Anaerobinen hengitys

Anaerobinen hengitys on läsnä prokaryooteissa. Pixabay

Mikä on anaerobinen hengitys?

Se Anaerobinen hengitys o Anaerobinen on aineenvaihduntataso, jossa kemiallinen energia vapautuu orgaanisten molekyylien perusteella. Tämän prosessin lopullinen elektronien hyväksyjä on muu molekyyli kuin happi, kuten nitraatti -ioni tai sulfaatit.

Tämän tyyppistä aineenvaihduntaa esittelevät organismit ovat prokaryooteja ja niitä kutsutaan anaerobisiksi organismeiksi. Prokaryootit, jotka ovat ehdottomasti anaerobeja, voivat elää vain ympäristöissä, joissa happea ei ole, koska se on erittäin myrkyllinen ja jopa tappava.

Tietyt mikro -organismit - bakteerit ja hiivat - saavat energiansa käymisprosessin kautta. Tässä tapauksessa prosessi ei vaadi happea tai elektronikuljetinketjua. Glykolyysin jälkeen lisätään ylimääräistä ylimääräistä reaktiota ja lopputuote voi olla etyylialkoholi.

Teollisuus on vuosien ajan hyödyntänyt tätä prosessia ihmisravinnolle kiinnostavien tuotteiden, kuten leivän, viinin, oluen tuottamiseksi.

Lihaksemme kykenevät myös suorittamaan anaerobisen hengityksen. Kun nämä solut ovat voimakkaita ponnisteluja, maitoinen käymisprosessi alkaa, mikä tarkoittaa tämän tuotteen kertymistä lihaksiin, aiheuttaen väsymystä.

Anaerobisen hengityksen ominaisuudet

ATP -muotoinen energia saadaan

Hengitys on ilmiö, jolla energiaa saadaan ATP: n muodossa, perustuen erilaisiin orgaanisiin molekyyleihin - pääasiassa hiilihydraatteihin. Tämä prosessi tapahtuu erilaisten kemiallisten reaktioiden ansiosta, jotka tapahtuvat solujen sisällä.

Erilaisia ​​energialähteitä

Vaikka tärkein energialähde useimmissa organismeissa on glukoosi, muita molekyylejä voidaan käyttää energian uuttamiseen, kuten muihin sokereihin, rasvahappoihin tai äärimmäisen tarpeen tapauksissa, aminohapot - proteiinien rakenteelliset lohkot.

Energia, jonka kukin molekyyli pystyy vapauttamaan. Näiden molekyylien hajoamisen biokemialliset reitit tai reitit riippuvat pääasiassa hapen läsnäolosta tai ei. Tällä tavalla voimme luokitella hengittämisen kahteen suureen ryhmään: anaerobinen ja aerobinen.

Lopullinen vastaanottaja

Anaerobian hengityksessä ATP: n tuottama elektronikuljetinketju ja elektronien lopullinen vastaanottaja on orgaaninen aine, kuten nitraatti -ioni, sulfaatit, muun muassa.

Voi palvella sinua: Protonefridit

Erilainen kuin käyminen

On tärkeää olla sekoittamatta tämän tyyppistä anaerobista hengitystä käymisessä. Molemmat prosessit ovat riippumattomia hapesta, mutta jälkimmäisessä ei ole elektronikuljetinketjua.

Anaerobiset hengitystyypit

Nitraattien käyttö elektronia vastaanottajana

Laaja ryhmä anaerobisia hengitysbakteereja on luetteloitu nitraattiraaviksi bakteereiksi. Tässä ryhmässä elektronikuljetinketjun lopullinen vastaanottaja on no -ioni₃^-.

Tässä ryhmässä on erilaisia ​​fysiologisia tapoja. Nitraattien pelkistimet voivat olla hengitystyyppisiä, missä ioni ei₃^- Siitä tulee ei₂^-; Ne voivat olla denitrifioivia, missä tämä ioni kulkee n₂, tai assimilaattorityyppi, jossa kyseinen ioni muuttuu NH: ksi₃.

