Zellteilung und Zellatmung: Mitose, Meiose und Glukosestoffwechsel erklärt

Ecuacional.no: Zellteilung und Stoffwechselprozesse

Mitose: Zellteilung für Wachstum und Reparatur

Beschreibung der Mitose

Die Mitose ist ein Prozess, bei dem homologe Chromosomen sich aufteilen und zwei identische Tochterzellen entstehen. Zellen durchlaufen nacheinander mitotische Teilungen. Dieser Prozess betrifft die somatischen Zellen (alle Zellen unseres Körpers), nicht aber die Keimzellen.

Bedeutung

Die Mitose umfasst das Leben des Organismus und dient dem Wachstum und der Reparatur.

Meiose: Reduktion der Chromosomenzahl

Merkmale der Meiose

1. Sie besteht aus zwei reduktionistischen Divisionen (Meiose I und Meiose II, die äquational ist).
2. Am Ende werden vier Zellen gewonnen, die sich voneinander unterscheiden (Keimzellen oder Sporen).
3. Zellen können nach der Meiose nicht mehr an einer Meiose teilnehmen, wohl aber an der Mitose.
4. Die Meiose betrifft nur die Keimzellen und tritt nur bei geschlechtsreifen Organismen auf.

Glykolyse (LUCÓLISIS): Anaerober Abbau

Prozess und Ort

Die Glykolyse ist ein kataboler, anaerober Prozess, der im Zytoplasma aller Lebewesen vorkommt. Sie ist energiearm: Aus einem Glukosemolekül werden zwei ATP gewonnen.

Zellatmung: Aerobe Energiegewinnung

Allgemeine Funktion

Die Zellatmung ist ein Stoffwechselprozess, der die Funktion hat, Energie für zelluläre Arbeit und Biosynthese bereitzustellen. Es handelt sich um einen katabolen, aeroben Weg, der in eukaryotischen Tieren und Pflanzen sowie vielen Prokaryoten durchgeführt wird.

Phasen der Zellatmung

Phase 1: Bildung von Acetyl-CoA (Oxidation von Pyruvat)

• Pyruvat (CH3-CO-COOH) wird oxidiert.
• Es kommt zur Decarboxylierung (Abspaltung von CO2) und Oxidation (Bildung von NADH + H).
• Dieser Schritt findet im Zytosol statt und das resultierende Pyruvat gelangt in die Mitochondrien, wo es zu Acetyl-CoA (CH3-COO-CoA) umgesetzt wird.
• Dabei wird NAD+ zu NADH reduziert.

Phase 2: Krebs-Zyklus (Citratzyklus)

Dieser Zyklus findet in den Mitochondrien statt.

• Acetyl-CoA wird vollständig zu CO2 oxidiert.
• Es werden pro Zyklus 3 NADH + 3H, 1 FADH2 und 1 GTP (energiereich wie ATP) erzeugt.
• Der Prozess beinhaltet Decarboxylierung, Oxidation, Reduktion und Energiegewinnung.
• Der Zyklus ist eine katalytische und anfibolische Route (sowohl katabol als auch anabol).

Phase 3: Oxidative Phosphorylierung

Diese Phase findet an der inneren Mitochondrienmembran statt.

• Die reduzierten Coenzyme NADH + H und FADH2 werden schrittweise oxidiert.
• Die freigesetzte Energie wird genutzt, um ATP aus ADP und Phosphat (Pi) zu bilden.
• Dies ist der Hauptschritt der ATP-Produktion.

Globale Bilanz (Vereinfacht)

Input (Acetyl-CoA-Basis): Acetyl-CoA + 3 NAD+ + 1 FAD + Pi

Output: 2 CO2 + H2O + 3 NADH + 3H+ + FADH2 + GTP + CoA

Hinweis: Die tatsächliche Bilanz der gesamten Atmungskette ist deutlich höher in Bezug auf die ATP-Ausbeute.