುದು ಮತ್ತು ಸಿಟ್ರೇಟ್ ಅನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಮುಂದಿನ ಅಸಿಟಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಶೇಷದೊಂದಿಗೆ ಸಾಂದ್ರೀಕರಿಸಬಹುದು.

ಹೀಗಾಗಿ, ಕ್ರೆಬ್ಸ್ ಚಕ್ರದ ಒಟ್ಟು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನ ಸಮೀಕರಣದಿಂದ ವಿವರಿಸಬಹುದು:

ಅಸೆಟೈಲ್-CoA + 3NAD + + FAD + GDP + Ph n +3H 2 O --> 2CO 2 + 3NADH + 3H + + FADH 2 + GTP + CoA

ಅಸಿಟೈಲ್-CoA ಯ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುವ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು GTP ಯ ಒಂದು ಅಣುವಿನ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ (ಅದನ್ನು ATP ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಬಹುದು) ಮತ್ತು ನಾಲ್ಕು ಸಮಾನತೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವ ಅಣುಗಳು (NADH ನ 3 ಅಣುಗಳು ಮತ್ತು ಒಂದು FADH 2), ಇದನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು. ವಿವಿಧ ಜೈವಿಕ ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು ಅಥವಾ ಆಕ್ಸಿಡೀಕೃತ. ಅವುಗಳ ಮತ್ತಷ್ಟು ಉತ್ಕರ್ಷಣವು ಮೈಟೊಕಾಂಡ್ರಿಯದ ಉಸಿರಾಟದ ಸರಪಳಿಯಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ, ಆಂತರಿಕ ಮೈಟೊಕಾಂಡ್ರಿಯದ ಪೊರೆಯಲ್ಲಿ ಸ್ಥಳೀಕರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಮೈಟೊಕಾಂಡ್ರಿಯದ ಉಸಿರಾಟದ ಸರಪಳಿಯ "ಕೆಲಸ" NADH ನ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣವಾಗಿದೆ, ಅಂದರೆ. ಅದರಿಂದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು "ಹರಿದುಬಿಡುವುದು" ಮತ್ತು ಅವುಗಳನ್ನು ಆಮ್ಲಜನಕದ ಅಣುವಿಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸುವುದು. ಏರೋಬಿಕ್ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದಲ್ಲಿ, ಉಸಿರಾಟದ ಸರಪಳಿಯು ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಪೊರೆಯ ವಿಶೇಷ ರಚನೆಗಳಲ್ಲಿ ಇದೆ - ಮೆಸೊಸೋಮ್ಗಳು, ಮತ್ತು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಮೈಟೊಕಾಂಡ್ರಿಯಾದ ಉಸಿರಾಟದ ಸರಪಳಿಯನ್ನು ಹೋಲುತ್ತದೆ.

ಮೈಟೊಕಾಂಡ್ರಿಯದ ಉಸಿರಾಟದ ಸರಪಳಿಯಲ್ಲಿ NADH ನ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣದೊಂದಿಗೆ ಪ್ರಾರಂಭವಾಗುತ್ತದೆ, ಜೊತೆಗೆ ಎರಡು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರೋಟಾನ್ (H +) ಅನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಅಂತಿಮ ಸ್ವೀಕಾರಕ O2 ಆಗಿದೆ, ಇದು H2O ಅನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್‌ನಲ್ಲಿರುವ H+ ಅಯಾನುಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸುತ್ತದೆ.

