நாம் அனைவரும் வாழ்வதற்காக சுவாசிக்கிறோம், ஆனால் சுவாசிப்பது ஏன் வாழ்க்கைக்கு மிகவும் அவசியமானது? நாம் சுவாசிக்கும்போது என்ன நடக்கிறது? மேலும், தாவரங்கள் மற்றும் நுண்ணுயிரிகள் உட்பட அனைத்து உயிரினங்களும் சுவாசிக்கின்றனவா? அவ்வாறு இருந்தால், எப்படி?

உறிஞ்சுதல், போக்குவரத்து, இயக்கம், இனப்பெருக்கம் அல்லது சுவாசிப்பது கூட உள்ள அன்றாட வாழ்க்கை நடவடிக்கைகளை மேற்கொள்ள அனைத்து உயிரினங்களுக்கும் ஆற்றல் தேவை. இந்த ஆற்றல் எல்லாம் எங்கிருந்து வருகிறது? ஆற்றலுக்காக நாம் உணவு உண்கிறோம் என்பது நமக்குத் தெரியும் - ஆனால் இந்த ஆற்றல் உணவிலிருந்து எவ்வாறு எடுக்கப்படுகிறது? இந்த ஆற்றல் எவ்வாறு பயன்படுத்தப்படுகிறது? அனைத்து உணவுகளும் ஒரே அளவு ஆற்றலைத் தருகின்றனவா? தாவரங்கள் ‘உண்கின்றனவா’? தாவரங்கள் தங்கள் ஆற்றலை எங்கிருந்து பெறுகின்றன? மற்றும் நுண்ணுயிரிகள் - அவற்றின் ஆற்றல் தேவைகளுக்காக, அவை ‘உணவை’ உண்கின்றனவா?

மேலே எழுப்பப்பட்ட பல கேள்விகளில் நீங்கள் ஆச்சரியப்படலாம் - அவை மிகவும் தொடர்பற்றதாகத் தோன்றலாம். ஆனால் உண்மையில், சுவாசிப்பதற்கும் உணவிலிருந்து ஆற்றலை வெளியிடுவதற்கும் இடையே நெருங்கிய தொடர்பு உள்ளது. இது எவ்வாறு நிகழ்கிறது என்பதைப் புரிந்துகொள்ள முயற்சிப்போம்.

