Aeróbne dýchanie

V eukaryotoch sa bunkové dýchacie zariadenie nachádza v mitochondriách. NHGRI, Wikimedia Commons

Čo je aeróbne dýchanie?

Ten Aeróbne dýchanie o aerób je biologický proces, ktorý naznačuje získanie energie z organických molekúl - hlavne glukózy - sériou oxidačných reakcií, kde konečným akceptorom elektrónov je kyslík.

Tento proces je prítomný v drvivej väčšine organických bytostí, konkrétne eukaryotov. Všetky zvieratá, rastliny a huby dýchajú aerobik. Okrem toho niektoré baktérie vykazujú aj aeróbny metabolizmus.

Vo všeobecnosti je proces získania energie z glukózovej molekuly rozdelený na glykolýzu (tento krok je bežný v aeróbnej aj anaeróbnej dráhe), cyklu Krebs a elektrónového transportného reťazca.

Koncept aeróbneho dýchania proti anaeróbne dýchanie. V druhom menovanom je konečný akceptor elektrónov ďalšou anorganickou látkou, ktorá sa líši od kyslíka. Je to typické pre niektoré prokaryoty.

Aeróbne dýchacie fázy

Fázy aeróbneho dýchania zahŕňajú potrebné kroky na extrahovanie energie z organických molekúl - v tomto prípade opíšeme prípad glukózovej molekuly ako respiračné palivo - až do dosiahnutia akceptora kyslíka.

Táto komplexná metabolická dráha je rozdelená na glykolýzu, cyklus Krebs a reťazec elektrónového dopravníka:

Glykolýza

Prvým krokom degradácie glukózového monoméru je glykolýza, tiež nazývaná glykolýza. Tento krok nevyžaduje priamo kyslík a je prakticky prítomný, všetky živé bytosti.

Cieľom tejto metabolickej dráhy je rozdelenie glukózy v dvoch molekulách kyseliny pyruvovej, získanie dvoch čistej energetickej molekúl (ATP) a redukcia dvoch molekúl NAD⁺.

Môže vám slúžiť: Petunias: Charakteristiky, biotop, kultivácia, starostlivosť

V prítomnosti kyslíka môže trasa pokračovať do cyklu Krebs a reťazca elektrónového dopravníka. V prípade, že kyslík chýba, molekuly by nasledovali fermentačnú cestu. Inými slovami, glykolýza je bežnou metabolickou cestou aeróbneho a anaeróbneho dýchania.

Pred cyklom Krebs by sa mala vyskytnúť oxidačná dekarboxylácia kyseliny pyruvovej. Tento krok je sprostredkovaný veľmi dôležitým enzymatickým komplexom nazývaným pyruvát dehydrogenázy, ktorý vykonáva vyššie uvedenú reakciu.

Pyruvát sa teda stáva radikálnym acetylom, ktorý je neskôr zachytený koenzýmom A, zodpovedným za jeho transport do cyklu Krebs.

Krebs

Krebsový cyklus, známy tiež ako cyklus kyseliny citrónovej alebo cyklus kyseliny trikarboxylovej, pozostáva zo série biochemických reakcií katalyzovaných špecifickými enzýmami, ktoré postupne uvoľňujú chemickú energiu skladovanú v acetylovom koenzýme na acetyl.

Je to cesta, ktorá úplne oxiduje molekulu pyruvátu a vyskytuje sa v mitochondriovej matrici.

Tento cyklus je založený na sérii oxidačných a redukčných reakcií, ktoré prenášajú potenciálnu energiu vo forme elektrónov na prvky, ktoré ich prijímajú, najmä do molekuly NAD⁺.

Zhrnutie cyklu Krebs

Každá molekula kyseliny pyruvovej je rozdelená na oxid uhličitý a molekula s dvoma karbónmi, známa ako acetylová skupina. S Úniou do koenzýmov A (uvedené v predchádzajúcej časti) je komplex acetyl koenzýmu vytvorený do.

Dva uhlíky kyseliny pyruvovej vstúpia do cyklu, kondenzujú sa oxalacetátom a tvorí sa molekula citrátu s uhlom šiestich karbonových uhlíkov. Vyskytujú sa teda oxidačné rozložené reakcie. Citrát sa vracia na oxalacetát s teoretickou produkciou 2 mólov oxidu uhličitého, 3 móly NADH, 1 z FADH₂ a 1 mol GTP.

