Aerobe ademhaling

In eukaryoten bevindt cellulaire ademhalingsmachines zich in mitochondria. NHGRI, Wikimedia Commons

Wat is aerobe ademhaling?

De Aerobe ademhaling o Aerobe is een biologisch proces dat impliceert dat energie uit organische moleculen wordt verkregen - voornamelijk glucose - door een reeks oxidatiereacties, waarbij de uiteindelijke acceptor van elektronen zuurstof is.

Dit proces is aanwezig in de overgrote meerderheid van de organische wezens, met name eukaryoten. Alle dieren, planten en schimmels ademen aerobics. Bovendien vertonen sommige bacteriën ook een aerobe metabolisme.

Over het algemeen is het proces van het verkrijgen van energie uit het glucosemolecuul verdeeld in glycolyse (deze stap is gebruikelijk zowel in de aerobe als in de anaërobe route), Krebs -cyclus en elektrontransportketen.

Het concept van aerobe ademhaling verzet zich tegen anaërobe ademhaling. In het laatste is de uiteindelijke acceptor van elektronen een andere anorganische stof, anders dan zuurstof. Het is typerend voor sommige prokaryoten.

Aerobe ademhalingsfasen

De stadia van aerobe ademhaling omvatten de nodige stappen om energie uit organische moleculen te extraheren - in dit geval zullen we het geval van het glucosemolecuul beschrijven als ademhalingsbrandstof - tot het bereiken van de zuurstofacceptor.

Deze complexe metabole route is verdeeld in glycolyse, Krebs -cyclus en elektronentransportketen:

Glycolyse

De eerste stap voor de afbraak van het glucosemonomeer is glycolyse, ook wel glycolyse genoemd. Deze stap vereist niet direct zuurstof en is vrijwel aanwezig, alle levende wezens.

Het doel van deze metabole route is de splitsing van glucose in twee pyruvinezuurmoleculen, het verkrijgen van twee netto energiemoleculen (ATP) en de reductie van twee NAD -moleculen⁺.

Kan u van dienst zijn: Petunias: kenmerken, habitat, teelt, zorg

In aanwezigheid van zuurstof kan de route doorgaan naar de Krebs -cyclus en de elektronentransportieketen. In het geval dat de zuurstof afwezig is, zouden de moleculen de gistingsroute volgen. Met andere woorden, glycolyse is een veel voorkomende metabole route van aerobe en anaërobe ademhaling.

Voorafgaand aan de Krebs -cyclus zou oxidatieve decarboxylering van pyruvinezuur moeten optreden. Deze stap wordt gemedieerd door een zeer belangrijk enzymatisch complex, dehydrogenase pyruvaat genoemd, dat de bovengenoemde reactie uitvoert.

Aldus wordt het pyruvaat een radicale acetyl die later wordt gevangen door co -enzym A, belast met het transporteren naar de Krebs -cyclus.

citroenzuurcyclus

De Krebs -cyclus, ook bekend als citroenzuurcyclus of tricarbonzuurcyclus, bestaat uit een reeks biochemische reacties gekatalyseerd door specifieke enzymen die geleidelijk de chemische energie afgeven die is opgeslagen in acetylco -enzym tot acetyl.

Het is een pad dat het pyruvaatmolecuul volledig oxideert en optreedt in de mitochondria -matrix.

Deze cyclus is gebaseerd op een reeks oxidatie- en reductiereacties die potentiële energie overbrengen in de vorm van elektronen naar elementen die ze accepteren, met name naar de NAD -molecuul⁺.

Krebs -cyclus samenvatting

Elk pyruvinezuurmolecuul wordt verbroken in koolstofdioxide en een molecuul met twee koolstofarme, bekend als acetylgroep. Met de Unie aan co -enzyme A (vermeld in de vorige sectie) wordt het acetylco -enzymcomplex gevormd tot.

De twee koolstofatomen van het pyruvinezuur komen de cyclus binnen, condenseren met oxalacetaat en een zes -koolstofcitraatmolecuul wordt gevormd. Aldus treden oxidatieve gespreide reacties op. Citraat keert terug naar oxalacetaat met een theoretische productie van 2 mol kooldioxide, 3 mol NADH, 1 van FADH₂ en 1 mol GTP.

