Vad är cellmetabolism?
Cellmetabolism är en allmän term som täcker alla kemiska reaktioner som konverterar energi eller använder energi i en cell. Människans celler och många andra multicellulära organismer använder processen för aerob andning för att omvandla mat till energi. Växter och vissa mikroorganismer utför fotosyntesprocessen. Andra organismer använder anaerob andning eller jäsning, typer av cellmetabolism som inte kräver syre.
Två typer av kemiska reaktioner förekommer i cellmetabolism, kataboliska reaktioner och anabola reaktioner. Kataboliska reaktioner producerar energi för cellen att använda, medan anabola reaktioner kräver energi för att skapa molekyler som är nödvändiga för att cellen ska fortsätta fungera. Celler lagrar energi i form av adenosintrifosfat (ATP), som skapas av kataboliska reaktioner och används av anabola reaktioner.
Aerob andning bryter ner organiska kolkällor, som kolhydrater, proteiner och fetter. Först bryter glykolysprocessen upp en molekyl glukos - ett socker med sex kolatomer - i två molekyler av pyruvat, två molekyler med reducerad nikotinamidadeninuklotid (NADH) och två molekyler av ATP. Krebs cykel, även kallad citronsyracykeln (CAC) eller tricarboxylsyracykeln (TCA), bryter ytterligare ned pyruvat som skapats under glykolys till koldioxid och vatten och skapar ytterligare två molekyler av ATP i processen. En mekanism som kallas en elektrontransportkedja överför väteatomer från NADH till syre. Denna överföring frigör energi, som används för att skapa 34 fler molekyler av ATP.
Glykolys och Krebs cykel äger rum på samma sätt i anaerob andning som de gör i aerob andning. I elektrontransportkedjan används emellertid oorganiska molekyler - molekyler som inte innehåller kol - som elektronacceptorn istället för syre. Vilken typ av oorganisk molekyl som används beror på organismen. Till exempel använder vissa organismer svavelinnehållande föreningar och andra använder kväveinnehållande föreningar. Anaerob andning producerar totalt 36 molekyler av ATP, i motsats till 38 för aerob andning.
Fermentering är en annan form av anaerob metabolism, men till skillnad från anaerob andning involverar den inte en elektrontransportkedja eller Krebs cykel. Glykolys bryter ned organiska molekyler för att skapa energi. Eftersom glykolys är den enda reaktionen som sker i jäsning producerar den endast två molekyler ATP per glukosmolekyl.
Växter och vissa mikroorganismer, som alla klassificeras som fotoautotrofer, får sin energi från en form av cellmetabolism som kallas fotosyntes, snarare än andning. Photoautotrophs får energi från ljus och konverterar den till kemisk energi i form av ATP. Cellerna använder sedan ATP för att omvandla koldioxid till glukos och andra näringsämnen som organismen behöver.