एरोबिक श्वसन में एटीपी संश्लेषण: प्रत्येक चरण पर तथ्य

सभी जीवित प्रजातियां जीवन प्रक्रिया के लिए श्वसन से मुक्त होने वाली ऊर्जा का उपयोग करती हैं। इसके दो प्रकार हैं।

एंजाइम कोशिका घटकों का एक हिस्सा हैं। एरोबिक श्वसन में एटीपी संश्लेषण की प्रक्रिया निम्न तरीकों से होती है-

पक्षियों और स्तनधारियों को शरीर में एक स्थिर तापमान पर अपनी ऊर्जा बनाए रखने की आवश्यकता होती है। इस प्रकार कोशिका विभाजन के लिए प्रोटीन के अच्छे संश्लेषण के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है। अच्छा है सक्रिय ट्रांसपोर्टबेहतर मांसपेशी संकुचन, अच्छी वृद्धि और तंत्रिका आवेग। श्वसन वह विधि है जिसमें ऊर्जा के लिए पोषक तत्वों के टूटने के लिए कई रासायनिक प्रक्रियाएं होती हैं।

एरोबिक श्वसन ऑक्सीजन के साक्षी के साथ होता है। इससे काफी मात्रा में ऊर्जा निकलती है कोशिकाओं के अंदर के उपयोग से खाद्य सामग्री को तोड़ने के द्वारा गैस ऑक्सीजन. इसके लिए रासायनिक समीकरण के परिणाम के रूप में कार्बन डाइऑक्साइड के साथ ग्लूकोज, ऑक्सीजन और पानी होने का उल्लेख है। समीकरण C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O है। यह की प्रक्रिया है कोशिका श्वसन जो भोजन से ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए ऑक्सीजन गैस की उपस्थिति में होता है

इस प्रकार का श्वसन हर समय होता है और इस प्रकार एरोबिक श्वसन में एटीपी संश्लेषण भी दोनों में जारी रहता है पौधे और पशु. श्वसन और श्वास दोनों वह सामान नहीं है अवधि। इस प्रकार के श्वसन में अधिकांश प्रतिक्रियाएं कोशिकाओं में होती हैं, जिसे माइटोकॉन्ड्रिया कोशिका का पावर हाउस कहा जाता है। इस प्रकार के श्वसन सामान्य है अधिकांश पौधों और जानवरों, पक्षियों, मनुष्यों और अन्य स्तनधारियों में। इस प्रक्रिया में, पानी और कार्बन डाइऑक्साइड को अंतिम उत्पाद के रूप में उत्पादित किया जाता है।

वह ऊर्जा जो एक रसायन परासरण क्षमता के निर्माण में ऑक्सीजन सहायता का उपयोग करके जारी की जाती है, जिसका उपयोग करने के लिए किया जाता है ड्राइव एटीपी एरोबिक श्वसन में झिल्ली भर में संश्लेषण द्वारा हवा भरना प्रोटॉन यह लाभ तब एरोबिक श्वसन में फॉस्फेट और एडीपी ड्राइव एटीपी उत्पादन के लिए लीवरेज किया जाता है। एरोबिक श्वसन की एक श्रृंखला है एंजाइम नियंत्रित ऐसी प्रतिक्रियाएं जो प्रकाश संश्लेषण के दौरान कार्बोहाइड्रेट और लिपिड में संग्रहीत ऊर्जा को मुक्त करती हैं और इसे जीवित जीवों को उपलब्ध कराती हैं।

ग्लाइकोलाइसिस

इसे एरोबिक श्वसन में एटीपी संश्लेषण में पहला कदम कहा जाता है। इसमें आवश्यक ऊर्जा प्राप्त करने के लिए ग्लूकोज का टूटना शामिल है।

इसे समीकरणों और प्रतिक्रियाओं की श्रृंखला कहा जाता है जो शरीर द्वारा आवश्यक ऊर्जा बनाने में मदद करती है। यह कार्बन यौगिक पाइरूवेट के तीन अणुओं को तोड़कर किया जाता है। यह एक पुराना तरीका है।