‘வாழ்க்கை’ செயல்முறைகளுக்குத் தேவையான அனைத்து ஆற்றலும் நாம் ‘உணவு’ என்று அழைக்கும் சில மக்ரோமாலிக்யூல்களை ஆக்சிஜனேற்றம் செய்வதன் மூலம் பெறப்படுகிறது. பச்சைத் தாவரங்கள் மற்றும் சயனோபாக்டீரியாக்கள் மட்டுமே தங்கள் சொந்த உணவைத் தயாரிக்க முடியும்; ஒளிச்சேர்க்கை செயல்முறையின் மூலம் அவை ஒளி ஆற்றலைச் சிக்கவைத்து, குளுக்கோஸ், சுக்ரோஸ் மற்றும் ஸ்டார்ச் போன்ற கார்போஹைட்ரேட்டுகளின் பிணைப்புகளில் சேமிக்கப்படும் வேதியியல் ஆற்றலாக மாற்றுகின்றன. பச்சைத் தாவரங்களிலும் கூட, அனைத்து செல்கள், திசுக்கள் மற்றும் உறுப்புகளும் ஒளிச்சேர்க்கை செய்வதில்லை என்பதை நாம் நினைவில் கொள்ள வேண்டும்; குளோரோபிளாஸ்ட்களைக் கொண்ட செல்கள் மட்டுமே, அவை பெரும்பாலும் மேற்பரப்பு அடுக்குகளில் அமைந்துள்ளன, ஒளிச்சேர்க்கையை மேற்கொள்கின்றன. எனவே, பச்சைத் தாவரங்களில் கூட, பச்சை நிறமில்லாத மற்ற அனைத்து உறுப்புகள், திசுக்கள் மற்றும் செல்களுக்கும் ஆக்சிஜனேற்றத்திற்கு உணவு தேவை. எனவே, உணவு அனைத்து பச்சை நிறமில்லாத பகுதிகளுக்கும் கொண்டு செல்லப்பட வேண்டும். விலங்குகள் ஹெட்டிரோட்ரோபிக் ஆகும், அதாவது, அவை நேரடியாக (தாவர உண்ணிகள்) அல்லது மறைமுகமாக (மாமிச உண்ணிகள்) தாவரங்களிலிருந்து உணவைப் பெறுகின்றன. பூஞ்சைகள் போன்ற சேப்ரோஃபைட்டுகள் இறந்த மற்றும் அழுகும் பொருட்களைச் சார்ந்துள்ளன. இறுதியில், வாழ்க்கை செயல்முறைகளுக்காக சுவாசிக்கப்படும் அனைத்து உணவும் ஒளிச்சேர்க்கையிலிருந்து வருகிறது என்பதை அறிந்து கொள்வது முக்கியம். இந்த அத்தியாயம் செல்லுலார் சுவாசம் அல்லது செல்லுக்குள் உணவுப் பொருட்களை சிதைத்து ஆற்றலை வெளியிடுவதற்கான வழிமுறை மற்றும் ஏடிபி தொகுப்பிற்காக இந்த ஆற்றலைச் சிக்கவைப்பது பற்றி விவாதிக்கிறது. ஒளிச்சேர்க்கை, நிச்சயமாக, குளோரோபிளாஸ்ட்களுக்குள் (யூகேரியோட்டுகளில்) நடக்கிறது, அதே நேரத்தில் சிக்கலான மூலக்கூறுகளை சிதைத்து ஆற்றலை வெளியிடுவது சைட்டோபிளாஸம் மற்றும் மைட்டோகாண்ட்ரியாவில் (யூகேரியோட்டுகளில் மட்டுமே) நடக்கிறது. செல்களுக்குள் ஆக்சிஜனேற்றம் மூலம் சிக்கலான சேர்மங்களின் சி-சி பிணைப்புகளை உடைப்பது, கணிசமான அளவு ஆற்றலை வெளியிடுவதற்கு வழிவகுக்கிறது, இது சுவாசம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. இந்த செயல்பாட்டின் போது ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யப்படும் சேர்மங்கள் சுவாச அடிப்படைகள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. பொதுவாக கார்போஹைட்ரேட்டுகள் ஆற்றலை வெளியிடுவதற்காக ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யப்படுகின்றன, ஆனால் சில தாவரங்களில், சில நிபந்தனைகளின் கீழ், புரதங்கள், கொழுப்புகள் மற்றும் கரிம அமிலங்கள் கூட சுவாசப் பொருட்களாகப் பயன்படுத்தப்படலாம். ஒரு செல்லுக்குள் ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யும் போது, சுவாச அடிப்படைகளில் உள்ள அனைத்து ஆற்றலும் செல்லுக்குள் இலவசமாக வெளியிடப்படுவதில்லை, அல்லது ஒரு கட்டத்தில் வெளியிடப்படுவதில்லை. இது நொதிகளால் கட்டுப்படுத்தப்படும் தொடர் மெதுவான படிநிலை எதிர்வினைகளில் வெளியிடப்படுகிறது, மேலும் இது ஏடிபி வடிவத்தில் வேதியியல் ஆற்றலாக சிக்கவைக்கப்படுகிறது. எனவே, சுவாசத்தில் ஆக்சிஜனேற்றம் மூலம் வெளியிடப்படும் ஆற்றல் நேரடியாகப் பயன்படுத்தப்படுவதில்லை (அல்லது முடியாது) ஆனால் ஏடிபி-ஐ தொகுக்கப் பயன்படுகிறது, எப்போது வேண்டுமானாலும் (மற்றும் எங்கிருந்தாலும்) ஆற்றலைப் பயன்படுத்த வேண்டியிருக்கும் போது அது சிதைக்கப்படுகிறது என்பதைப் புரிந்துகொள்வது முக்கியம். எனவே, ஏடிபி செல்லின் ஆற்றல் நாணயமாக செயல்படுகிறது. ஏடிபியில் சிக்கவைக்கப்பட்ட இந்த ஆற்றல் உயிரினங்களின் பல்வேறு ஆற்றல் தேவைப்படும் செயல்முறைகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் சுவாசத்தின் போது உற்பத்தி செய்யப்படும் கார்பன் எலும்புக்கூடு செல்லில் உள்ள மற்ற மூலக்கூறுகளின் உயிர்ச்சேர்க்கைக்கு முன்னோடிகளாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