Elektronin luovuttajat voivat olla pyruvaattia, sukkinaatti, laktaatti, glyseroli, nadh, muun muassa. Tämän aineenvaihdunnan edustava organismi on hyvin tunnettuja bakteereja Escherichia coli.

Sulfaattien käyttö elektronia vastaanottajana

Vain muutama laji tiukkoja anaerobisia bakteereja pystyy ottamaan sulfaatti -ionin ja muuttamaan sen S: ksi^2- ja vettä. Muutamia substraatteja käytetään reaktioon, yleisimpiä ovat maitohappo ja neljä hiilidikarboksyylihappoa.

Hiilidioksidin käyttö elektronia vastaanottajana

Archaeas ovat prokaryoottisia organismeja, jotka yleensä asuvat äärialueilla, ja niille on ominaista erityiset aineenvaihduntareitit.

Yksi näistä on kaaret, jotka pystyvät tuottamaan metaania ja saavuttamaan sen käyttämään hiilidioksidia lopullisena vastaanottajana. Reaktion lopputuote on metaanikaasu (CH₄-A.

Nämä organismit elävät vain hyvin erityisillä ekosysteemien alueilla, joilla vetypitoisuus on korkea, koska se on yksi reaktion välttämättömistä elementeistä - järvien taustana tai tiettyjen nisäkkäiden ruoansulatuskanava.

Erot anaerobisen hengityksen ja käymisen välillä

Kuten mainitsimme, käyminen on aineenvaihduntaprosessi, joka ei vaadi hapen esiintymistä suoritettaessa. Huomaa, että eroaa edellisessä osassa mainittu anaerobisesta hengityksestä elektronikuljetinketjun puuttuessa.

Käymiselle on ominaista prosessi, joka vapauttaa sokereihin tai muihin orgaanisiin molekyyleihin perustuvan energiaa, ei vaadi happea, ei tarvitse Krebs- tai elektronikuljetinketjua, sen lopullinen vastaanottaja on orgaaninen molekyyli ja tuottaa pieniä määriä ATP: tä - yksi tai kaksi.

Voi palvella sinua: Laktogeneesi: Ominaisuudet ja vaiheet

Kun solu on suorittanut glykolyysiprosessin, se saa kaksi pyruvihapon molekyyliä jokaiselle glukoosimolekyylille.

Jos hapen saatavuutta ei ole, solu voi turvautua orgaanisen molekyylin muodostumiseen NAD: n tuottamiseksi⁺ tai nadp⁺ joka voi siirtyä toiseen glykolyysisykliin.

Fermentoinnista suoritetusta organismista riippuen lopputuote voi olla maitohappo, etanoli, propionihappo, etikkahappo, butrinen happo, butanoli, asetoni, isopropyylialkoholi, sucniinihappo, muurahaishappo, butanedioli, muun muassa.

Nämä reaktiot liittyvät yleensä myös hiilidioksidin erittymiseen tai dihydrogeenimolekyyleihin.

Esimerkkejä organismeista, joilla on anaerobinen hengitys

Tiukat anaerobit

Mikro -organismeja, joihin hapen esiintyminen vaikuttaa, kutsutaan tiukasti anaerobiseksi, kuten sukupuoli Clostridium.

Anaerobisen aineenvaihdunnan saaminen antaa näille mikro -organismeille kolonisoida äärimmäisiä ympäristöjä, joissa ei ole happea, jossa aerobiset organismit eivät voineet asua, kuten erittäin syviä vettä, maaperää tai joidenkin eläinten ruoansulatuskanavia.

Valinnaiset anaerobit

Lisäksi on joitain mikro -organismeja, jotka kykenevät vuorottelemaan aerobisen ja anaerobisen tyyppisen aineenvaihdunnan välillä niiden tarpeista ja ympäristöolosuhteista riippuen.

On kuitenkin bakteereja, joilla.

Mikrobiologisissa tieteissä aineenvaihdunnan tyyppi on hahmo, joka auttaa mikro -organismien tunnistamista.