Kan u dienen: Ribulosa: kenmerken, structuur en functies

Omdat twee pyruvaatmoleculen worden gevormd in glycolyse, veronderstelt een glucosemolecuul twee revoluties van de Krebs -cyclus.

Elektronentransportieketting

Een elektronentransportieketen bestaat uit een eiwitsequentie die het vermogen heeft om oxidatie- en reductiereacties uit te voeren.

De doorgang van elektronen door deze eiwitcomplexen vertaalt zich in een geleidelijke afgifte van energie die vervolgens wordt gebruikt bij de generatie van ATE. Het is belangrijk op te merken dat de laatste reactie van de ketting van het onomkeerbare type is.

In eukaryotische organismen, die subcellulaire compartimenten hebben, zijn de elementen van de transportketen verankerd aan het mitochondria -membraan. In de prokaryoten, die deze compartimenten missen, bevinden de elementen van de keten zich in het plasmamembraan van de cel.

De reacties van deze keten leiden tot de vorming van ATP, door de energie verkregen door de verplaatsing van waterstof door transporters, tot het bereiken van de uiteindelijke acceptor: zuurstof, reactie die water produceert.

Klassen van transportmoleculen

De ketting bestaat uit drie transportvarianten. De eerste klasse zijn flavoproteïnen, gekenmerkt door de aanwezigheid van flavina. Dit type transportband kan twee reacties van reacties maken, zowel van reductie als van oxidatie, alternatief.

Het tweede type wordt gevormd door cytochromen. Deze eiwitten hebben een Hemo -groep (zoals hemoglobine), die verschillende oxidatietoestanden kan presenteren.

De laatste transportklasse is de Ubiquinona, ook bekend als co -enzym Q. Deze moleculen zijn geen eiwitkarakter.

Aerobe ademhalingsorganismen

De meeste levende organismen hebben een ademen van het aerobe type. Het is typerend voor eukaryotische organismen (wezens met een echte kern in hun cellen, afgebakend door een membraan). Alle dieren, planten en schimmels ademen aerobisch.

Kan u van dienst zijn: trombine Tijd: fundering, procedure, pathologieën

Dieren en schimmels zijn heterotrofe organismen, wat betekent dat de "brandstof" die zal worden gebruikt in het metabole pad van ademhaling actief moet worden geconsumeerd in het dieet. In tegenstelling tot planten, die de mogelijkheid hebben om hun eigen voedsel te produceren door fotosynthetisch via.

Sommige prokaryotische genres hebben ook zuurstof nodig om te ademen. In het bijzonder zijn er strikte aerobe bacteriën - dat wil zeggen, ze groeien alleen in zuurstofomgevingen, zoals Pseudomonas.

Andere bacteriegenres hebben het vermogen om hun anaërobe metabolisme te veranderen volgens omgevingscondities, zoals Salmonlas. In prokaryoten is aerobe of anaërobe zijn een belangrijk kenmerk voor classificatie.

Verschillen met anaërobe ademhaling

Het tegenovergestelde proces van aerobe ademhaling is anaërobe modaliteit. Het meest voor de hand liggende verschil tussen de twee is het gebruik van zuurstof als de uiteindelijke elektronenacceptor. Anaërobe ademhaling maakt gebruik van andere anorganische moleculen zoals acceptoren.

Bovendien is in anaërobe ademhaling het eindproduct van reacties een molecuul dat nog steeds potentieel heeft om te blijven oxideren. Bijvoorbeeld melkzuur gevormd in de spieren tijdens fermentatie. De eindproducten van aerobe ademhaling zijn daarentegen koolstofdioxide en water.

Er zijn ook verschillen met het oogpunt van energie. In de anaërobe route worden slechts twee ATP -moleculen (overeenkomend met de glycolytische route) geproduceerd, terwijl in aerobe ademhaling het eindproduct over het algemeen ongeveer 38 ATP -moleculen is - wat een significant verschil is.

Referenties

1. Campbell, m. K., & Farrell, s. OF. (2011). Biochemie. Zesde editie. Thomson. Brooks/Cole.
2. Curtis, h. (2006). Uitnodiging voor de biologie. Zesde editie. Buenos Aires: Panamerican Medical.