ग्लाइकोलाइसिस वह प्रक्रिया है जिसमें ग्लूकोज ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए टूट जाता है। यह पाइरूवेट, एटीपी, एनएडीएच और पानी के दो अणु पैदा करता है। प्रक्रिया में होती है कोशिका का कोशिका द्रव्य और ऑक्सीजन की आवश्यकता नहीं होती है। यह एरोबिक और एनारोबिक दोनों जीवों में होता है। ग्लाइकोलाइसिस कोशिकीय श्वसन का प्राथमिक चरण है, जो सभी जीवों में होता है। ग्लाइकोलाइसिस के बाद होता है एरोबिक के दौरान क्रेब्स चक्र श्वसन

यदि हमारे पास ग्लूकोज का केवल एक अणु है और दूसरा लैक्टोबैसिलस एसिडोफिलस जीवाणु को दिया जाता है जो दूध को दही में बदलने में मदद करता है, तो परिणाम ग्लूकोज के अणु के साथ दोनों अलग-अलग होंगे। दोनों अणुओं का चयापचय होगा अलग हो ग्लूकोज अणुओं के स्वामी के संबंध में। ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में, कोशिकाएं थोड़ी मात्रा में एटीपी बनाती हैं क्योंकि ग्लाइकोलाइसिस के बाद किण्वन होता है।

दोनों मामलों में पहला कदम समान होगा और वह ग्लूकोज के अणुओं को ग्लाइकोलाइसिस की विधि प्राप्त करके दो में विभाजित करने में मदद करेगा। इस विधि का प्रयोग देखा जाता है लंबा रास्ता और आज जीवित जीव में प्रमुख भाग में देखा जाता है। उपयोग करने वाले सभी जीवों में कोशिकीय श्वसन इसकी प्रक्रिया के एक भाग के रूप में, ग्लाइकोलाइसिस पहला कदम है।

ग्लाइकोलाइसिस है सेलुलर श्वसन का प्राथमिक चरण. यह चयापचय मार्ग तब होता है जब ग्लूकोज या चीनी अणु सेलुलर चयापचय के लिए ऊर्जा छोड़ने के लिए टूट जाते हैं। की समग्र रासायनिक प्रतिक्रिया ग्लाइकोलाइसिस साइटोप्लाज्म के भीतर होता है सेल का ग्लाइकोलाइसिस चयापचय मार्ग है जो ग्लूकोज C₆H₁₂O₆ को पाइरुविक एसिड, CH-COCOOH में परिवर्तित करता है। इस प्रक्रिया में मुक्त ऊर्जा का उपयोग उच्च-ऊर्जा अणुओं एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट बनाने के लिए किया जाता है।

फिर भी, एरोबिक श्वसन में एटीपी संश्लेषण के लिए हर पहला चरण होने के कारण इसे किसी की आवश्यकता नहीं होती है ऑक्सीजन प्रदर्शन करने के लिए और कई जीवों में जो अवायवीय हैं, जीव नहीं करते हैं ऑक्सीजन का प्रयोग करें और फिर भी इस पद्धति को अच्छी तरह से चलाने का अपना तरीका है। दोनों श्वसन के प्रकार इस प्रक्रिया को अपना पहला बनाएं। इस चयापचय मार्ग की खोज 19वीं शताब्दी की शुरुआत में तीन जर्मन बायोकेमिस्ट गुस्ताव एम्बडेन, ओटो मेयरहोफ और जैकब करोल पारनास ने की थी।

नीम्बू रस चक्र

इस चक्र को क्रेब्स चक्र या ट्राइकारबॉक्सिलिक अम्ल चक्र भी कहा जाता है। यह वास्तव में प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला है जो प्रकृति में रासायनिक है।

