При полном окислении глюкозы в клетке происходит процесс, называемый клеточным дыханием, который включает несколько этапов: гликолиз, окислительное декарбоксилирование пирувата, цикл Кребса (цикл трикарбоновых кислот) и электрон-транспортную цепь.
Гликолиз:
- Каждая молекула глюкозы (C6H12O6) распадается на две молекулы пирувата (C3H4O3).
- Из 10 молекул глюкозы образуется 20 молекул пирувата.
- Побочным продуктом является 20 молекул АТФ (2 АТФ на каждую молекулу глюкозы) и 20 молекул NADH.
Окислительное декарбоксилирование пирувата:
- Каждая молекула пирувата преобразуется в ацетил-КоА.
- В процессе из 20 молекул пирувата образуется 20 молекул ацетил-КоА, 20 молекул CO2 и 20 молекул NADH.
Цикл Кребса (Цикл трикарбоновых кислот):
- Каждая молекула ацетил-КоА окисляется до двух молекул CO2.
- Для 20 молекул ацетил-КоА это приводит к образованию 40 молекул CO2, 60 молекул NADH, 20 молекул FADH2 и 20 молекул GTP (или АТФ).
Электрон-транспортная цепь:
- NADH и FADH2 передают электроны в цепь переноса электронов, где они участвуют в синтезе АТФ.
- Из 80 молекул NADH и 20 молекул FADH2 в результате окислительного фосфорилирования образуется примерно 260-280 молекул АТФ.
- Конечным акцептором электронов является кислород, который, соединяясь с протонами, образует воду.
Итоговые продукты полного окисления 10 молекул глюкозы:
- 60 молекул CO2 (6 молекул CO2 на каждую молекулу глюкозы).
- 60 молекул воды (из-за потребления кислорода и образования воды).
- ~320-340 молекул АТФ (включая те, которые образуются на этапах гликолиза, цикла Кребса и электрон-транспортной цепи).
Этот процесс позволяет клетке получать энергию для различных биологических функций.