If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Ако си зад уеб филтър, моля, увери се, че домейните *. kastatic.org и *. kasandbox.org са разрешени.

Основно съдържание
Текущ час:0:00Обща продължителност:13:11

Видео транскрипция

В това видео ще направим обобщение на клетъчното дишане. Може да изглежда като много интензивен процес, диаграмите ми може да изглеждат объркани, но са по-ясни от това, което действително се случва в клетките и органите ти. Тук ще покажем как точно можем да произведем АТФ от глюкоза, чрез гликолиза, цикъл на Кребс и окислително фосфорилиране. Всъщност всякакви молекули могат да се включат в различни части от процеса, след това да излязат от него и да се включат други метаболитни пътища. Тук ще разкажем традиционната история, ще започна с глюкоза. Имаме верига от шест въглеродни атома. Имаме и процеса гликолиза, който протича в цитозола на клетките ни. Ако това тук е клетка, можем да си представим, че гликолизата протича ето тук. При процеса на гликолиза, молекулата глюкоза, съдържаща шест въглеродни атома, се разделя на две молекули с по три въглеродни атома. Тези молекули с по три въглеродни атома се наричат пируват. Пируват. При този процес можем да произведем АТФ, което е основната цел на гликолизата. Произвеждаме четири молекули АТФ, а използваме две. Общо печелим две молекули АТФ. Ще направя таблица тук, за да следя броя на произведените молекули АТФ. Произвеждаме две молекули АТФ и в същото време редуцираме две молекули НАД до НАДН. Запомни, при редуцирането печелим електрони. Тук виждаме, че това съединение е положително заредено, а това е неутрално, получило е хидриден анион. Това е редуциране. Редуциране. Ако минем през целия процес и стигнем чак до окислителното фосфорилиране и електрон-транспортната верига, ще видим, че НАД се редуцира до НАДН, който след това може да бъде окислен, което ще достави още енергия за производството на АТФ. Ще получим две молекули НАДН. Ще бъдат произведени две молекули НАДН. На този етап трябва да бъде взето решение. Ако около организма няма кислород или по някаква причина, не иска да продължи с клетъчното дишане, или не може, този пируват ще се използва за ферментация. Имаме клипове за ферментацията, млечно-кисела или алкохолна ферментация, при фермантацията пируватът се използва, за да окисли НАДН до НАД. Така НАД ще може да се използва отново за гликолиза. Въпреки че НАДН има енергия, която може да се превърне в АТФ, въпреки че и пируватът има енергия, която може да се превърне в АТФ, при ферментацията пренебрегваме всичко това и разглеждаме тези съединения само като отпадни продукти. Използваме пирувата, за да превърнем НАДН отново в НАД. Тогава гликолизата ще може да протече отново. Но да приемем, че процесът няма да тръгне към ферментация, а ще продължи към традиционното аеробно клетъчно дишане, което използва кислород. Следващото нещо, което ще се случи е, че тази карбоксилна група -- Всичко, което ще покажа сега, ще се случи с всяка една от тези молекули пируват. Можеш да си представиш всичко това повторено два пъти. Затова ще умножавам продуктите от реакциите по две. В следващата стъпка, имам тази карбоксилна група, която се откъсва от пирувата и се отделя под формата на въглероден диоксид. Това е отделеният въглероден диоксид. А останалата част от пирувата е ацетилна група, която се закача за коензим А. Ще чуваш често за коензим А. Понякога се означава като КoA, а понякога като КоА и след това сяра, свързана с водород. Причината да рисуваме сярата е, че тя се свързва с ацетилната група ето тук. И така, имаме въглероден диоксид, който се отделя и ацетилна група, която се свързва със сяра, по този начин се получава ацетил-КоА. С това означение (КоА), от ацетил-КоА виждаме само три букви, но всъщност това е много сложна молекула. Това тук е рисунка на ацетил-КоА. Знам, че е много малка, но се надявам, че показва колко сложна е молекулата. Ацетилната група, за която говорим е ето тази част тук. Това е коензим. Помага за преноса на тази ацетилна група, ще видим това след секунда. Забавно е да разглеждаме тези молекули, защото виждаме еднакви модели отново и отново в различни части от биологията и биохимията. В ацетил-КоА, имаме аденин ето тук. Трудно е да се види, но имаме и рибоза, както и две фосфатни групи. Този край на ацетил-КоА на практика е АДФ. Но той се използва като коензим. Всичко, за което говоря се подпомага от ензими, а ензимите ще имат кофактори и коензими, които също подпомагат реакциите. Както виждаме, ацетилната група се свързва с коензим А, образувайки ацетил-КоА, но това е временно свързване. Ацетил-КоА ще внесе ацетилната група в цикъла на Кребс. Ще пренесе тези два въглеродни атома към оксалацетата, за да се получи цитрат. Ще пренесе тези два въглеродни атома към тази молекула с един, два, три, четири въглеродни атома, за да се получи молекула с един, два, три, четири, пет, шест въглеродни атома. Но преди да се задълбочим в цикъла на Кребс, искам да съм сигурен, че не губим бройката на произведените АТФ и НАДН. При тази стъпка тук, при декарбоксилирането на пирувата, преминахме от пируват към ацетил-КоА, имаме и редуциране на НАД до НАДН. Това ще се случи с всяка от молекулите пируват. Когато броим получените молекули АТФ и НАДН, говорим за полученото, при разграждане на една молекула глюкоза. От една молекула глюкоза ще получим две молекули пируват и те ще бъдат използвани в следващите стъпки на процеса по един и същ начин. -- Това ще бъде умножено по две. Ще