इसके अलावा एरोबिक श्वसन या एरोबिक श्वसन में एटीपी संश्लेषण में दूसरा चरण होने के अलावा। चक्र कुछ अमीनो एसिड के पूर्ववर्ती और एनएडीएच जैसे कम करने वाले उत्पाद का उपयोग करता है और फिर अन्य प्रतिक्रियाओं में उपयोग किया जाता है।

यह चक्र सभी ब्रांडेड नहीं है और सभी मेटाबोलाइट्स के लिए क्रेब्स चक्र के कम से कम तीन वैकल्पिक खंडों के साथ विशिष्ट नियमों का पालन करने के लिए महत्वपूर्ण नहीं है जिन्हें मान्यता दी गई है। इस पथ का नाम साइट्रिक एसिड से उत्पन्न होता है और इसका सेवन किया जाता है और फिर चक्र को पूरा करने के लिए प्रतिक्रिया के इस क्रम से बनाता है। साइट्रिक एसिड चक्र एक प्रमुख चयापचय मार्ग है जो कार्बोहाइड्रेट, वसा और प्रोटीन चयापचय को जोड़ता है।

In यूकैर्योसाइटोंसाइट्रिक एसिड चक्र माइटोकॉन्ड्रिया के मैट्रिक्स में होता है, ठीक उसी तरह जैसे पाइरूवेट का एसिटाइल सीओए में रूपांतरण होता है। प्रोकैरियोट्स में, ये चरण दोनों में होते हैं कोशिका द्रव्य. साइट्रिक एसिड चक्र एक बंद लूप है, मार्ग का अंतिम भाग सुधार करता है अणु पहले चरण में उपयोग किया जाता है। चक्र के पहले चरण में, एसिटाइल एक चार-कार्बन स्वीकर्ता अणु, ऑक्सालोएसेटेट के साथ मिलकर एक छह-कार्बन अणु बनाता है जिसे साइट्रेट कहा जाता है। चक्र की प्रतिक्रियाएं आठ एंजाइमों द्वारा की जाती हैं जो पूरी तरह से एसीटेट को ऑक्सीकरण करती हैं।

साइट्रिक एसिड चक्र द्वारा एनएडीएच बनाता है ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण मार्ग में ले जाया जाता है। बंद लिंक पथों का शुद्ध परिणाम है ऑक्सीकरण के पोषक तत्व एडीनोसिन ट्राइफॉस्फेट के रूप में प्रयोग करने योग्य रासायनिक ऊर्जा बनाने के लिए। इस के अभिकारक चक्र मिलता है निकोटिनमाइड एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड के समकक्षों को कम एनएडी में एक सकल घरेलू उत्पाद में परिवर्तित करने के लिए।

एसिटाइल-सीओए के मूल स्रोतों में से एक ग्लाइकोलाइसिस की विधि द्वारा शर्करा के टूटने से लिया जाता है जो उपज देगा पाइरूवेट जो बदले में उत्पाद द्वारा डीकार्बोक्सिलेज में मिलता है पाइरूवेट कॉम्प्लेक्स. यौगिक पाइरूवेट की उपज निम्नलिखित प्रतिक्रिया के माध्यम से बनाई गई है CH3C(=O)C(=O)O−pyruvate + एचएससीओए + NAD+ → CH3C(=O)S Co Aacetyl-CoA + NADH + CO2।

ऐसा कहा जाता है कि यह चक्र एसिटाइल सीओए से एसिटाइल नामक दो कार्बन समूह के चार में स्थानांतरण के साथ शुरू होता है कार्बन स्वीकर्ता अंतिम उत्पाद साइट्रेट होने के लिए यौगिक ऑक्सालोसेटेट। यह साइट्रेट तब निश्चित की श्रृंखला के माध्यम से चलता है रासायनिक बातचीत जो कार्बोक्सिल के दो समूहों को कार्बन डाइऑक्साइड के रूप में ढीला करने में मदद करता है। यह दान किया हुआ कार्बन रीढ़ की हड्डी बन जाता है।

