Aerobno dihanje

V evkariotih se v mitohondrijih nahajajo celični dihalni stroji. NHGRI, Wikimedia Commons

Kaj je aerobno dihanje?

The Aerobno dihanje o Aerobni je biološki proces, ki pomeni pridobivanje energije iz organskih molekul - predvsem glukoze - z vrsto oksidacijskih reakcij, kjer je končni sprejemnik elektronov kisik.

Ta postopek je prisoten v veliki večini organskih bitij, zlasti evkariotov. Vse živali, rastline in glive dihajo aerobiko. Poleg tega imajo nekatere bakterije tudi aerobni metabolizem.

Na splošno je proces pridobivanja energije iz molekule glukoze razdeljen na glikolizo (ta korak je pogost tako na aerobni kot na anaerobni poti), Krebsovega cikla in transportne verige elektronov.

Koncept aerobnega dihanja nasprotuje anaerobnemu dihanju. V slednjem je končni sprejemnik elektronov še ena anorganska snov, ki se razlikuje od kisika. Je značilen za nekatere prokariote.

Aerobne dihalne stopnje

Faze aerobnega dihanja vključujejo potrebne korake za pridobivanje energije iz organskih molekul - v tem primeru bomo opisali primer molekule glukoze kot dihalnega goriva -, dokler ne dosežemo sprejemnika kisika.

Ta kompleksna presnovna pot je razdeljena na glikolizo, Krebsovo cikel in elektronsko transportno verigo:

Glikoliza

Prvi korak za razgradnjo glukoznega monomera je glikoliza, imenovana tudi glikoliza. Ta korak ne zahteva neposredno kisika in je praktično prisoten, vsa živa bitja.

Cilj te presnovne poti je cepitev glukoze v dveh molekulah piruvične kisline, pri čemer pridobiva dve neto molekuli energije (ATP) in zmanjšanje dveh molekul NAD⁺.

Vam lahko služi: petunias: značilnosti, habitat, gojenje, nega

V prisotnosti kisika lahko pot nadaljuje do Krebsovega cikla in verige elektronskih transportnih verig. V primeru, da je kisik odsoten, bi molekule sledile fermentacijski poti. Z drugimi besedami, glikoliza je pogosta presnovna pot aerobnega in anaerobnega dihanja.

Pred ciklom KREBS bi morala biti oksidativna dekarboksilacija piruvične kisline. Ta korak posreduje zelo pomemben encimski kompleks, imenovan dehidrogenaza piruvat, ki izvaja prej omenjeno reakcijo.

Tako piruvat postane radikalni acetil, ki ga pozneje zajame koencim A.

Krebs cikel

KREBS cikel, znan tudi kot cikel citronske kisline ali cikel trikarboksilne kisline, je sestavljen iz niza biokemičnih reakcij, ki jih katalizirajo specifični encimi, ki postopoma sproščajo kemično energijo, shranjeno v acetil koencimu, na acetil.

To je pot, ki popolnoma oksidira molekulo piruvata in se pojavlja v matriki mitohondrijev.

Ta cikel temelji na vrsti oksidacijskih in redukcijskih reakcij, ki prenašajo potencialno energijo v obliki elektronov na elemente, ki jih sprejemajo, zlasti na molekulo NAD⁺.

Povzetek cikla Krebs

Vsaka molekula piruvične kisline se razdeli na ogljikov dioksid in molekulo z dvema ogljikoma, znano kot acetilna skupina. Z Unijo za koencim A (omenjeno v prejšnjem razdelku) je oblikovan kompleks acetil koencim.

Dva ogljika piruvične kisline vstopita v cikel, kondenzirata z oksalacetatom in nastane šest -ogljikova citratska molekula. Tako se pojavijo oksidativne raztegnjene reakcije. Citrat se vrne v oksalacetat s teoretično proizvodnjo 2 molov ogljikovega dioksida, 3 moli Nadha, 1 Fadha₂ in 1 mol GTP.