произведем две молекули НАДН в тази стъпка, когато преминаваме от пируват към ацетил-КоА. Основната част от катаболизма на органичните съединения, чрез който ще получим АТФ, се случва в цикъла на Кребс също, наричан цикъл на лимонената киселина. Нарича се цикъл на лимонената киселина, защото когато пренесем ацетилната група от коензим А върху оксалацетата, получаваме цитрат или лимонена киселина. Лимонената киселина се среща в лимоните или в портокаловия сок. Това е тази молекула тук. Цикълът на лимонената киселина и цикълът на Кребс са едно и също нещо. Когато го видиш за пръв път изглежда много сложен и някои хора наистина го смятат за такъв. Но аз ще направя обобщение на процесите в него. Лимонената киселина, която има шест въглеродни атома, продължава да се разгражда в следващите стъпки. Тук не показвам всичките подробности. Лимонената киселина се разгражда, докато не се превърне отново в оксалацетат. Тогава ще може да приеме двата въглеродни атома отново. И за да е ясно, щом двата въглеродни атома се освобождят благодарение на коензим А, той може да бъде използван отново, за да декарбоксилира други молекули пируват. Има няколко цикъла, които се въртят. Важното е, че преминавайки през цикъла на лимонената киселина, преминавайки от един междинен продукт към друг, редицураме молекули НАД до НАДН. Правим това три пъти при всяко завъртане на цикъла на лимонената киселина. Това ще се случва за всяка молекула ацетил-КоА. За всеки пируват. При една молекула глюкоза, това ще се завърти два пъти. Ще завъртим цикъла два пъти за всяка една молекула глюкоза. Тук сме произвели една, две три молекули НАДН, но тъй като цикълът ще се завърти два пъти, тъй като имаме една молекула глюкоза, можем да кажем, че имаме шест молекули НАДН. Или шест молекули НАД се редуцират до НАДН. При този процес преминаваме от молекула с шест въглеродни атома, към молекула с четири въглеродни атома и освобождаваме въглерод под формата на въглероден диоксид. Обикновено имаме и превръщане на ГДФ в ГТФ или понякога на АДФ в АТФ, но функционално ГТФ е еквивалентен на АТФ. -- Запомни, всичко това се случва два пъти за една молекула глюкоза. Можем да отчетем две молекули АТФ за по-лесно. Можем да кажем ГТФ, но аз ще го приема за АТФ. Още веднъж повтарям, че това се случва веднъж при завъртането на всеки цикъл, но за всяка молекула глюкоза цикълът се завърта два пъти. Имаме и друг коензим ето тук - ФАД, който се редуцира до ФАДН2, но остава ковалентно, свързан с ензимите, които го подпомагат. Така че в крайна сметка се използва, за да редуцира коензим Q до QH2. Ще напиша QH2 ето тук. Тъй като цикълът ще се завърти два пъти, пиша две по QH2. Сега да помислим за нетната печалба. -- Ще я напиша съкратено. Ще навлезем в повече подробности в други видеа. Тези коензими, НАДН и QH2 ще бъдат окислени при окислителното фосфорилиране и електрон-транспортната верига, за да се създаде протонен градиент от двете страни на вътрешната митохондриалната мембрана. Ще обясним всичко това в много повече детайли в следващите видеа, но протонният градиент ще се използва за производството на още АТФ. За да разберем този процес, трябва да знаем, че всяка една молекула НАДН -- виждал съм идеи, че са важни ефективността и мястото, на което НАДН ще се произведе. Но благодарение на всяка молекула НАДН произвеждаме между две и три молекули АТФ. Всяка молекула на редуцирания коензим Q - QH2 ще участва в производството на 1,5 молекули АТФ. Учените все още се оптиват да разберат всички подробности по този процес. Зависи от ефективността на клетката и от това каква е целта на клетката, какво иска да направи. Често бих дал интервал - между 1,5 и 2 молекули АТФ. Това са приблизителни изчисления. Да помислим за общата сметка. Ако съберем всички молекули АТФ или ГТФ, ще имаме две тук, две тук. Ще имаме четири пряко или почти пряко синтезирани АТФ молекули. Колко НАДН молекули? Имаме две, четири и после добавяме шест. Имаме десет молекули НАДН. Десет молекули НАДН. След това имаме две молекули коензим Q. Две молекули QH2. Тук имам четири молекули АТФ. -- Оттук ще получим между 20 и 30 молекули АТФ. А оттук - между три и четири молекули АТФ. Ако ги съберем, ако съберем всичките долни граници, да видим - 20 плюс три, плюс четири. Това са 27 молекули АТФ. 27 молекули АТФ. Да видим какво ще получим за горната граница. Имаме четири плюс 30, плюс четири. Получаваме 38. 38 молекули АТФ. 38 молекули АТФ се счита за теоретичния максимум, които може да се синтезира. Но всъщност при наблюдение на тези процеси в клетките, изглежда, че се произвеждат около 29-30 молекули АТФ. Отново ще отбележа, че тези стойности зависят от това какво иска да направи клетката, вида на клетка и ефективността ѝ. Всичко това се случва при клетъчното дишане. Да поясним къде протичат тези процеси. Къде се случва всичко това? Казахме, че гликолизата протича в цитозола. Цикълът на лимонената киселина протича в митохондриите. В това пространство тук протича цикълът на лимонената киселина. В това пространство оцветено в маджента. Това е матрикса. Във видеото за митохондриите говорим много за него. А превръщането на коензимите и процесите в електрон-транспортната верига протичат в мембраната на кристите. Кристите са гънките или гребените във вътрешната мембрана на митохондриите. Това се случва в мембраната на тези кристи. Криста е единственото число, кристи - множественото. Ще говорим повече за това в други видеа.
Съдържанието по Биология достига до теб с подкрепата на Фондация Амген