ऑक्सीडेटिव फाृॉस्फॉरिलेशन

इसे इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला भी कहा जाता है और यह माइटोकॉन्ड्रिया के अंदर पाए जाने वाले कार्बनिक अणुओं और प्रोटीन की एक श्रृंखला है।

ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण एक प्रक्रिया है जो दोनों प्रकार के श्वसन के लिए सामान्य है और एरोबिक श्वसन में एटीपी संश्लेषण में तीसरा चरण है। यह क्रेब्स चक्र के बाद है और इलेक्ट्रॉन के हस्तांतरण से संबंधित है।

कहा जाता है कि इलेक्ट्रॉनों को एक सदस्य से दूसरे सदस्य तक रेडॉक्स प्रतिक्रिया की श्रृंखला के माध्यम से पारित किया जाता है। प्रतिक्रियाओं में जारी होने वाली सभी ऊर्जा को प्रोटॉन के एक ढाल के रूप में कैप्चर किया जाता है जिसका उपयोग एटीपी बनाने के लिए किया जाता है, जिसे केमियोस्मोसिस के रूप में जाना जाता है। दोनों विधियों को मिलाकर उन्हें ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण कहा जाता है। इसे सब्सट्रेट ऑक्सीकरण द्वारा संचालित एक इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण श्रृंखला के रूप में परिभाषित किया गया है जो कि से युग्मित है एटीपी का संश्लेषण.

इस प्रक्रिया में FADH2 और NADH द्वारा वितरित इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करने के प्रमुख चरण शामिल हैं। के लिए शेष चरणों से इलेक्ट्रॉनों की कम साइट के वाहक हैं कोशिकीय श्वसन जो इलेक्ट्रॉनों को अणुओं में स्थानांतरित करने में मदद करता है और फिर श्रृंखलाओं को स्थानांतरित करना शुरू कर देता है। इस पद्धति में प्रक्रिया बदल गई FAD और NAD जिसका पुन: उपयोग किया जाता है।

फिर इलेक्ट्रॉन स्थानान्तरण के साथ-साथ प्रोटॉन पंपिंग होती है। जैसे-जैसे इलेक्ट्रॉन पास होते हैं श्रृंखला के माध्यम से, उन्हें ऊर्जा के लिए उच्च स्तर से निम्न स्तर की ओर बढ़ना बाकी है जो उन्हें मदद करता है ऊर्जा जारी करें. हाइड्रोजन परमाणुओं को पंप करने के लिए उपयोग की जाने वाली कुछ ऊर्जा को अंतरिक्ष से बाहर ले जाया जाता है और फिर इंटरमेम्ब्रेन को दिया जाता है।

इसके बाद पानी बनाने के लिए ऑक्सीजन के अणुओं का विभाजन होता है। इस श्रृंखला के अंतिम चरण में, इलेक्ट्रॉनों को में परिवर्तित किया जाता है ऑक्सीजन अणु जो आधे में विभाजित हो जाता है और फिर ऊपर ले जाता है हाइड्रोजन आयन पानी बनाने के लिए। अंतिम वह ढाल है जो एरोबिक श्वसन में एटीपी संश्लेषण को संचालित करती है जो एटीपी सिंथेज़ पर मुकदमा करती है। प्रोकैरियोट्स में, यह विधि पर देखी जाती है प्लाज्मा झिल्ली.

एरोबिक श्वसन में एटीपी संश्लेषण क्या है?