14.1 தாவரங்கள் சுவாசிக்கின்றனவா?

சரி, இந்த கேள்விக்கான பதில் அவ்வளவு நேரடியாக இல்லை. ஆம், சுவாசம் நிகழ தாவரங்களுக்கு $\mathrm{O_2}$ தேவைப்படுகிறது மற்றும் அவை $\mathrm{CO_2}$ வெளியிடுகின்றன. எனவே, தாவரங்களில் $\mathrm{O_2}$ கிடைப்பதை உறுதி செய்யும் அமைப்புகள் உள்ளன. விலங்குகளைப் போலல்லாமல், தாவரங்களில் வாயு பரிமாற்றத்திற்கான சிறப்பு உறுப்புகள் இல்லை, ஆனால் இந்த நோக்கத்திற்காக அவை இலைத்துளைகள் மற்றும் லென்டிசல்களைக் கொண்டுள்ளன. தாவரங்கள் சுவாச உறுப்புகள் இல்லாமல் நடக்கக்கூடிய பல காரணங்கள் உள்ளன. முதலில், ஒவ்வொரு தாவரப் பகுதியும் அதன் சொந்த வாயு பரிமாற்றத் தேவைகளைக் கவனித்துக்கொள்கிறது. ஒரு தாவரப் பகுதியிலிருந்து மற்றொரு பகுதிக்கு வாயுக்களின் போக்குவரத்து மிகக் குறைவு. இரண்டாவதாக, தாவரங்கள் வாயு பரிமாற்றத்திற்கு பெரிய தேவைகளை வைக்கவில்லை. வேர்கள், தண்டுகள் மற்றும் இலைகள் விலங்குகளை விட மிகக் குறைந்த விகிதத்தில் சுவாசிக்கின்றன. ஒளிச்சேர்க்கையின் போது மட்டுமே பெரிய அளவிலான வாயுக்கள் பரிமாறிக்கொள்ளப்படுகின்றன, மேலும் ஒவ்வொரு இலையும் இந்த காலங்களில் அதன் சொந்த தேவைகளைக் கவனித்துக் கொள்ள ஏற்றவாறு உள்ளது. செல்கள் ஒளிச்சேர்க்கை செய்யும் போது, $\mathrm{O_2}$ கிடைப்பது இந்த செல்களில் சிக்கல் அல்ல, ஏனெனில் $\mathrm{O_2}$ செல்லுக்குள் வெளியிடப்படுகிறது. மூன்றாவதாக, பெரிய, பருமனான தாவரங்களில் கூட வாயுக்கள் பரவ வேண்டிய தூரம் அதிகம் இல்லை. ஒரு தாவரத்தில் உள்ள ஒவ்வொரு உயிர்ச்செல்லும் தாவரத்தின் மேற்பரப்புக்கு மிக அருகில் அமைந்துள்ளது. ‘இது இலைகளுக்கு உண்மை’, நீங்கள் கேட்கலாம், ‘ஆனால் தடிமனான, மரத்தாலான தண்டுகள் மற்றும் வேர்கள் பற்றி என்ன?’ தண்டுகளில், ‘உயிர்ச்செல்கள்’ பட்டைக்குள் மற்றும் அடியில் மெல்லிய அடுக்குகளாக ஒழுங்கமைக்கப்பட்டுள்ளன. அவை லென்டிசல்கள் என்ற திறப்புகளையும் கொண்டுள்ளன. உட்புறத்தில் உள்ள செல்கள் இறந்துவிட்டன மற்றும் இயந்திர ஆதரவை மட்டுமே வழங்குகின்றன. எனவே, ஒரு தாவரத்தின் பெரும்பாலான செல்கள் குறைந்தபட்சம் அவற்றின் மேற்பரப்பின் ஒரு பகுதியை காற்றுடன் தொடர்பில் கொண்டுள்ளன. இலைகள், தண்டுகள் மற்றும் வேர்களில் உள்ள பாரன்கைமா செல்களின் தளர்வான நிரப்புதலாலும் இது எளிதாக்கப்படுகிறது, இது காற்று இடைவெளிகளின் ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்பட்ட நெட்வொர்க்கை வழங்குகிறது. குளுக்கோஸின் முழுமையான எரிப்பு, இறுதி பொருட்களாக $\mathrm{CO}_2$ மற்றும் $\mathrm{H}_2\mathrm{O}$ உற்பத்தி செய்கிறது, பெரும்பாலானவை வெப்பமாக வெளியிடப்படும் ஆற்றலை வழங்குகிறது.