Organismit, joilla on kyky käydä

Lisäksi on olemassa muita organismeja, jotka kykenevät suorittamaan hengitystietä ilman happea tai kuljetinketjua, ts.

Niistä löydämme jonkin tyyppisiä hiivoja (Saccharomyces), bakteerit (Streptococcus, Lactobacillus, Bacillus, Propionibacterium, Escherichia, Salmonella, Enterobacter) ja jopa omat lihassolumme. Prosessin aikana jokaiselle lajille on ominaista erillinen eri tuote.

Geobacter -genre

Jotkut Geobacter -genren organismit, kuten G. Metallireduzens ja G. Sulphurreduzens He voivat käyttää humiinia aineita, kuten elektroneja antajaa ja käyttää nitraattia ja/tai fumaraattia elektronien vastaanottajina.

Yleensä tämän prosessin suorittavat organismit vähentävät nitraatteja (ei₃^-) Nitrito (ei₂^-) entsyymin nitraattireduktaasin avulla. Muut organismit voivat puolestaan ​​käyttää nitriittejä elektronia vastaan.

Se voi palvella sinua: ihmisen ja eläinten biologinen determinismi

Desulfovibrio desulfurikaanit

Desulfovibrio desulfurikaanit Se on pelkistävä sulfaattibakteeri. Tällaiset bakteerit käyttävät sulfaattia lopullisena elektronia vastaanottajana.

Anaeromyxobacter dehalogenans

Elävillä organismeilla on suuri kyky sopeutua, mikä on antanut monille mahdollisuuden käyttää useita elektroneja vastaan.

Näin on Anaeromyxobacter dehalogenans, Kanta, jota voidaan käyttää elektronia vastaan, yhdisteinä yhtä erilaisia ​​kuin nitriitit, nitraatit, rauta, happi, fumaraatti ja jopa uraani.

Ekologinen merkitys

Ekologian näkökulmasta anaerobinen hengitys täyttää ekosysteemien transsendenttiset toiminnot. Tämä prosessi tapahtuu erilaisissa elinympäristöissä, kuten meren sedimenteissä tai makean veden rungossa, syvissä maaperäympäristöissä.

Jotkut bakteerit vievät sulfaatteja rikkivetyjen muodostamiseksi ja karbonaattia käyttämään metaanin muodostumista varten. Muut lajit kykenevät käyttämään nitraatti -ionia ja vähentämään sitä nitriitti -ioniksi, typpioksidiksi tai kaasumaiseksi typeksi.

Nämä prosessit ovat elintärkeitä luonnollisissa sykleissä, sekä typen että rikin kannalta. Esimerkiksi anaerobinen reitti on pääreitti, jolla typpi on kiinteä ja pystyy palaamaan kaasun muotoiseen ilmakehään.

Erot aerobisen hengityksen kanssa

Ilmeisin ero näiden kahden metabolisen prosessin välillä on hapen käyttö. Aerobicissa tämä molekyyli toimii lopullisena elektronia vastaanottajana.

Energia, aerobinen hengitys on paljon kannattavampaa, koska se vapauttaa tärkeitä määriä energiaa - noin 38 ATP -molekyyliä. Sitä vastoin hengittämiseen hapen puuttuessa on ominaista paljon pienempi ATP -määrä, joka vaihtelee suuresti kehosta riippuen.

Myös erittymistuotteet vaihtelevat. Aerobinen hengitys päättyy hiilidioksidin ja veden tuotantoon, kun taas aerobisissa välituotteissa on vaihdettu - kuten esimerkiksi maitohappo, alkoholi tai muut orgaaniset hapot.

Nopeuden suhteen aerobinen hengitys vie paljon kauemmin. Siten anaerobinen prosessi edustaa organismeille nopeaa energialähdettä.

Viitteet

1. Paroni, s. (1996). Mikrobiologian lääketiede. 4. painos. Texasin yliopiston lääketieteellinen sivukonttori Galvestonissa.
2. Beckett, b. S. (1986). Biologia: moderni johdanto. Oxford University Press, USA.