श्वसन की एरोबिक प्रक्रिया के विपरीत, इस प्रकार का श्वसन ऑक्सीजन के उपयोग से बाध्य नहीं होता है।

यह गैस ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में खाद्य उत्पाद के टूटने से कोशिकाओं के अंदर संग्रहीत ऊर्जा की एक छोटी मात्रा की रिहाई है। एरोबिक श्वसन में अधिकांश एटीपी संश्लेषण ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण की विधि द्वारा किया जाता है।

माना जाता है कि ऑक्सीजन के दबाव से निकलने वाली ऊर्जा कीमोस्मोसिस क्षमता बनाने में मदद करती है, जिसका उपयोग प्रोटॉन को पंप करके झिल्ली में संचालित एरोबिक श्वसन में एटीपी संश्लेषण के लिए किया जाता है। इस लाभ का उपयोग तब फॉस्फेट और एडीपी से संचालित एरोबिक श्वसन में एटीपी संश्लेषण के लिए किया जाता है।

कहा जाता है कि काम करने या अधिक व्यायाम करने के दौरान श्वसन की अवायवीय मांसपेशियों में देखा जाता है। इसमें शामिल होगा लैक्टिक एसिड ग्लूकोज के अभिकारक के रूप में परिणाम के रूप में और समीकरण काफी सरल है C6H12O6 → 2C3H6O3। ग्लूकोज वास्तव में है पूरी तरह टूटा नहीं छोटे भागों में इस प्रकार एरोबिक श्वसन के समय जितनी ऊर्जा निकलती है, उतनी कम होती है।

के समीकरण में C6H12O6 → 2सी3एच6ओ3 ऐसा लगता है कि तेज व्यायाम के समय मांसपेशियों के अंदर लैक्टिक एसिड बनता है। इस प्रकार लैक्टिक एसिड को कसरत बंद करने के बाद चुकाने की आवश्यकता होती है। इस प्रकार कोई व्यक्ति अपनी कड़ी मेहनत समाप्त करने के बाद लगभग कुछ समय तक गहरी सांस लेना जारी रखता है। इस् प्रक्रिया में अवायुश्वसन, इसके परिणामस्वरूप एटीपी के 2 अणुओं का उत्पादन होता है।

कहा जाता है कि एरोबिक मरम्मत को ग्लाइकोलाइसिस के तीन मुख्य चरणों में विभाजित किया जाता है, क्रेब्स चक्र और फिर इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला. एटीपी संश्लेषण के पहले चरण में एरोबिक श्वसन ग्लाइकोलाइसिस कहा जाता है, ग्लूकोज को पहले अणुओं में विभाजित किया जाता है संख्या में दो ग्लिसराल्डिहाइड फॉस्फेट उनमें से प्रत्येक में 3 होते हैं।

इसके बाद यह पाइरूवेट नामक यौगिक में बदल जाता है जिसमें प्रत्येक में 3 कार्बन अणु होते हैं। इसके परिणामस्वरूप 2 एटीपी और फिर 2 एनएडीएच भी होते हैं। ग्लाइकोलाइसिस साइटोप्लाज्म के अंदर होता है। दूसरा चरण क्रेब्स चक्र है जिसे साइट्रिक एसिड चक्र भी कहा जाता है टीसीए चक्र. यह चक्र दोनों प्रकार की श्वसन विधियों के लिए समान है।

दो प्रकार की श्वसन प्रक्रिया के बीच मुख्य और अंतिम अंतर यह है कि एरोबिक ऑक्सीजन का उपयोग करता है और अवायवीय गैस ऑक्सीजन के हस्तक्षेप के बिना किया जाता है। क्रेब्स चक्र में देखा जाने वाला मुख्य रसायन एक यौगिक है दो कार्बन एसिटाइल सीओए कहा जाता है, साइट्रेट जिसमें 6 कार्बन होते हैं और अंतिम ऑक्सालोएसेटेट में 4 कार्बन होते हैं।

क्रेब्स चक्र के परिणामस्वरूप कार्बन डाइऑक्साइड बनता है जिसे व्यक्ति साँस छोड़ता है और उसके अंदर जगह लेता है माइटोकॉन्ड्रिया. अंतिम चरण वह है जो अधिकतम तरीके से ऊर्जा बनाता है 32 अणु शेष की तुलना में 2 प्रत्येक में एटीपी। यह चरण NADH और FADH2 को ATP में बदलने में मदद करता है। यह क्रेब्स चक्र की भाँति कोशिका के शक्ति गृह में भी होता है।

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