$\mathrm{C_6} \mathrm{H_{12}} \mathrm{O_6}+6 \mathrm{O_2} \longrightarrow 6 \mathrm{CO_2}+6 \mathrm{H_2} \mathrm{O}+$ ஆற்றல்

இந்த ஆற்றல் செல்லுக்கு பயனுள்ளதாக இருக்க வேண்டுமென்றால், செல்லுக்குத் தேவையான மற்ற மூலக்கூறுகளைத் தொகுக்க அதைப் பயன்படுத்த முடியும். தாவர செல் பயன்படுத்தும் உத்தி என்னவென்றால், குளுக்கோஸ் மூலக்கூறை சிதைப்பதாகும், இதனால் விடுவிக்கப்பட்ட அனைத்து ஆற்றலும் வெப்பமாக வெளியேறாது. முக்கிய விஷயம் என்னவென்றால், குளுக்கோஸை ஒரு கட்டத்தில் அல்ல, ஆனால் பல சிறிய படிகளில் ஆக்சிஜனேற்றம் செய்வது, சில படிகள் போதுமானதாக இருக்கும், இதனால் வெளியிடப்படும் ஆற்றலை ஏடிபி தொகுப்புடன் இணைக்க முடியும். இது எவ்வாறு செய்யப்படுகிறது என்பது, அடிப்படையில், சுவாசத்தின் கதை.

சுவாச செயல்பாட்டின் போது, ஆக்ஸிஜன் பயன்படுத்தப்படுகிறது, மற்றும் கார்பன் டை ஆக்சைடு, நீர் மற்றும் ஆற்றல் பொருட்களாக வெளியிடப்படுகின்றன. எரிப்பு எதிர்வினைக்கு ஆக்ஸிஜன் தேவை. ஆனால் சில செல்கள் ஆக்ஸிஜன் கிடைக்கக்கூடிய அல்லது கிடைக்காத இடங்களில் வாழ்கின்றன. $\mathrm{O_2}$ கிடைக்காத இத்தகைய சூழ்நிலைகள் (மற்றும் உயிரினங்கள்) பற்றி நீங்கள் யோசிக்க முடியுமா? இந்த கிரகத்தின் முதல் செல்கள் ஆக்ஸிஜன் இல்லாத வளிமண்டலத்தில் வாழ்ந்தன என்று நம்புவதற்கு போதுமான காரணங்கள் உள்ளன. தற்போதைய உயிரினங்களில் கூட, அனேரோபிக் நிலைமைகளுக்கு ஏற்றவாறு உள்ள பல உயிரினங்கள் நமக்குத் தெரியும். இந்த உயிரினங்களில் சில ஃபாகல்டேட்டிவ் அனேரோப்கள், மற்றவற்றில் அனேரோபிக் நிலைக்கான தேவை கட்டாயமானது. எப்படியிருந்தாலும், அனைத்து உயிரினங்களும் ஆக்ஸிஜனின் உதவியின்றி குளுக்கோஸை பகுதியாக ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யும் நொதி இயந்திரத்தைத் தக்க வைத்துக் கொள்கின்றன. குளுக்கோஸை பைருவிக் அமிலமாக சிதைப்பது கிளைகோலிசிஸ் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

