137억년 우주 진화 속 분자생물학의 비밀, 11강 완벽 해설!

음식물이 에너지로 바뀌는 과정: 탄수화물, 지방, 단백질

우리가 먹는 음식물에는 탄수화물, 지방, 단백질이 들어있어. 이 음식물들이 우리 몸에서 어떻게 분해되어 에너지를 만드는지 알아볼 거야. 이걸 '호흡'이라고 하는데, 사실 음식물이 분해되는 과정이라고 생각하면 더 쉬울 거야.

1. 탄수화물 (Carbohydrate)

• 무엇일까? 우리가 가장 좋아하는 음식이지! 밥, 빵, 과자 등에 많이 들어있어. 분자식은 보통 C6H12O6 (포도당)으로 나타내지만, 실제로는 더 복잡한 형태도 많아.
• 어떻게 분해될까?
  1. 세포질에서: 음식물로 들어온 탄수화물은 '해당 과정'이라는 과정을 거쳐 3개의 탄소로 이루어진 '피루브산'으로 분해돼. 이 과정에서 약간의 에너지(ATP)가 만들어져.
  2. 미토콘드리아에서: 피루브산은 세포 안의 '미토콘드리아'라는 곳으로 이동해. 여기서 산소를 이용해 더 많은 에너지를 만들어내. 이 과정이 우리가 흔히 말하는 '유산소 호흡'이야.

2. 지방 (Lipid)

• 무엇일까? 삼겹살, 기름진 음식에 많이 들어있지. 지방은 '지질'이라는 더 큰 덩어리 안에 포함된 한 종류야.
• 어떻게 분해될까? 지방은 '지방산'과 '글리세롤'로 분해돼.
  • 지방산: 지방산은 '베타 산화'라는 과정을 거쳐 '아세틸-CoA'라는 물질로 바뀌어. 이 아세틸-CoA는 미토콘드리아에서 탄수화물과 마찬가지로 산소를 이용해 많은 에너지를 만들어내.
  • 글리세롤: 글리세롤은 탄수화물처럼 해당 과정에 들어가 피루브산으로 바뀌어 에너지를 만들어.

3. 단백질 (Protein)

• 무엇일까? 고기, 생선, 콩 등에 많이 들어있어. 단백질은 '아미노산'이라는 작은 단위들이 연결된 거야.
• 어떻게 분해될까? 단백질은 아미노산으로 분해돼. 아미노산은 종류가 다양한데, 우리 몸에서 만들지 못하는 '필수 아미노산'은 꼭 음식으로 섭취해야 해.
  • 아미노산은 분해된 후, 탄수화물이나 지방처럼 미토콘드리아에서 에너지를 만들어내는 과정에 참여할 수 있어.

에너지 생성의 핵심: 미토콘드리아

우리가 먹은 탄수화물, 지방, 단백질은 결국 작은 분자로 분해되어 우리 몸의 모든 세포에 있는 '미토콘드리아'로 들어가. 미토콘드리아는 마치 우리 몸의 '발전소'와 같아서, 산소를 이용해 이 분자들을 태워 엄청난 양의 에너지(ATP)를 만들어내는 거야. 우리가 숨 쉬는 이유도 바로 이 미토콘드리아가 산소를 필요로 하기 때문이지!

기억해야 할 용어들

• 해당 과정 (Glycolysis): 세포질에서 탄수화물이 피루브산으로 분해되는 과정.
• 미토콘드리아 (Mitochondria): 세포 안에서 에너지를 만드는 발전소 같은 곳.
• 유산소 호흡 (Aerobic Respiration): 산소를 이용해 에너지를 만드는 과정.
• 베타 산화 (Beta-oxidation): 지방산이 에너지원으로 사용되기 위해 분해되는 과정.
• 아미노산 (Amino acid): 단백질을 이루는 기본 단위.
• ATP (Adenosine triphosphate): 우리 몸에서 에너지를 저장하고 사용하는 형태.

이처럼 우리가 먹는 음식물은 복잡한 과정을 거쳐 우리 몸을 움직이는 에너지로 바뀌는 거야.