NADH ನ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣವು NADH ಡಿಹೈಡ್ರೋಜಿನೇಸ್ ಎಂಬ ಕಿಣ್ವದಿಂದ ಪ್ರಾರಂಭವಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಎರಡು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಮತ್ತು ಅದರಿಂದ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಅನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕುತ್ತದೆ, ಅದು ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್‌ಗೆ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುತ್ತದೆ.NADH ಅಣುವಿನಿಂದ ವಿಭಜನೆಯಾದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯೋಣ. NADH ಡಿಹೈಡ್ರೋಜಿನೇಸ್ ಒಂದು ದೊಡ್ಡ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಪ್ರೋಟೀನ್‌ಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಒಂದು ಸಂಕೀರ್ಣ ಸಂಕೀರ್ಣವಾಗಿದೆ (ಸುಮಾರು 40), ಮತ್ತು ಫ್ಲಾವಿನ್ ಮಾನೋನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಟೈಡ್ ಮತ್ತು ಹಲವಾರು ಕಬ್ಬಿಣ-ಸಲ್ಫರ್ ಕ್ಲಸ್ಟರ್‌ಗಳನ್ನು ಸಹಕಿಣ್ವಗಳಾಗಿ ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಈ ಕೋಎಂಜೈಮ್‌ಗಳ ಸಹಾಯದಿಂದ, NADH ನಿಂದ ಹರಿದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಮೈಟೊಕಾಂಡ್ರಿಯದ ಪೊರೆಯಲ್ಲಿ ಕರಗಿದ ಕಡಿಮೆ-ಆಣ್ವಿಕ ಹೈಡ್ರೋಫೋಬಿಕ್ ಸಂಯುಕ್ತಕ್ಕೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ - ಕೋಎಂಜೈಮ್ ಕ್ಯೂ (ಯುಬಿಕ್ವಿನೋನ್), ಇದು ಅವುಗಳನ್ನು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ವಾಹಕಗಳ ಸರಪಳಿಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸುತ್ತದೆ - ಸೈಟೋಕ್ರೋಮ್‌ಗಳು. ಸೈಟೋಕ್ರೋಮ್‌ಗಳು ಹೀಮ್-ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಪ್ರೋಟೀನ್‌ಗಳಾಗಿವೆ (ಅವುಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಹೀಮ್ ಹಿಮೋಗ್ಲೋಬಿನ್ನ ಹೀಮ್ ಅನ್ನು ಹೋಲುತ್ತದೆ). ಹೀಮ್‌ನಲ್ಲಿ ಸೇರಿಸಲಾದ ಕಬ್ಬಿಣದ ಪರಮಾಣುವಿನ ವೇಲೆನ್ಸಿಯನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುವ ಮೂಲಕ, ಅವರು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಅನ್ನು ಹಿಮ್ಮುಖವಾಗಿ ಜೋಡಿಸಲು ಮತ್ತು ದಾನ ಮಾಡಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ (Fe 3+ + e - --> Fe 2+ ಮತ್ತು ನಂತರ Fe 2+ - e - --> Fe 3+ ) ಕೋಎಂಜೈಮ್ ಕ್ಯೂ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಸೈಟೋಕ್ರೋಮ್‌ಗಳು ಬಿ ಮತ್ತು ಸಿ 1 ಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅವುಗಳಿಂದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಸೈಟೋಕ್ರೋಮ್ ಸಿ ಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು ಪ್ರತಿಯಾಗಿ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಸೈಟೋಕ್ರೋಮ್‌ಗಳಿಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಎ 3 (ಸೈಟೋಕ್ರೋಮ್ ಆಕ್ಸಿಡೇಸ್, ಈ ಕಿಣ್ವದಲ್ಲಿ ತಾಮ್ರದ ಅಯಾನುಗಳು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ವರ್ಗಾವಣೆಯಲ್ಲಿ ಭಾಗವಹಿಸುತ್ತವೆ), ಇದು ಅವುಗಳನ್ನು ಅಂತಿಮ ಸ್ವೀಕಾರಕಕ್ಕೆ ವರ್ಗಾಯಿಸುತ್ತದೆ - ಆಣ್ವಿಕ ಆಮ್ಲಜನಕ (O 2).

NADH ನಿಂದ "ತೆಗೆದುಕೊಂಡ" ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಉಸಿರಾಟದ ಸರಪಳಿಯಲ್ಲಿ ವಾಹಕದಿಂದ ವಾಹಕಕ್ಕೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಅವುಗಳ ಕಡಿತ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಕಳೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಈ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ಬಿಡುಗಡೆಯಾದ ಶಕ್ತಿಯ ಒಂದು ಭಾಗವು ಶಾಖದ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಕರಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ, ಹೆಚ್ಚುವರಿಯಾಗಿ, ಹಲವಾರು ಹಂತಗಳಲ್ಲಿ ಅವುಗಳ ವರ್ಗಾವಣೆಯಿಂದಾಗಿ ಒಳಗಿನ ಮೈಟೊಕಾಂಡ್ರಿಯದ ಪೊರೆಯ ಮೇಲೆ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳಲ್ಲಿ (ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಸಂಭಾವ್ಯ) ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸಲು ಶಕ್ತಿಯ ಭಾಗವನ್ನು ಖರ್ಚು ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಉಸಿರಾಟದ ಸರಪಳಿಯ (ಇಂಟರ್‌ಫೇಸ್ ಪಾಯಿಂಟ್‌ಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ) ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್‌ನಿಂದ ಇಂಟರ್‌ಮೆಂಬರೇನ್ ಸ್ಪೇಸ್‌ಗೆ.

