Aerobinen hengitys

Eukaryooteissa solujen hengityskoneet sijaitsevat mitokondrioissa. NHGRI, Wikimedia Commons

Mikä on aerobinen hengitys?

Se Aerobinen hengitys o Aerobinen on biologinen prosessi, joka merkitsee energian saamista orgaanisista molekyyleistä - pääasiassa glukoosista - hapetusreaktioiden sarjassa, jossa elektronien lopullinen vastaanottaja on happea.

Tätä prosessia on läsnä suurimmassa osassa orgaanisia olentoja, erityisesti eukaryooteja. Kaikki eläimet, kasvit ja sienet hengittävät aerobicia. Lisäksi joillakin bakteereilla on myös aerobinen aineenvaihdunta.

Yleensä energian saamisprosessi glukoosimolekyylistä on jaettu glykolyysiin (tämä vaihe on yleinen sekä aerobisessa että anaerobisessa reitissä), Krebs -sykli- ja elektronien kuljetusketjussa.

Aerobisen hengityksen käsite vastustaa anaerobista hengitystä. Jälkimmäisessä elektronien lopullinen vastaanottaja on toinen epäorgaaninen aine, erilainen kuin happi. Se on tyypillistä joillekin prokaryooteille.

Aerobiset hengitysvaiheet

Aerobisen hengityksen vaiheet sisältävät tarvittavat vaiheet energian purkamiseksi orgaanisista molekyyleistä - tässä tapauksessa kuvaamme glukoosimolekyylin tapausta hengityspolttoaineena - kunnes saavutetaan happea vastaanottaja.

Tämä kompleksinen metabolinen reitti on jaettu glykolyysiin, Krebs -sykliin ja elektronikuljetinketjuun:

Glykolyysi

Ensimmäinen vaihe glukoosimonomeerin hajoamisessa on glykolyysi, jota kutsutaan myös glykolyysiksi. Tämä vaihe ei vaadi happea suoraan, ja on käytännössä läsnä, kaikki elävät olennot.

Tämän metabolisen reitin tavoitteena on glukoosin jakautuminen kahdessa pyruvihapon molekyylissä, jotka saavat kaksi nettoenergiamolekyyliä (ATP) ja kahden NAD -molekyylin pelkistäminen⁺.

Voi palvella sinua: Petunias: Ominaisuudet, elinympäristö, viljely, hoito

Hapen läsnä ollessa reitti voi jatkaa Krebs -syklille ja elektronikuljetinketjulle. Jos happi puuttuu, molekyylit seuraavat käymisreittiä. Toisin sanoen glykolyysi on aerobisen ja anaerobisen hengityksen yleinen metabolinen reitti.

Ennen Krebs -sykliä pyruvihapon oksidatiivisen dekarboksyloinnin tulisi tapahtua. Tätä vaihetta välittää erittäin tärkeä entsymaattinen kompleksi, jota kutsutaan dehydrogenaasi -pyruvaatiksi, joka suorittaa edellä mainitun reaktion.

Siten pyruvaatista tulee radikaali asetyyli, joka myöhemmin vangitaan koentsyymi A: lla, joka vastaa sen kuljettamisesta Krebs -sykliin.

Krebs -sykli

Krebs -sykli, joka tunnetaan myös nimellä sitruunahapposykli tai trikarboksyylihapposykli, koostuu sarjasta biokemiallisia reaktioita, joita katalysoivat spesifiset entsyymit, jotka vapauttavat asteittain asetyylikoentsyymissä asetetun kemiallisen energian asetyyliä varten.

Se on polku, joka hapettaa pyruvaattimolekyylin kokonaan ja tapahtuu mitokondriomatriisissa.

Tämä sykli perustuu sarjaan hapettumis- ja pelkistysreaktioita, jotka siirtävät potentiaalienergiaa elektronien muodossa elementeihin, jotka hyväksyvät ne, etenkin NAD -molekyylille⁺.

Krebs -syklin yhteenveto

Jokainen pyruvihapon molekyyli rikkoo hiilidioksidiksi ja kahden hiilimolekyylin, joka tunnetaan asetyyliryhmänä. Kun koentsyymi A (edellisessä osassa) liittyvä liitossa asetyylikoentsyymikompleksi muodostuu.

Pyruvihapon kaksi hiilihappoa saapuvat sykliin, tiivistyvät oksalastaatin kanssa ja kuuden hiilihihnan sitraattimolekyyli muodostetaan. Siten tapahtuu oksidatiivisia porrastettuja reaktioita. Sitraatti palaa oksalasetaattiin, kun teoreettinen tuotanto 2 moolia hiilidioksidia, 3 moolia NADH: ta, 1 FADH: sta₂ ja 1 mol GTP: tä.

