Cellulær respiration er et sæt metaboliske reaktioner, der finder sted i organismers celler for at omdanne biokemisk energi fra næringsstoffer til adenosintrifosfat (ATP) og derefter frigive affaldsprodukter. Denne proces er afgørende for overlevelsen af ​​alle levende organismer, fordi ATP fungerer som den vigtigste energivaluta for celler.

Den overordnede kemiske ligning for cellulær respiration er:

$$C_6H_{12}O_6 + 6O_2 → 6CO_2 + 6H_2O + energi (som ATP)$$

Denne ligning repræsenterer den fuldstændige nedbrydning af et molekyle glucose, et simpelt sukker, i nærvær af oxygen til at producere kuldioxid, vand og energi i form af ATP. Processen foregår i tre hovedstadier:glykolyse, Krebs-cyklussen og elektrontransportkæden.

1. Glykolyse:

- Glykolyse er det første stadie af cellulær respiration og sker i cytoplasmaet.

- Et molekyle glukose nedbrydes til to pyruvatmolekyler.

- Denne proces genererer en lille mængde ATP (2 ATP-molekyler) og NADH (2 NADH-molekyler), en højenergi-elektronbærer.

2. Krebs-cyklus (citronsyre-cyklus):

- Krebs-cyklussen foregår i mitokondrierne.

- Hvert pyruvatmolekyle fra glykolysen nedbrydes yderligere og kombineres med coenzym A for at danne acetyl CoA.

- Gennem en række enzymkatalyserede reaktioner oxideres acetyl CoA for at frigive kuldioxid og generere ATP (2 ATP-molekyler), NADH (3 NADH-molekyler) og FADH2 (2 FADH2-molekyler).

3. Elektrontransportkæde (ETC):

- Elektrontransportkæden er placeret i den indre mitokondriemembran.

- NADH- og FADH2-molekyler genereret i glykolyse og Krebs-cyklussen sender deres højenergielektroner til elektrontransportkæden.

- Når elektronerne bevæger sig gennem kæden, bruges deres energi til at pumpe brintioner (H+) hen over membranen, hvilket skaber en gradient.

- Strømmen af ​​hydrogenioner tilbage gennem ATP-syntase, et enzym, driver syntesen af ​​ATP (op til 34 ATP-molekyler).

- Ilt fungerer som den endelige elektronacceptor, og vand dannes som et biprodukt.

Sammenfattende involverer cellulær respiration nedbrydning af glucose i nærvær af ilt for at producere energi i form af ATP. Processen foregår gennem tre stadier:glykolyse, Krebs-cyklussen og elektrontransportkæden. Hvert trin genererer ATP, NADH og FADH2, som bruges til at producere ATP i elektrontransportkæden.