Vam lahko služi: ribulosa: značilnosti, struktura in funkcije

Ker v glikolizi tvorita dve molekuli piruvata, molekula glukoze predvideva dve revoluciji Krebsovega cikla.

Veriga elektronskih transportnih verig

Veriga elektronskih transportnih verig je sestavljena iz beljakovinskega zaporedja, ki lahko izvede reakcije oksidacije in redukcije.

Prehod elektronov skozi te beljakovinske komplekse pomeni postopno sproščanje energije, ki se pozneje porabi pri ustvarjanju jede. Pomembno je opozoriti, da je zadnja reakcija verige nepopravljivega tipa.

V evkariontskih organizmih, ki imajo podcelične predelke, so elementi tekoče verige zasidrani na membrano mitohondrijev. V prokariotih, ki nimajo teh predelkov, se elementi verige nahajajo v plazemski membrani celice.

Reakcije te verige vodijo do tvorbe ATP, z energijo, ki jo dobimo s premikom vodika s strani transporterjev, dokler ne dosežejo končnega sprejemnika: kisik, reakcija, ki proizvaja vodo.

Razredi transportnih molekul

Veriga je sestavljena iz treh prevozniških različic. Prvi razred so flavoproteini, za katere je značilna prisotnost Flavina. Ta vrsta transporterja lahko naredi dve reakcijski vrsti reakcij, tako z redukcijo kot oksidacijo.

Druga vrsta tvori citokromi. Ti proteini imajo hemo skupino (na primer hemoglobin), ki lahko predstavlja različna stanja oksidacije.

Zadnji transportni razred je Ubiquinona, znan tudi kot koencim q. Te molekule niso beljakovinske narave.

Aerobni dihalni organizmi

Večina živih organizmov ima dihanje aerobnega tipa. Značilen je za evkariontske organizme (bitja z resničnim jedrom v njihovih celicah, ki jih omejuje membrana). Vse živali, rastline in glive dihajo aerobno.

Vam lahko služi: Trombin čas: fundacija, postopek, patologije

Živali in glive so heterotrofni organizmi, kar pomeni, da je treba v prehrani aktivno zaužiti "gorivo", ki se bo uporabljalo na presnovni poti dihanja. V nasprotju z rastlinami, ki imajo sposobnost proizvodnje lastne hrane s fotosintetskim.

Nekateri prokariontski žanri potrebujejo tudi kisik za dihanje. Natančneje, obstajajo stroge aerobne bakterije - to pomeni, da rastejo le v kisikovih okoljih, kot so Pseudomonas.

Drugi žanri bakterij lahko spremenijo anaerobno metabolizem glede na okoljske razmere, kot so salmonele. V prokariotih je aerobna ali anaerobna pomembna značilnost za razvrstitev.

Razlike z anaerobnim dihanjem

Nasproten postopek z aerobnim dihanjem je anaerobna modalnost. Najbolj očitna razlika med obema je uporaba kisika kot končnega sprejemnika elektronov. Anaerobno dihanje uporablja druge anorganske molekule, kot so sprejemniki.

Poleg tega je v anaerobnem dihanju končni produkt reakcij molekula, ki še vedno lahko nadaljuje z oksidacijo. Na primer mlečna kislina, ki se med fermentacijo tvori v mišicah. V nasprotju s tem so končni izdelki aerobnega dihanja ogljikov dioksid in voda.

Obstajajo tudi razlike od energetskega vidika. Na anaerobni poti se proizvajajo le dve molekuli ATP (ki ustrezajo glikolitični poti), medtem ko je pri aerobnem dihanju končni izdelek na splošno približno 38 molekul ATP - kar je pomembna razlika.

Reference

1. Campbell, m. K., & Farrell, s. Tudi. (2011). Biokemija. Šesta izdaja. Thomson. Brooks/Cole.
2. Curtis, h. (2006). Povabilo k biologiji. Šesta izdaja. Buenos Aires: Panamerican Medical.