NADH ನಿಂದ ಆಮ್ಲಜನಕಕ್ಕೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ವರ್ಗಾವಣೆಯು ಮೈಟೊಕಾಂಡ್ರಿಯದ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್‌ನಿಂದ ಇಂಟರ್‌ಮೆಂಬರೇನ್ ಜಾಗಕ್ಕೆ ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳ "ಪಂಪಿಂಗ್" ಜೊತೆಗೆ ಇರುತ್ತದೆ ಎಂಬ ಅಂಶದ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳಲ್ಲಿನ ಈ ವ್ಯತ್ಯಾಸವು ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ.

ಮೊದಲನೆಯದಾಗಿ, NADH ಅನ್ನು NADH ಡಿಹೈಡ್ರೋಜಿನೇಸ್‌ನಿಂದ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಿಸಿದಾಗ, ಅದು ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್‌ನಿಂದ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುತ್ತದೆ.ನನ್ನ ಬಳಿ ಕನಿಷ್ಠ 4 ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳಿವೆ. ಎರಡನೆಯದಾಗಿ, NADH ಡಿಹೈಡ್ರೋಜಿನೇಸ್‌ನಿಂದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಸ್ವೀಕರಿಸುವ ಸಹಕಿಣ್ವ Q, ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್‌ನಿಂದ 2 H + ಅನ್ನು ಸೆರೆಹಿಡಿಯುತ್ತದೆ; ಸೈಟೋಕ್ರೋಮ್‌ಗಳು ಬಿ ಮತ್ತು ಸಿ 1 ರ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಈ ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳು ಇಂಟರ್‌ಮೆಂಬ್ರೇನ್ ಜಾಗಕ್ಕೆ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಕ್ಯೂ-ಸೈಕಲ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಕೆಲಸದಿಂದಾಗಿ, ಈ ಪ್ರಮಾಣವು ಮತ್ತೊಂದು 2 ಎಚ್ + ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಮೂರನೆಯದಾಗಿ, ಸೈಟೋಕ್ರೋಮ್ ಆಕ್ಸಿಡೇಸ್ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಮೈಟೊಕಾಂಡ್ರಿಯಾದಿಂದ 2 ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳು ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುತ್ತವೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, NADH ನ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣವು ಮೈಟೊಕಾಂಡ್ರಿಯದ ಪೊರೆಯ ಮೂಲಕ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್‌ನಿಂದ ಕನಿಷ್ಠ 10 ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳ ವರ್ಗಾವಣೆಯೊಂದಿಗೆ ಇರುತ್ತದೆ. FADN 2 ರ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಅದರಿಂದ ತೆಗೆದುಹಾಕಲಾದ 2 ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು 2 ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ಕೋಎಂಜೈಮ್ Q ಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ, FADN 2 ರ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಮೈಟೊಕಾಂಡ್ರಿಯದ ಪೊರೆಯ ಮೂಲಕ ಕೇವಲ 6 ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳನ್ನು ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಮೈಟೊಕಾಂಡ್ರಿಯದ ಉಸಿರಾಟದ ಸರಪಳಿಯ ಕೆಲಸದ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ಇಂಟರ್ಮೆಂಬ್ರೇನ್ ಜಾಗದಲ್ಲಿ H + ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಅವುಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಮೀರಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಮೈಟೊಕಾಂಡ್ರಿಯಾಕ್ಕೆ ನಿರ್ದೇಶಿಸಲಾದ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಗ್ರೇಡಿಯಂಟ್ ಅನ್ನು ರಚಿಸುತ್ತದೆ. ಮೈಟೊಕಾಂಡ್ರಿಯದ ಪೊರೆಯು ಅವರಿಗೆ ಅಗ್ರಾಹ್ಯವಾಗಿದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಇದನ್ನು ಜಲಾಶಯದಲ್ಲಿ ನೀರನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಜಲವಿದ್ಯುತ್ ಅಣೆಕಟ್ಟಿಗೆ ಹೋಲಿಸಬಹುದು. ಈ ಗ್ರೇಡಿಯಂಟ್‌ನಿಂದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಕಿಣ್ವವು ಬಳಸುತ್ತದೆ ಎಟಿಪಿ ಸಿಂಥೆಟೇಸ್ , ಇದು H + ಅಯಾನುಗಳನ್ನು ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್‌ಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ADP ಮತ್ತು Ph n ನಿಂದ ATP ಯನ್ನು ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸುತ್ತದೆ.

ATP ಯ 1 ಅಣುವನ್ನು ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಲು, ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಗ್ರೇಡಿಯಂಟ್ ಜೊತೆಗೆ 3 H + ಅಯಾನುಗಳನ್ನು ಮೈಟೊಕಾಂಡ್ರಿಯಾಕ್ಕೆ ವರ್ಗಾಯಿಸುವುದು ಅವಶ್ಯಕ, ಆದ್ದರಿಂದ, NADH ನ 1 ಅಣುವಿನ ಉತ್ಕರ್ಷಣದಿಂದಾಗಿ, ATP ಯ 3 ಅಣುಗಳನ್ನು ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು 1 ರ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣದ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ FADH ಅಣು, ATP ಯ 2 ಅಣುಗಳನ್ನು ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಬಹುದು.

ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಪ್ರೋಟಾನ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಗ್ರೇಡಿಯಂಟ್‌ನ ಶಕ್ತಿಯ ಭಾಗವನ್ನು ಒಳಗಿನ ಮೈಟೊಕಾಂಡ್ರಿಯದ ಪೊರೆಯ ಮೂಲಕ ವಿವಿಧ ವಸ್ತುಗಳ ವರ್ಗಾವಣೆಗೆ ಖರ್ಚು ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಎಟಿಪಿ ಸಿಂಥೆಟೇಸ್ ಎಂಬ ಕಿಣ್ವದಿಂದ ಮೈಟೊಕಾಂಡ್ರಿಯಾದಲ್ಲಿ ಎಟಿಪಿಯ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯನ್ನು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ ಆಕ್ಸಿಡೇಟಿವ್ ಫಾಸ್ಫೊರಿಲೇಷನ್ , ಸಾವಯವ ತಲಾಧಾರಗಳ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣದೊಂದಿಗೆ ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಸಂಪರ್ಕವನ್ನು ಒತ್ತಿಹೇಳುತ್ತದೆ.

ಹೀಗಾಗಿ, ಕಾರ್ಬನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಮತ್ತು ನೀರಿಗೆ ಗ್ಲೂಕೋಸ್ನ ಸಂಪೂರ್ಣ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣದ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ ಎಟಿಪಿ ರಚನೆಯಾಗುತ್ತದೆ - 38 ಅಣುಗಳು. ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಎರಡು ಗ್ಲೈಕೋಲಿಸಿಸ್ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಲ್ಪಡುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಉಳಿದ 36 ಪೈರುವೇಟ್ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಲ್ಪಡುತ್ತವೆ. ಮೊದಲನೆಯದಾಗಿ, ಗ್ಲೈಕೋಲಿಸಿಸ್‌ನಲ್ಲಿ, ಪೈರುವೇಟ್‌ನ ಒಂದು ಅಣುವು ರೂಪುಗೊಂಡಾಗ, NADH ನ ಅಣುವು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಮೈಟೊಕಾಂಡ್ರಿಯಾದಲ್ಲಿ ಅದರ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣವು ATP ಯ 3 ಅಣುಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಎರಡನೆಯದಾಗಿ, ಪೈರುವೇಟ್ ಡಿಕಾರ್ಬಾಕ್ಸಿಲೇಟೆಡ್ ಮತ್ತು ಅಸಿಟೈಲ್-CoA ರೂಪುಗೊಂಡಾಗ, ಇನ್ನೂ ಒಂದು NADH ಅಣು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ (3 ಹೆಚ್ಚು ATP ಅಣುಗಳು). ಮೂರನೆಯದಾಗಿ, ಕ್ರೆಬ್ಸ್ ಚಕ್ರದಲ್ಲಿ, NADH ನ 3 ಅಣುಗಳು (ಇದು ATP ಯ 9 ಅಣುಗಳು), FADH 2 ನ 1 ಅಣು (ATP ಯ 2 ಹೆಚ್ಚು ಅಣುಗಳು) ಮತ್ತು 1 GTP ಅಣು (ಅದರ ಟರ್ಮಿನಲ್ ಹೈ-ಎನರ್ಜಿ ಫಾಸ್ಫೇಟ್ ಅನ್ನು ADP ಯೊಂದಿಗೆ ವಿನಿಮಯ ಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಇದು ATP ಯ 1 ಹೆಚ್ಚಿನ ಅಣುವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ). ಹೀಗಾಗಿ, ಗ್ಲೈಕೋಲಿಸಿಸ್‌ನಲ್ಲಿ ರೂಪುಗೊಂಡ 1 NADH ಅಣು ಮತ್ತು 1 ಪೈರುವೇಟ್ ಅಣುವಿನ ಸಂಪೂರ್ಣ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣವು ಕ್ರಮವಾಗಿ 18 ATP ಅಣುಗಳನ್ನು ಮತ್ತು ಎರಡು - 36 ATP ಅಣುಗಳನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. ಗ್ಲೈಕೋಲಿಸಿಸ್ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ರೂಪುಗೊಂಡ 2 ಎಟಿಪಿ ಅಣುಗಳನ್ನು ಗಣನೆಗೆ ತೆಗೆದುಕೊಂಡು, ಸೆಲ್ಯುಲಾರ್ ಉಸಿರಾಟದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಬನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಮತ್ತು ನೀರಿಗೆ ಗ್ಲೂಕೋಸ್ನ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣದ ಒಟ್ಟು ಶಕ್ತಿಯ ಇಳುವರಿ 38 ಎಟಿಪಿ ಅಣುಗಳು .

ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಅಂತಿಮ ಸಮೀಕರಣವು ಈ ರೀತಿ ಕಾಣುತ್ತದೆ:

C 6 H 12 O 6 + 6O 2 + 38ADP + 38P n --> 6CO 2 + 6H 2 O + 38ATP

ಕಾರ್ಬನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಮತ್ತು ನೀರಿಗೆ ಗ್ಲುಕೋಸ್ನ ಸಂಪೂರ್ಣ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣದ ದಕ್ಷತೆಯು ತುಂಬಾ ಹೆಚ್ಚಾಗಿದೆ: ಬಿಡುಗಡೆಯಾದ ಶಕ್ತಿಯ 55 ರಿಂದ 70% ವರೆಗೆ (ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ) ಎಟಿಪಿ ಅಣುಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಬಂಧಗಳ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ; ಉಳಿದ ಶಕ್ತಿಯು ಶಾಖವಾಗಿ ಹರಡುತ್ತದೆ. ಹೀಗಾಗಿ, ಶಕ್ತಿಯ ಚಯಾಪಚಯ ಕ್ರಿಯೆಗಳ ಮುಖ್ಯ ಉತ್ಪನ್ನ ಎಟಿಪಿ.

ಈ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಇಂಗಾಲವು ವಾತಾವರಣದ ಆಮ್ಲಜನಕದಿಂದ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ (ಇಂಗಾಲವು ಮೀಥೇನ್ (CH 4) ನಲ್ಲಿ ಗರಿಷ್ಠವಾಗಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇಂಗಾಲದ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ (CO 2) ನಲ್ಲಿ ಗರಿಷ್ಠವಾಗಿ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಇದು ಶಾಖದ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿಯ ಬಿಡುಗಡೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಏರೋಬಿಕ್ ಜೀವಿಗಳ ಜೀವಂತ ಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ ಇದೇ ರೀತಿಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಇದು ಹಲವಾರು ಗಮನಾರ್ಹ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.

ಶಕ್ತಿ ಚಯಾಪಚಯ(ಕ್ಯಾಟಾಬಲಿಸಮ್, ಅಸಮಾನತೆ) - ಶಕ್ತಿಯ ಬಿಡುಗಡೆಯೊಂದಿಗೆ ಸಾವಯವ ಪದಾರ್ಥಗಳ ವಿಭಜನೆಯ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳ ಒಂದು ಸೆಟ್. ಸಾವಯವ ಪದಾರ್ಥಗಳ ವಿಭಜನೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಬಿಡುಗಡೆಯಾದ ಶಕ್ತಿಯು ಕೋಶದಿಂದ ತಕ್ಷಣವೇ ಬಳಸಲ್ಪಡುವುದಿಲ್ಲ, ಆದರೆ ATP ಮತ್ತು ಇತರ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಸಂಯುಕ್ತಗಳ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ. ಎಟಿಪಿ ಜೀವಕೋಶದ ಶಕ್ತಿಯ ಸಾರ್ವತ್ರಿಕ ಮೂಲವಾಗಿದೆ. ಎಟಿಪಿ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ಎಲ್ಲಾ ಜೀವಿಗಳ ಜೀವಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ ಫಾಸ್ಫೊರಿಲೇಷನ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಮೂಲಕ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ - ಎಡಿಪಿಗೆ ಅಜೈವಿಕ ಫಾಸ್ಫೇಟ್ ಅನ್ನು ಸೇರಿಸುವುದು.

ಯು ಏರೋಬಿಕ್ಜೀವಿಗಳು (ಆಮ್ಲಜನಕ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ ವಾಸಿಸುವ) ಶಕ್ತಿಯ ಚಯಾಪಚಯ ಕ್ರಿಯೆಯ ಮೂರು ಹಂತಗಳನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸುತ್ತದೆ: ಪೂರ್ವಸಿದ್ಧತೆ, ಆಮ್ಲಜನಕ-ಮುಕ್ತ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲಜನಕ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ; ನಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲಜನಕರಹಿತಜೀವಿಗಳು (ಆಮ್ಲಜನಕ-ಮುಕ್ತ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ ವಾಸಿಸುವ) ಮತ್ತು ಆಮ್ಲಜನಕದ ಕೊರತೆಯೊಂದಿಗೆ ಏರೋಬಿಕ್ - ಎರಡು ಹಂತಗಳು: ಪೂರ್ವಸಿದ್ಧತೆ, ಆಮ್ಲಜನಕ-ಮುಕ್ತ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ.

