細胞呼吸はどこで行われますか?
細胞呼吸の場:ミトコンドリア
細胞呼吸は、細胞の「発電所」と呼ばれるミトコンドリアで行われます。ミトコンドリアは、真核細胞の細胞質に存在する小さな豆形または棒状の細胞小器官で、外膜と内膜の二層構造を持ちます。
ミトコンドリアの構造
外膜:ミトコンドリア全体を包む保護膜で、ポリンと呼ばれるタンパク質が小分子やイオンの通過を可能にします。
膜間スペース:外膜と内膜の間に位置し、イオンや分子が一時的に蓄えられる領域です。
内膜:ほとんどの分子が通過できない不透過性の膜で、呼吸に関わる特殊なタンパク質が埋め込まれています。内膜は多数のひだ(クリステ)を形成し、表面積を大幅に増やしています。
クリステ:内膜の棚状のひだで、電子伝達系が配置されています。ここで作られる電気化学的勾配が ATP 合成酵素による ATP 生成に利用されます。
マトリックス:内膜に囲まれた最内側の空間で、クエン酸回路(クレブス回路)に関わる酵素やミトコンドリアDNA、リボソームなどが存在します。
細胞呼吸のプロセス
ミトコンドリア内、特にマトリックスと内膜上で、酵素複合体・電子キャリア・ATP 合成酵素が協働し、解糖系、クエン酸回路、酸化的リン酸化という段階を経て、ATP(アデノシン三リン酸)という形でエネルギーを産生します。ATP は細胞の主要なエネルギー通貨です。