Môže vám slúžiť: Ribulosa: Charakteristiky, štruktúra a funkcie

Pretože sa v glykolýze tvoria dve molekuly pyruvátu, molekula glukózy predpokladá dve otáčky cyklu Krebs.

Elektrónový dopravný reťazec

Elektrónový dopravný reťaz pozostáva z proteínovej sekvencie, ktorá má schopnosť vykonávať oxidačné a redukčné reakcie.

Priechod elektrónov cez tieto proteínové komplexy sa premieta do postupného uvoľňovania energie, ktorá sa následne používa pri tvorbe ATE. Je dôležité poznamenať, že posledná reakcia reťazca je nezvratného typu.

V eukaryotických organizmoch, ktoré majú subcelulárne kompartmenty, sú prvky dopravného reťazca ukotvené k mitochondriovej membráne. V prokaryotoch, ktoré nemajú tieto kompartmenty, sú prvky reťazca umiestnené v plazmatickej membráne bunky.

Reakcie tohto reťazca vedú k tvorbe ATP, prostredníctvom energie získanej vytesnením vodíka transportérmi, až kým nedosiahne konečný akceptor: kyslík, reakcia, ktorá produkuje vodu.

Triedy molekúl dopravníka

Reťaz sa skladá z troch prepravných variantov. Prvou triedou sú flavoproteíny, ktoré sa vyznačujú prítomnosťou Flaviny. Tento typ dopravníka môže alternatívne robiť dva typy reakcií reakcií, redukcie aj oxidáciu.

Druhý typ je tvorený cytochrómami. Tieto proteíny majú hemo skupinu (napríklad hemoglobín), ktorá môže vykazovať rôzne oxidačné stavy.

Poslednou triedou dopravníka je ubichinona, známa tiež ako Coenzým Q. Tieto molekuly nie sú proteínovou povahou.

Aeróbne dýchacie organizmy

Väčšina živých organizmov má dýchanie aeróbneho typu. Je typický pre eukaryotické organizmy (bytosti so skutočným jadrom v ich bunkách, vymedzené membránou). Všetky zvieratá, rastliny a huby dýchajú aeróbne.

Môže vám slúžiť: trombínový čas: nadácia, postup, patológie

Zvieratá a huby sú heterotrofické organizmy, čo znamená, že „palivo“, ktoré sa bude používať v metabolickej ceste dýchania, sa musí aktívne konzumovať v diéte. Na rozdiel od rastlín, ktoré majú schopnosť vyrábať svoje vlastné jedlo pomocou fotosyntetiky Via.

Niektoré prokaryotické žánre tiež potrebujú kyslík na dýchanie. Konkrétne existujú prísne aeróbne baktérie - to znamená, že rastú iba v kyslíkovom prostredí, ako sú Pseudomonas.

Iné žánre baktérií majú schopnosť zmeniť svoj anaeróbny metabolizmus podľa podmienok prostredia, ako je napríklad lososy. V prokaryotoch je byť aeróbny alebo anaeróbny dôležitou charakteristikou klasifikácie.

Rozdiely s anaeróbnym dýchaním

Opačným procesom ako aeróbne dýchanie je anaeróbna modalita. Najzreteľnejším rozdielom medzi nimi je použitie kyslíka ako konečného akceptora elektrónov. Anaeróbne dýchanie používa iné anorganické molekuly, ako sú akceptory.

Okrem toho v anaeróbnom dýchaní je konečný produkt reakcií molekula, ktorá má stále potenciál pokračovať v oxidácii. Napríklad kyselina mliečna tvorená vo svaloch počas fermentácie. Naopak, konečné produkty aeróbneho dýchania sú oxid uhličitý a voda.

Existujú tiež rozdiely od energetického hľadiska. V anaeróbnej dráhe sa produkujú iba dve molekuly ATP (zodpovedajúce glykolytickej dráhe), zatiaľ čo pri aeróbnom dýchaní je konečný produkt vo všeobecnosti asi 38 molekúl ATP - čo je významný rozdiel.

Odkazy

1. Campbell, m. Klimatizovať., & Farrell, s. Ani. (2011). Biochémia. Šieste vydanie. Thomson. Brooks/cole.
2. Curtis, h. (2006). Pozvanie na biológiu. Šieste vydanie. Buenos Aires: Panamerican Medical.