La dégradation du glucose pour libérer l'énergie est un processus complexe appelé respiration cellulaire . Il se produit dans le cytoplasme et les mitochondries des cellules et peut être résumé en quatre étapes principales:
1. Glycolyse (cytoplasme)
* Entrée: Glucose (sucre à 6 carbones)
* sortie: 2 molécules de pyruvate (sucre à 3 carbones), 2 ATP (énergie) et 2 NADH (transporteur d'électrons)
* Processus: Le glucose est décomposé en deux molécules de pyruvate à travers une série de réactions enzymatiques. Ce processus génère une petite quantité d'ATP et de NADH, qui sera utilisé à des stades ultérieurs.
2. Oxydation du pyruvate (matrice mitochondriale)
* Entrée: 2 molécules de pyruvate
* sortie: 2 acétyl-CoA (unité 2-carbone), 2 CO2 et 2 NADH
* Processus: Le pyruvate entre dans les mitochondries et est converti en acétyl-CoA. Ce processus libère du dioxyde de carbone et génère NADH.
3. Cycle d'acide citrique (cycle Krebs) (matrice mitochondriale)
* Entrée: 2 acétyl-CoA
* sortie: 4 CO2, 6 NADH, 2 FADH2 (transporteur d'électrons) et 2 ATP
* Processus: L'acétyl-CoA entre dans le cycle de l'acide citrique, une série de réactions qui génèrent des porteurs d'électrons (NADH et FADH2) et une petite quantité d'ATP. Le dioxyde de carbone est libéré sous forme de sous-produit.
4. Phosphorylation oxydative (membrane interne mitochondriale)
* Entrée: Nadh et Fadh2
* sortie: ~ 32 ATP et eau
* Processus: Les transporteurs d'électrons (NADH et FADH2) donnent des électrons à la chaîne de transport d'électrons. Au fur et à mesure que les électrons se déplacent dans la chaîne, l'énergie est libérée, qui est utilisée pour pomper des protons à travers la membrane mitochondriale, créant un gradient de concentration. Ce gradient entraîne la production d'ATP par ATP synthase, une protéine intégrée dans la membrane.
Rendement énergétique global:
La dégradation complète d'une molécule de glucose donne environ 38 molécules ATP .
Remarques importantes:
* Respiration anaérobie: En l'absence d'oxygène, les cellules peuvent toujours générer de l'énergie grâce à un processus appelé respiration anaérobie. Ce processus produit de l'acide lactique ou de l'éthanol comme sous-produit, et son rendement ATP est significativement inférieur à la respiration aérobie.
* Régulation: La respiration cellulaire est étroitement régulée par divers mécanismes pour assurer une production d'énergie efficace et maintenir l'homéostasie cellulaire.
* Autres sources d'énergie: Bien que le glucose soit la principale source de carburant pour la respiration cellulaire, d'autres molécules comme les graisses et les protéines peuvent également être décomposées pour générer de l'énergie.
Résumé:
La respiration cellulaire est un processus vital qui permet aux organismes d'extraire l'énergie du glucose et de l'utiliser pour diverses activités cellulaires. La dégradation du glucose se produit en quatre étapes, impliquant une série de réactions enzymatiques qui génèrent de l'ATP, la principale monnaie énergétique de la cellule.