Voi palvella sinua: Ribulosa: Ominaisuudet, rakenne ja toiminnot

Koska glykolyysissä muodostetaan kaksi pyruvaattimolekyyliä, glukoosimolekyyli olettaa kaksi Krebs -syklin kierrosta.

Elektronikuljetinketju

Elektronikuljetinketju koostuu proteiinisekvenssistä, jolla on kyky suorittaa hapetus- ja pelkistysreaktioita.

Elektronien kulku näiden proteiinikompleksien läpi muuttuu asteittaiseksi energian vapautukseksi, jota myöhemmin käytetään ATE: n muodostumisessa. On tärkeää huomata, että ketjun viimeinen reaktio on peruuttamatonta tyyppiä.

Eukaryoottisissa organismeissa, joilla on solunsisäiset osastot, kuljetinketjun elementit ankkuroituvat mitokondriokalvoon. Prokaryooteissa, joilla ei ole näitä osastoja, ketjun elementit sijaitsevat solun plasmamembraanissa.

Tämän ketjun reaktiot johtavat ATP: n muodostumiseen energian kautta, jonka kuljettajat saavat vedyn siirtämällä lopullisen vastaanottajan: happi, reaktio, joka tuottaa vettä.

Kuljettimolekyylien luokat

Ketju koostuu kolmesta kuljetusvariantista. Ensimmäinen luokka on flavoproteiineja, joille on ominaista Flavina. Tämäntyyppinen kuljetin voi tehdä kaksi reaktiota reaktiotyyppejä, sekä pelkistäminen että hapettuminen, vaihtoehtoisesti.

Toinen tyyppi muodostuu sytokromeista. Näillä proteiineilla on hemo -ryhmä (kuten hemoglobiini), joka voi esiintyä erilaisia ​​hapettumistiloja.

Viimeinen kuljetinluokka on Ubiquinona, joka tunnetaan myös nimellä Coenzyme Q. Nämä molekyylit eivät ole proteiinin luonnetta.

Aerobiset hengitysorganismit

Suurimmalla osalla elävistä organismeista on hengitys aerobisesta tyypistä. Se on tyypillistä eukaryoottisille organismeille (olennot, joilla on todellinen ydin niiden soluissa, kalvon rajaamat). Kaikki eläimet, kasvit ja sienet hengittävät aerobisesti.

Voi palvella sinua: trombiiniaika: perusta, menettely, patologiat

Eläimet ja sienet ovat heterotrofisia organismeja, mikä tarkoittaa, että hengityspolulla käytettävä "polttoaine" on käytettävä aktiivisesti ruokavaliossa. Päinvastoin kuin kasvit, joilla on kyky tuottaa omaa ruokaa fotosynteettisesti.

Jotkut prokaryoottiset tyylilajit tarvitsevat myös happea hengittämiseen. Erityisesti on tiukkoja aerobisia bakteereja - ts. Ne kasvavat vain happiympäristöissä, kuten Pseudomonas.

Muilla bakteerilajeilla on kyky muuttaa anaerobista aineenvaihduntaa ympäristöolosuhteiden, kuten Salmonlasin, mukaan. Prokaryooteissa aerobinen tai anaerobinen oleminen on tärkeä ominaisuus luokittelulle.

Erot anaerobisen hengityksen kanssa

Aerobisen hengityksen päinvastainen prosessi on anaerobinen modaalisuus. Ilmeisin ero näiden kahden välillä on hapen käyttö lopullisena elektronia vastaanottajana. Anaerobinen hengitys käyttää muita epäorgaanisia molekyylejä, kuten vastaanottajia.

Lisäksi anaerobisessa hengityksessä reaktioiden lopputuote on molekyyli, jolla on edelleen potentiaalia jatkaa hapettamista. Esimerkiksi lihaksissa muodostettu maitohappo käymisen aikana. Sitä vastoin aerobisen hengityksen lopputuotteet ovat hiilidioksidia ja vettä.

Energian kannalta on myös eroja. Anaerobisessa reitissä tuotetaan vain kaksi ATP -molekyyliä (vastaavat glykolyyttistä reittiä), kun taas aerobisessa hengityksessä lopputuote on yleensä noin 38 ATP -molekyyliä - mikä on merkittävä ero.

Viitteet

1. Campbell, M. K -k -., & Farrell, S. JOMPIKUMPI. (2011). Biokemia. Kuudes painos. Thomson. Brooks/Cole.
2. Curtis, H. (2006). Kutsu biologiaan. Kuudes painos. Buenos Aires: Panamerican Medical.