ಪೂರ್ವಸಿದ್ಧತಾ ಹಂತ

ಇದು ಸಂಕೀರ್ಣ ಸಾವಯವ ಪದಾರ್ಥಗಳ ಎಂಜೈಮ್ಯಾಟಿಕ್ ವಿಭಜನೆಯನ್ನು ಸರಳವಾಗಿ ಒಳಗೊಂಡಿದೆ: ಪ್ರೋಟೀನ್ ಅಣುಗಳು - ಅಮೈನೋ ಆಮ್ಲಗಳು, ಕೊಬ್ಬುಗಳು - ಗ್ಲಿಸರಾಲ್ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಬಾಕ್ಸಿಲಿಕ್ ಆಮ್ಲಗಳು, ಕಾರ್ಬೋಹೈಡ್ರೇಟ್ಗಳು - ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಆಗಿ, ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಿಕ್ ಆಮ್ಲಗಳು - ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಟೈಡ್ಗಳಾಗಿ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಆಣ್ವಿಕ ತೂಕದ ಸಾವಯವ ಸಂಯುಕ್ತಗಳ ವಿಭಜನೆಯನ್ನು ಜೀರ್ಣಾಂಗವ್ಯೂಹದ ಕಿಣ್ವಗಳಿಂದ ಅಥವಾ ಲೈಸೋಸೋಮ್ ಕಿಣ್ವಗಳಿಂದ ನಡೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ಬಿಡುಗಡೆಯಾದ ಎಲ್ಲಾ ಶಕ್ತಿಯು ಶಾಖದ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಹರಡುತ್ತದೆ. ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಸಣ್ಣ ಸಾವಯವ ಅಣುಗಳನ್ನು "ಕಟ್ಟಡ ಸಾಮಗ್ರಿಗಳು" ಎಂದು ಬಳಸಬಹುದು ಅಥವಾ ಮತ್ತಷ್ಟು ವಿಭಜಿಸಬಹುದು.

ಅನಾಕ್ಸಿಕ್ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ, ಅಥವಾ ಗ್ಲೈಕೋಲಿಸಿಸ್

ಈ ಹಂತವು ಪೂರ್ವಸಿದ್ಧತಾ ಹಂತದಲ್ಲಿ ರೂಪುಗೊಂಡ ಸಾವಯವ ಪದಾರ್ಥಗಳ ಮತ್ತಷ್ಟು ಸ್ಥಗಿತವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ, ಜೀವಕೋಶದ ಸೈಟೋಪ್ಲಾಸಂನಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲಜನಕದ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯ ಅಗತ್ಯವಿರುವುದಿಲ್ಲ. ಜೀವಕೋಶದಲ್ಲಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಮುಖ್ಯ ಮೂಲವೆಂದರೆ ಗ್ಲೂಕೋಸ್. ಆಮ್ಲಜನಕ-ಮುಕ್ತ ಗ್ಲೂಕೋಸ್ನ ಅಪೂರ್ಣ ವಿಭಜನೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ - ಗ್ಲೈಕೋಲಿಸಿಸ್.

ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ನಷ್ಟವನ್ನು ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಗಳಿಕೆಯನ್ನು ಕಡಿತ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ದಾನಿಯು ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸ್ವೀಕರಿಸುವವನು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ.

ಜೀವಕೋಶಗಳಲ್ಲಿನ ಜೈವಿಕ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣವು ಆಮ್ಲಜನಕದ ಭಾಗವಹಿಸುವಿಕೆಯೊಂದಿಗೆ ಸಂಭವಿಸಬಹುದು ಎಂದು ಗಮನಿಸಬೇಕು:

A + O 2 → AO 2,

ಮತ್ತು ಅವನ ಭಾಗವಹಿಸುವಿಕೆ ಇಲ್ಲದೆ, ಒಂದು ವಸ್ತುವಿನಿಂದ ಇನ್ನೊಂದಕ್ಕೆ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಪರಮಾಣುಗಳ ವರ್ಗಾವಣೆಯಿಂದಾಗಿ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, "A" ವಸ್ತುವು "B" ವಸ್ತುವಿನ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ:

AN 2 + B → A + VN 2

ಅಥವಾ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ವರ್ಗಾವಣೆಯ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಡೈವಲೆಂಟ್ ಕಬ್ಬಿಣವು ಫೆರಿಕ್ ಆಗಿ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ:

Fe 2+ → Fe 3+ + e - .