14.2 கிளைகோலிசிஸ்

கிளைகோலிசிஸ் என்ற சொல் கிரேக்க சொற்களான சர்க்கரைக்கான கிளைகோஸ் மற்றும் பிளவுபடுத்துவதற்கான லைசிஸ் ஆகியவற்றிலிருந்து உருவானது. கிளைகோலிசிஸின் திட்டம் கஸ்டாவ் எம்ப்டன், ஓட்டோ மேயர்ஹோஃப் மற்றும் ஜே. பார்னாஸ் ஆகியோரால் வழங்கப்பட்டது, மேலும் இது பெரும்பாலும் EMP பாதை என்று குறிப்பிடப்படுகிறது. அனேரோபிக் உயிரினங்களில், இது சுவாசத்தில் ஒரே செயல்முறையாகும். கிளைகோலிசிஸ் செல்லின் சைட்டோபிளாஸத்தில் நடக்கிறது மற்றும் அனைத்து உயிரினங்களிலும் உள்ளது. இந்த செயல்பாட்டில், குளுக்கோஸ் பகுதியாக ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யப்பட்டு இரண்டு மூலக்கூறுகள் பைருவிக் அமிலத்தை உருவாக்குகிறது. தாவரங்களில், இந்த குளுக்கோஸ் ஒளிச்சேர்க்கையின் இறுதி பொருளான சுக்ரோஸிலிருந்து அல்லது சேமிப்பு கார்போஹைட்ரேட்டுகளிலிருந்து பெறப்படுகிறது. சுக்ரோஸ் நொதி, இன்வெர்டேஸின் செயல்பாட்டின் மூலம் குளுக்கோஸ் மற்றும் பிரக்டோஸாக மாற்றப்படுகிறது, மேலும் இந்த இரண்டு மோனோசாக்கரைடுகள் கிளைகோலிட்டிக் பாதையில் எளிதில் நுழைகின்றன. குளுக்கோஸ் மற்றும் பிரக்டோஸ் பாஸ்போரிலேட்டட் செய்யப்பட்டு, ஹெக்ஸோகைனேஸ் நொதியின் செயல்பாட்டின் மூலம் குளுக்கோஸ்-6 பாஸ்பேட்டை உருவாக்குகின்றன. குளுக்கோஸின் இந்த பாஸ்போரிலேட்டட் வடிவம் பின்னர் ஐசோமரைஸ் செய்து பிரக்டோஸ்-6 பாஸ்பேட்டை உற்பத்தி செய்கிறது. குளுக்கோஸ் மற்றும் பிரக்டோஸின் வளர்சிதை மாற்றத்தின் அடுத்தடுத்த படிகள் ஒரே மாதிரியானவை. கிளைகோலிசிஸின் பல்வேறு படிகள் படம் 14.1 இல் சித்தரிக்கப்பட்டுள்ளன. கிளைகோலிசிஸில், பல்வேறு நொதிகளின் கட்டுப்பாட்டின் கீழ், பத்து எதிர்வினைகளின் சங்கிலி, குளுக்கோஸிலிருந்து பைருவேட்டை உற்பத்தி செய்ய நடக்கிறது. கிளைகோலிசிஸின் படிகளைப் படிக்கும்போது, ஏடிபி அல்லது (இந்த விஷயத்தில்) NADH + H+ பயன்பாடு அல்லது தொகுப்பு நடக்கும் படிகளைக் கவனியுங்கள்.

ஏடிபி இரண்டு படிகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது: முதலில் குளுக்கோஸை குளுக்கோஸ் 6-பாஸ்பேட்டாக மாற்றுவதில் மற்றும் இரண்டாவது பிரக்டோஸ் 6-பாஸ்பேட்டை பிரக்டோஸ் 1, 6-பிஸ்பாஸ்பேட்டாக மாற்றுவதில்.

