Samenvatting voor biologie - Aerobe dissimilatie van glucose
Hoe verloopt de aerobe dissimilatie van glucose?
Zoals je hebt gezien is de aerobe dissimilatie van glucose een belangrijk proces in de energievoorziening. Uiteindelijk wordt glucose onder invloed van water en zuurstof omgezet in koolstofdioxide en water. Hierbij komt energie vrij voor de cellen. Die energie wordt opgeslagen in de vorm van ATP.
Laten we kijken hoe de aerobe dissimilatie van glucose precies verloopt. Deze verloopt in drie stappen. We gaan ze één voor één bespreken.
Stap 1: glycolyse
De eerste stap heet glycolyse. De glycolyse staat in detail uitgewerkt in de BINAS, tabel 68B. Wat er uiteindelijk gebeurt, is dat een molecuul glucose met behulp van enzymen wordt afgebroken tot twee moleculen pyrodruivenzuur. Dit vindt plaats in het cytoplasma, het gedeelte van de cel buiten de celkern. Om deze reactie te kunnen begrijpen, is het goed om even te kijken naar het molecuul NAD.
NAD speelt een rol bij veel stofwisselingsprocessen, doordat het in staat is om elektronen op te nemen en af te staan. Wanneer het NAD+ is, kan het een elektron opnemen, wanneer het NADH is, kan het een elektron afstaan. Bij de glycolyse komt energie vrij. Met deze energie kan ADP worden omgezet in ATP, en NAD+ kan worden omgezet in NADH. Het heeft dan dus een elektron opgenomen. De vrijkomende energie is zo dus in ATP en NADH moleculen opgeslagen. Omdat sommige stappen van de glycolyse juist energie kosten, spreken we van een netto opbrengst. Bij glycolyse is die netto opbrengst twee ATP en 2 NADH moleculen.
Stap 2: de citroenzuurcyclus
De pyrodruivenzuur die ontstaan is uit glycolyse, wordt afgebroken in de tweede stap: de citroenzuurcyclus. Deze stap staat uitgewerkt in BINAS tabel 68C. Dit proces vindt plaats in een speciaal onderdeel van de cel: de mitochondriën. Omdat glycolyse in het cytoplasma gebeurt, moeten de pyrodruivenzuur eerst naar de mitochondriën verplaatst worden. Het afbreken van een pyrodruivenzuur molecuul gebeurt in drie stappen.
Eerst verliest het een molecuul koolstofdioxide. Daardoor blijft er een acetyl molecuul over. In de tweede stap wordt dit acetyl molecuul met behulp van een enzym gekoppeld aan citroenzuur. De derde stap is de werkelijke citroenzuurcyclus. In dit proces ontstaat opnieuw koolstofdioxide als afvalstof. Per pyrodruivenzuur molecuul levert dit 4 NADH moleculen, 1 FADH2 molecuul en 1 ATP molecuul op. FAD is net als NAD een molecuul wat elektronen op kan nemen en af kan staan. Omdat er bij de glycolyse uit een glucose molecuul twee pyrodruivenzuur moleculen worden gevormd, is de totale opbrengst 8 NADH, 2 FADH2 en 2 ATP.
Stap 3: oxidatieve fosforylering
De derde stap van de aerobe dissimilatie van glucose is de oxidatieve fosforylering. De energierijke moleculen die gevormd zijn in de citroenzuurcyclus (NADH en FADH2) geven bij de oxidatieve fosforylering de energie die nodig is om ADP om te zetten in ATP. Dat doen ze door hun elektronen af te staan. De energie uit die elektronen wordt gebruikt om een concentratie verschil te maken tussen de binnenkant van het mitochondrium en het gedeelte aan de andere kant van een membraan. Daardoor willen de protonen naar binnen bewegen.
Dat kan alleen via het enzym ATP-synthase. De naam zegt het al, dit enzym maakt ATP. Wanneer protonen ATP-synthase passeren, laden ze het enzym bij wijze van spreken op. Aan het enzym zijn ADP en een fosfaatgroep gebonden. ATP-synthase gebruikt zijn energie om die twee te binden, zodat er ATP ontstaat. Wat gebeurt er dan uiteindelijk met de elektronen die waren afgegeven? Die worden opgenomen door zuurstof en daarbij ontstaat water. Dat is de reden dit hele proces aerobe dissimilatie is, dat het dus zuurstof nodig heeft. Oxidatieve fosforylering is een erg efficiënt proces. Dat verklaart ook waarom cellen zuurstof nodig hebben om te leven.
Tot zover de samenvatting over de aerobe dissimilatie van glucose. Vergeet niet om ook de andere uitlegvideo’s te bekijken, zodat je straks goed voorbereid bent op het eindexamen biologie!
