세포 호흡은 어떤 대사 과정인가요?

세포 호흡(cellular respiration)은 생물체의 세포 내에서 일어나는 일련의 생화학적 반응으로, 이를 통해 포도당과 같은 유기 분자에 저장된 화학 에너지가 세포의 기능을 유지하는 데 필요한 에너지 통화인 아데노신 삼인산(ATP)로 전환됩니다.

세포 호흡은 세 가지 주요 단계로 구분됩니다: 해당과정(glycolysis), 크렙스 회로(citric acid cycle), 산화적 인산화(oxidative phosphorylation)입니다.

해당과정

해당과정은 세포질에서 일어나는 일련의 반응으로, 한 분자의 포도당이 두 분자의 피루브산(pyruvate)으로 분해됩니다. 이 과정에서는 2분자의 ATP가 생성되고, 2분자의 NADH(니코틴아마이드 아데닌 디뉴클레오티드 환원체)가 생성됩니다. NADH는 에너지 운반 분자로, 나중에 전자 전달 사슬에서 사용됩니다.

크렙스 회로

크렙스 회로는 미토콘드리아基质에서 일어나는 순환적 반응 경로입니다. 피루브산 분자가 크렙스 회로로 들어가 이산화탄소로 분해되고, 이 과정에서 2분자의 ATP, 3분자의 NADH, 1분자의 FADH2(플라빈 아데닌 디뉴클레오티드 환원체)가 생성됩니다. NADH와 FADH2는 전자 전달 사슬에서 전자 공여체로 역할을 합니다.

산화적 인산화

산화적 인산화는 미토콘드리아 내막에서 일어나는 전자 전달 사슬과 ATP 합성효소의 작동을 포함하는 복잡한 과정입니다. 전자 전달 사슬에서 NADH와 FADH2로부터 전자가 전달되면서 에너지가 방출되고, 이 에너지는 양성자 기울기를 생성하는 데 사용됩니다. 양성자 기울기는 ATP 합성효소를 통해 양성자가 미토콘드리아基质으로 되돌아오면서 ATP를 생성하는 데 사용됩니다.

전체적으로 세포 호흡을 통해 한 분자의 포도당에서 약 36~38분자의 ATP가 생성됩니다. 이 ATP는 세포의 생활 활동, 예를 들어 근육 수축, 신경 전달, 물질 수송 등에 필요한 에너지를 제공합니다. 세포 호흡은 세포 생존과 기능에 필수적인 과정이며, 생물체의 에너지 대사에 중추적인 역할을 합니다.