ביוטכנולוגיה/הכוח המחזר בנשימה תאית

תהליך הנשימה הוא תהליך חמצון חיזור.

חמצון חיזור

• חמצון חיזור – תגובות בהם מתרחשים מעבר של אלקטרונים בין יסודות שונים. מעבר זה גורם לשינוי בדרגת החמצון (מטען היסוד) בקרב היסודות המעורבים בתהליך.
• מחזר - חומר שמאבד אלקטרונים, כלומר, רמת החמצון שלו עולה במהלך התגובה בשל איבוד אלקטרונים.
• מחמצן - חומר שקולט אלקטרונים, כלומר, רמת החמצון שלו יורדת במהלך התגובה בשל קליטת אלקטרונים (מטען שלילי)

להרחבה ראה : חמצון חיזור

NADH - המחזר בתהליכי יצור אנרגיה

בתהליכי נשימה תאית קיימים מספר כוחות של מחזרים. החשוב מבניהם הוא $NAD+$ (ניקוטינאמיד אדניו דינוקלאוטיד). נעזר בו בכדי להסביר את תהליך החמצון חיזור שועבר על הכוחות המחזרים.

תהליך חיזור החמצון ; העיקרון שיש לדעת :

• NAD בסביבת דו מימן : $XH^{2}+NAD^{+}\rightarrow NADH+H^{+}+X$
  
• מאבדת אלקטרון : $NAD^{+}+H+e^{-}\rightarrow NADH$

כפי שניתן לראות ה-$NHD^{+}$ מאבד את האלקטרון שלו (הופך להיות NADH ללא אלקטרון => מספר האלקטרונים שלו ירדו / אבדו), לכן, הוא נקרא כוח מחזר. באופן זהה, עוברות שאר המולקולות המשמות כוח מחזר (כמו למשל, NADP) בתהליך הנשימה.

בתהליכי הנשימה מעורב הכוח המחזר במסירת אלקטרונים בין מולקולות שונות.

היתרונות של הכוחות המחזרים

1. "נהגי אוטובוס" - בעלי יכולת גבוהה מאוד לקשירת אלקטרונים, אך, גם יכולים לשחררם כשצריך.
2. האלקטרון לא מאבד את האנרגיה שלו כאשר נקשר ל-NADH.

תהליכי הנשימה בתא

תהליכי הנשימה מחולק ל-3 שלבים :

1. גליקוליזה
2. מעגל קרבס
3. שרשרת מעבר אלקטרונים וזרחון חמצוני

בסוף התהליך מתקבלות כ-38 מולקולות ATP מכל מולקולת גלוקוז.