பிரக்டோஸ் 1, 6-பிஸ்பாஸ்பேட் டைஹைட்ராக்ஸிஅசிடோன் பாஸ்பேட் மற்றும் 3-பாஸ்போகிளிசரால்டிஹைட் (PGAL) ஆக பிரிக்கப்படுகிறது. NAD + இலிருந்து NADH + H+ உருவாகும் ஒரு படி இருப்பதை நாம் காண்கிறோம்; இது 3-பாஸ்போகிளிசரால்டிஹைட் (PGAL) 1, 3-பிஸ்பாஸ்போகிளிசரேட்டாக (BPGA) மாற்றப்படும் போது ஆகும். இரண்டு ரெடாக்ஸ்-சமமானவை PGAL இலிருந்து அகற்றப்பட்டு (இரண்டு ஹைட்ரஜன் அணுக்களின் வடிவத்தில்) NAD+ மூலக்கூறுக்கு மாற்றப்படுகின்றன. PGAL ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யப்பட்டு, கனிம பாஸ்பேட்டுடன் BPGA ஆக மாற்றப்படுகிறது. BPGA ஐ 3-பாஸ்போகிளிசரிக் அமிலமாக (PGA) மாற்றுவதும் ஒரு ஆற்றல் வழங்கும் செயல்முறையாகும்; இந்த ஆற்றல் ஏடிபி உருவாவதால் சிக்கவைக்கப்படுகிறது. PEP பைருவிக் அமிலமாக மாற்றப்படும் போது மற்றொரு ஏடிபி தொகுக்கப்படுகிறது. ஒரு குளுக்கோஸ் மூலக்கூறிலிருந்து இந்த பாதையில் எத்தனை ஏடிபி மூலக்கூறுகள் நேரடியாக தொகுக்கப்படுகின்றன என்பதை நீங்கள் கணக்கிட முடியுமா?

பைருவிக் அமிலம் கிளைகோலிசிஸின் முக்கிய தயாரிப்பு ஆகும். பைருவேட்டின் வளர்சிதை மாற்ற விதி என்ன? இது செல்லுலார் தேவையைப் பொறுத்தது. கிளைகோலிசிஸால் உற்பத்தி செய்யப்படும் பைருவிக் அமிலத்தை வெவ்வேறு செல்கள் கையாளும் மூன்று முக்கிய வழிகள் உள்ளன. இவை லாக்டிக் அமிலம் நொதித்தல், ஆல்கஹால் நொதித்தல் மற்றும் ஏரோபிக் சுவாசம். பல புரோகேரியோட்டுகள் மற்றும் ஒற்றை செல் யூகேரியோட்டுகளில் அனேரோபிக் நிலைமைகளின் கீழ் நொதித்தல் நடக்கிறது. குளுக்கோஸை முழுமையாக ஆக்சிஜனேற்றம் செய்வதற்கு $\mathrm{CO_2}$ மற்றும் H2O, இருப்பினும், உயிரினங்கள் கிரெப்ஸ் சுழற்சியை ஏற்றுக்கொள்கின்றன, இது ஏரோபிக் சுவாசம் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. இதற்கு $\mathrm{O_2}$ விநியோகம் தேவை.

படம் 14.1 கிளைகோலிசிஸின் படிகள்

14.3 நொதித்தல்

நொதித்தலில், ஈஸ்ட்டால் சொல்லுங்கள், குளுக்கோஸின் முழுமையற்ற ஆக்சிஜனேற்றம் அனேரோபிக் நிலைமைகளின் கீழ் பைருவிக் அமிலம் $\mathrm{CO_2}$ மற்றும் எத்தனாலாக மாற்றப்படும் எதிர்வினைகளின் தொகுப்புகளால் அடையப்படுகிறது. பைருவிக் அமிலம் டிகார்பாக்சிலேஸ் மற்றும் ஆல்கஹால் டிஹைட்ரஜினேஸ் ஆகிய நொதிகள் இந்த எதிர்வினைகளை வினையூக்கி செய்கின்றன. சில பாக்டீரியாக்கள் போன்ற பிற உயிரினங்கள் பைருவிக் அமிலத்திலிருந்து லாக்டிக் அமிலத்தை உற்பத்தி செய்கின்றன. தொடர்புடைய படிகள் படம் 14.2 இல் காட்டப்பட்டுள்ளன. விலங்கு செல்களிலும், உடற்பயிற்சியின் போது தசைகளைப் போல, செல்லுலார் சுவாசத்திற்கு ஆக்ஸிஜன் போதாத போது பைருவிக் அமிலம் லாக்டேட் டிஹைட்ரஜினேஸ் மூலம் லாக்டிக் அமிலமாக குறைக்கப்படுகிறது. குறைக்கும் முகவர் NADH+H+ ஆகும், இது இரண்டு செயல்முறைகளிலும் NAD+ ஆக மீண்டும் ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யப்படுகிறது.

படம் 14.2 அனேரோபிக் சுவாசத்தின் முக்கிய பாதைகள்

லாக்டிக் அமிலம் மற்றும் ஆல்கஹால் நொதித்தல் இரண்டிலும் அதிக ஆற்றல் வெளியிடப்படுவதில்லை; குளுக்கோஸில் உள்ள ஆற்றலில் ஏழு சதவீதத்திற்கும் குறைவாக வெளியிடப்படுகிறது மற்றும் அனைத்தும் ஏடிபியின் உயர் ஆற்றல் பிணைப்புகளாக சிக்கவைக்கப்படுவதில்லை. மேலும், இந்த செயல்முறைகள் ஆபத்தானவை - அமிலம் அல்லது ஆல்கஹால் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது. ஒரு மூலக்கூறு குளுக்கோஸ் ஆல்கஹால் அல்லது லாக்டிக் அமிலமாக நொதிக்கப்படும் போது (கிளைகோலிசிஸின் போது எத்தனை ஏடிபி தொகுக்கப்படுகிறது மற்றும் பயன்படுத்தப்படும் ஏடிபியின் எண்ணிக்கையைக் கழிக்கவும்) நிகர ஏடிபி எவ்வளவு தொகுக்கப்படுகிறது? ஆல்கஹாலின் செறிவு சுமார் 13 சதவீதத்தை எட்டும்போது ஈஸ்ட்டுகள் தங்களைத் தாமே விஷமாக்கிக் கொள்கின்றன. இயற்கையாக நொதிக்கப்பட்ட பானங்களில் ஆல்கஹாலின் அதிகபட்ச செறிவு என்னவாக இருக்கும்? இந்த செறிவை விட அதிகமான ஆல்கஹால் உள்ளடக்கத்தைக் கொண்ட மதுபானங்கள் எவ்வாறு பெறப்படுகின்றன என்று நீங்கள் நினைக்கிறீர்கள்?

குளுக்கோஸின் முழுமையான ஆக்சிஜனேற்றத்தை மேற்கொள்ளவும், செல்லுலார் வளர்சிதை மாற்றத்திற்குத் தேவையான அதிக எண்ணிக்கையிலான ஏடிபி மூலக்கூறுகளைத் தொகுக்க சேமிக்கப்பட்ட ஆற்றலைப் பிரித்தெடுக்கவும் உயிரினங்களால் முடியும் செயல்முறை என்ன? யூகேரியோட்டுகளில் இந்த படிகள் மைட்டோகாண்ட்ரியாவுக்குள் நடக்கும் மற்றும் இதற்கு $\mathrm{O_2}$ தேவைப்படுகிறது. ஏரோபிக் சுவாசம் என்பது ஆக்ஸிஜனின் முன்னிலையில் கரிமப் பொருட்களை முழுமையாக ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யும் செயல்முறையாகும், மேலும் அடிப்படையில் உள்ள $\mathrm{CO_2}$, நீர் மற்றும் பெரிய அளவிலான ஆற்றலை வெளியிடுகிறது. இந்த வகை சுவாசம் உயர் உயிரினங்களில் மிகவும் பொதுவானது. இந்த செயல்முறைகளை அடுத்த பகுதியில் பார்ப்போம்.

14.4 ஏரோபிக் சுவாசம்

மைட்டோகாண்ட்ரியாவுக்குள் ஏரோபிக் சுவாசம் நடக்க, கிளைகோலிசிஸின் இறுதி தயாரிப்பான பைருவேட் சைட்டோபிளாஸத்திலிருந்து மைட்டோகாண்ட்ரியாவுக்கு கொண்டு செல்லப்படுகிறது. ஏரோபிக் சுவாசத்தில் முக்கியமான நிகழ்வுகள்:

• அனைத்து ஹைட்ரஜன் அணுக்களையும் படிப்படியாக அகற்றுவதன் மூலம் பைருவேட்டின் முழுமையான ஆக்சிஜனேற்றம், மூன்று மூலக்கூறுகள் $\mathrm{CO_2}$ விட்டுச் செல்கிறது.

• ஹைட்ரஜன் அணுக்களின் ஒரு பகுதியாக அகற்றப்பட்ட எலக்ட்ரான்களை மூலக்கூறு $\mathrm{O_2}$ க்கு ஒரே நேரத்தில் ஏடிபி தொகுப்புடன் அனுப்புதல்.

கவனிக்க வேண்டிய விஷயம் என்னவென்றால், முதல் செயல்முறை மைட்டோகாண்ட்ரியாவின் மேட்ரிக்ஸில் நடக்கிறது, அதே நேரத்தில் இரண்டாவது செயல்முறை மைட்டோகாண்ட்ரியாவின் உள் சவ்வில் அமைந்துள்ளது. சைட்டோசோலில் கார்போஹைட்ரேட்டுகளின் கிளைகோலிட்டிக் கேட்டபாலிசத்தால் உருவாகும் பைருவேட், மைட்டோகாண்ட்ரியல் மேட்ரிக்ஸில் நுழைந்த பிறகு, பைருவிக் டிஹைட்ரஜினேஸால் வினையூக்கப்படும் சிக்கலான எதிர்வினைகளின் தொகுப்பால் ஆக்சிடேட்டிவ் டிகார்பாக்சிலேஷனுக்கு உட்படுகிறது. பைருவிக் டிஹைட்ரஜினேஸால் வினையூக்கப்படும் எதிர்வினைகள் NAD+ மற்றும் Coenzyme A உட்பட பல கோஎன்சைம்களின் பங்கேற்பைத் தேவைப்படுகின்றன.

பைருவிக் அமிலம் $+\mathrm{CoA}+\mathrm{NAD}^{+} \xrightarrow[\text { Pyruvate dehydrogenase }]{\mathrm{Mg}^{2+}}$ அசிட்டைல் $\mathrm{CoA}+\mathrm{CO}_2+\mathrm{NADH}+\mathrm{H}^{+}$

இந்த செயல்பாட்டின் போது, இரண்டு மூலக்கூறுகள் பைருவிக் அமிலத்தின் வளர்சிதை மாற்றத்திலிருந்து இரண்டு NADH மூலக்கூறுகள் உற்பத்தி செய்யப்படுகின்றன (கிளைகோலிசிஸின் போது ஒரு குளுக்கோஸ் மூலக்கூறிலிருந்து உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது).

அசிட்டைல் CoA பின்னர் ஒரு சுழற்சி பாதையான ட்ரைகார்பாக்சிலிக் அமில சுழற்சியில் நுழைகிறது, இது முதன்முதலில் வெளிப்படுத்திய விஞ்ஞானி ஹான்ஸ் கிரெப்ஸின் பெயரால் கிரெப்ஸ் சுழற்சி என்று பொதுவாக அழைக்கப்படுகிறது.

14.4.1 ட்ரைகார்பாக்சிலிக்