ಗ್ಲೈಕೋಲಿಸಿಸ್ ಒಂದು ಸಂಕೀರ್ಣ ಬಹು-ಹಂತದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿದ್ದು ಅದು ಹತ್ತು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಅನ್ನು ನಿರ್ಜಲೀಕರಣಗೊಳಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕೋಎಂಜೈಮ್ NAD + (ನಿಕೋಟಿನಮೈಡ್ ಅಡೆನಿನ್ ಡೈನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೊಟೈಡ್) ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಸ್ವೀಕಾರಕವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಕಿಣ್ವಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳ ಸರಣಿಯ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ಗ್ಲುಕೋಸ್ ಅನ್ನು ಪೈರುವಿಕ್ ಆಮ್ಲದ (PVA) ಎರಡು ಅಣುಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಒಟ್ಟು 2 ATP ಅಣುಗಳು ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ವಾಹಕದ NADH 2 ರ ಕಡಿಮೆ ರೂಪವು ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ:

C 6 H 12 O 6 + 2ADP + 2H 3 PO 4 + 2NAD + → 2C 3 H 4 O 3 + 2ATP + 2H 2 O + 2NAD H 2.

PVC ಯ ಮುಂದಿನ ಭವಿಷ್ಯವು ಜೀವಕೋಶದಲ್ಲಿನ ಆಮ್ಲಜನಕದ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ. ಆಮ್ಲಜನಕವಿಲ್ಲದಿದ್ದರೆ, ಯೀಸ್ಟ್ ಮತ್ತು ಸಸ್ಯಗಳಲ್ಲಿ ಆಲ್ಕೊಹಾಲ್ಯುಕ್ತ ಹುದುಗುವಿಕೆ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ, ಈ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಅಸೆಟಾಲ್ಡಿಹೈಡ್ ಮೊದಲು ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಂತರ ಈಥೈಲ್ ಆಲ್ಕೋಹಾಲ್:

1. C 3 H 4 O 3 → CO 2 + CH 3 COH,
2. CH 3 ಸನ್ + NADH 2 → C 2 H 5 OH + NAD +.

ಪ್ರಾಣಿಗಳು ಮತ್ತು ಕೆಲವು ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳಲ್ಲಿ, ಆಮ್ಲಜನಕದ ಕೊರತೆಯಿರುವಾಗ, ಲ್ಯಾಕ್ಟಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ರಚನೆಯೊಂದಿಗೆ ಲ್ಯಾಕ್ಟಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಹುದುಗುವಿಕೆ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ:

C 3 H 4 O 3 + NADH 2 → C 3 H 6 O 3 + NAD +.

ಒಂದು ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಅಣುವಿನ ಗ್ಲೈಕೋಲಿಸಿಸ್ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, 200 kJ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುತ್ತದೆ, ಅದರಲ್ಲಿ 120 kJ ಶಾಖವಾಗಿ ಹರಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು 80% ಎಟಿಪಿ ಬಂಧಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹವಾಗುತ್ತದೆ.

ಆಮ್ಲಜನಕ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ, ಅಥವಾ ಉಸಿರಾಟ

ಇದು ಪೈರುವಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಸಂಪೂರ್ಣ ವಿಘಟನೆಯಲ್ಲಿ ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ, ಮೈಟೊಕಾಂಡ್ರಿಯಾದಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲಜನಕದ ಕಡ್ಡಾಯ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ.

ಪೈರುವಿಕ್ ಆಮ್ಲವನ್ನು ಮೈಟೊಕಾಂಡ್ರಿಯಾಕ್ಕೆ ಸಾಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ (ಮೈಟೊಕಾಂಡ್ರಿಯದ ರಚನೆ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯಗಳು - ಉಪನ್ಯಾಸ ಸಂಖ್ಯೆ 7). ಇಲ್ಲಿ, PVC ಯ ಡಿಹೈಡ್ರೋಜನೀಕರಣ (ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ನಿರ್ಮೂಲನೆ) ಮತ್ತು ಡಿಕಾರ್ಬಾಕ್ಸಿಲೇಷನ್ (ಕಾರ್ಬನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ನಿರ್ಮೂಲನೆ) ಎರಡು-ಕಾರ್ಬನ್ ಅಸಿಟೈಲ್ ಗುಂಪಿನ ರಚನೆಯೊಂದಿಗೆ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಕ್ರೆಬ್ಸ್ ಸೈಕಲ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು ಎಂಬ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳ ಚಕ್ರಕ್ಕೆ ಪ್ರವೇಶಿಸುತ್ತದೆ. ಮತ್ತಷ್ಟು ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣವು ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ, ಡಿಹೈಡ್ರೋಜನೀಕರಣ ಮತ್ತು ಡಿಕಾರ್ಬಾಕ್ಸಿಲೇಷನ್ಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದೆ. ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ನಾಶವಾದ ಪ್ರತಿ PVC ಅಣುವಿಗೆ, ಮೂರು CO 2 ಅಣುಗಳನ್ನು ಮೈಟೊಕಾಂಡ್ರಿಯನ್‌ನಿಂದ ತೆಗೆದುಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ; ಐದು ಜೋಡಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಪರಮಾಣುಗಳು ವಾಹಕಗಳೊಂದಿಗೆ (4NAD·H 2, FAD·H 2), ಹಾಗೆಯೇ ಒಂದು ATP ಅಣುವಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿರುತ್ತವೆ.

ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಮತ್ತು ಇಂಗಾಲದ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್‌ಗೆ ಮೈಟೊಕಾಂಡ್ರಿಯಾದಲ್ಲಿ ಗ್ಲೈಕೋಲಿಸಿಸ್ ಮತ್ತು ಪಿವಿಸಿ ನಾಶದ ಒಟ್ಟಾರೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಹೀಗಿದೆ:

C 6 H 12 O 6 + 6 H 2 O → 6 CO 2 + 4 ATP + 12 H 2.

ಗ್ಲೈಕೋಲಿಸಿಸ್ನ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಎರಡು ಎಟಿಪಿ ಅಣುಗಳು ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ, ಎರಡು - ಕ್ರೆಬ್ಸ್ ಚಕ್ರದಲ್ಲಿ; ಗ್ಲೈಕೋಲಿಸಿಸ್ನ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಎರಡು ಜೋಡಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಪರಮಾಣುಗಳು (2NADH2) ರೂಪುಗೊಂಡವು, ಹತ್ತು ಜೋಡಿಗಳು - ಕ್ರೆಬ್ಸ್ ಚಕ್ರದಲ್ಲಿ.

ಕೊನೆಯ ಹಂತವು ಎಡಿಪಿಯಿಂದ ಎಟಿಪಿಗೆ ಏಕಕಾಲಿಕ ಫಾಸ್ಫೊರಿಲೇಷನ್ ಜೊತೆಗೆ ನೀರಿಗೆ ಆಮ್ಲಜನಕದ ಭಾಗವಹಿಸುವಿಕೆಯೊಂದಿಗೆ ಜೋಡಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಪರಮಾಣುಗಳ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣವಾಗಿದೆ. ಮೈಟೊಕಾಂಡ್ರಿಯಾದ ಒಳ ಪೊರೆಯಲ್ಲಿರುವ ಉಸಿರಾಟದ ಸರಪಳಿಯ ಮೂರು ದೊಡ್ಡ ಕಿಣ್ವ ಸಂಕೀರ್ಣಗಳಿಗೆ (ಫ್ಲೇವೊಪ್ರೋಟೀನ್‌ಗಳು, ಕೋಎಂಜೈಮ್‌ಗಳು ಕ್ಯೂ, ಸೈಟೋಕ್ರೋಮ್‌ಗಳು) ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಹೈಡ್ರೋಜನ್‌ನಿಂದ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಮೈಟೊಕಾಂಡ್ರಿಯದ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲಜನಕದೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸುತ್ತದೆ:

O 2 + e - → O 2 - .

ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಮೈಟೊಕಾಂಡ್ರಿಯದ ಇಂಟರ್‌ಮೆಂಬರೇನ್ ಜಾಗಕ್ಕೆ, "ಪ್ರೋಟಾನ್ ಜಲಾಶಯ" ಕ್ಕೆ ಪಂಪ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಒಳಗಿನ ಪೊರೆಯು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅಯಾನುಗಳಿಗೆ ಅಗ್ರಾಹ್ಯವಾಗಿದೆ; ಒಂದು ಕಡೆ ಅದು ಋಣಾತ್ಮಕವಾಗಿ (O 2 ಕಾರಣದಿಂದ) ಚಾರ್ಜ್ ಆಗುತ್ತದೆ, ಮತ್ತೊಂದೆಡೆ - ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿ (H + ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ). ಒಳ ಪೊರೆಯಾದ್ಯಂತ ಸಂಭಾವ್ಯ ವ್ಯತ್ಯಾಸವು 200 mV ತಲುಪಿದಾಗ, ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳು ATP ಸಿಂಥೆಟೇಸ್ ಕಿಣ್ವ ಚಾನಲ್ ಮೂಲಕ ಹಾದು ಹೋಗುತ್ತವೆ, ATP ರಚನೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸೈಟೋಕ್ರೋಮ್ ಆಕ್ಸಿಡೇಸ್ ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು ನೀರಿಗೆ ತಗ್ಗಿಸಲು ವೇಗವರ್ಧಿಸುತ್ತದೆ. ಹೀಗಾಗಿ, ಹನ್ನೆರಡು ಜೋಡಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಪರಮಾಣುಗಳ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣದ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, 34 ಎಟಿಪಿ ಅಣುಗಳು ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ.