Όταν ακούτε τον όρο αναπνοή, μπορεί φυσικά να σκεφτείτε τους πνεύμονές σας, επειδή η αναπνοή σημαίνει αναπνοή. Ωστόσο, κυτταρική αναπνοή είναι ο τρόπος με τον οποίο τα κύτταρα παράγουν ενέργεια από τα μόρια της τροφής που τρώτε.
Αυτή η διαδικασία μπορεί να είναι είτε αερόβια ή αναερόβια - απαιτούν οξυγόνο ή όχι. Όσον αφορά τους ευκαρυωτικούς, που όλοι έχουν ξεχωριστούς πυρήνες που περιέχουν τις γενετικές τους πληροφορίες, ο τύπος της κυτταρικής αναπνοής ποικίλλει ανάλογα με τις περιστάσεις και ακόμη και το είδος.
TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)
Τα περισσότερα ευκαρυωτικά κύτταρα χρησιμοποιούν αερόβια αναπνοή, το οποίο βασίζεται στο οξυγόνο και είναι πιο αποτελεσματικό για την παραγωγή ενέργειας. Ωστόσο, ορισμένα ευκαρυωτικά κύτταρα στρέφονται προς αναερόβια αναπνοή όταν το οξυγόνο δεν είναι διαθέσιμο. Οι επιστήμονες ανακάλυψαν πρόσφατα τρία εκπληκτικά ευκαρυωτικά που ζουν σε ένα μέρος του ωκεανού χωρίς οξυγόνο και ως εκ τούτου χρησιμοποιούν πάντα αναερόβια αναπνοή.
Τι είναι η κυτταρική αναπνοή;
Όλα τα ζωντανά πλάσματα χρειάζονται ενέργεια. Ωστόσο, η διαδικασία εξοικονόμησης ενέργειας δεν τελειώνει όταν καταπιείτε το burrito. Η κυτταρική αναπνοή είναι α βιοχημική πορεία που απελευθερώνει την ενέργεια που είναι αποθηκευμένη στους χημικούς δεσμούς που συγκρατούν αυτά τα μόρια τροφίμων.
Γενικά χρησιμοποιούνται ευκαρυωτικά κύτταρα αερόβια αναπνοή - που απαιτεί οξυγόνο - για να παράγει χρήσιμη ενέργεια που ονομάζεται ATP από μόρια γλυκόζης. Το γενικό σχήμα αερόβιας αναπνοής σε ευκαρυωτικά κύτταρα περιλαμβάνει τρία πολύπλοκα στάδια: γλυκόλυση, ο κύκλος του κιτρικού οξέος και το αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων αντιδράσεις. Αυτός ο τύπος αναπνοής λαμβάνει χώρα κυρίως σε εξειδικευμένα οργανίδια που ονομάζονται μιτοχόνδρια.
Τα προκαρυωτικά κύτταρα, από την άλλη πλευρά, τείνουν να χρησιμοποιούν αναερόβια αναπνοή - χωρίς να απαιτείται οξυγόνο. Ενώ μπορούν να χρησιμοποιούν αερόβια αναπνοή, συχνά μπορούν να δημιουργήσουν αρκετή ενέργεια μέσω της αναερόβιας αναπνοής. Το πρώτο βήμα με την αναερόβια αναπνοή είναι επίσης η γλυκόλυση, η οποία αποδίδει δύο μόρια ΑΤΡ από μία γλυκόζη.
Επίσης παράγει πυροσταφυλικό, η οποία μπορεί να ακολουθήσει δύο τρόπους: προς ζύμωση ή προς γαλακτικό οξύ (χρησιμοποιείται από ζωικά κύτταρα υπό ορισμένες συνθήκες). Αυτός ο τύπος κυτταρικής αναπνοής λαμβάνει χώρα κυρίως στο κυτόπλασμα.
Aerobic vs Αναερόβια Αναπνοή
Η απόδοση ενέργειας από την αναερόβια αναπνοή δεν είναι τόσο καλή όσο η απόδοση από την αερόβια αναπνοή. Για το λόγο αυτό, οι ευκαρυωτικοί χρησιμοποιούν πάντα αερόβια κυτταρική αναπνοή όταν υπάρχει διαθέσιμο οξυγόνο. Ωστόσο, μερικές φορές τα ευκαρυωτικά κύτταρα στρέφονται αναερόβια αναπνοή όταν εξαντλούνται το οξυγόνο που χρειάζονται για αερόβια αναπνοή.
Το καλύτερο παράδειγμα αυτού είναι το δικό σας μυϊκά κύτταρα. Όταν έχετε εργαστεί τόσο σκληρά ώστε τα μυϊκά σας κύτταρα να έχουν καταναλώσει όλο το διαθέσιμο οξυγόνο, τα κύτταρα σας απλά μεταβαίνουν στην αναερόβια οδό για να σας κρατήσουν. Αυτό παράγει γαλακτικό οξύ, η οποία μπορεί να οξειδωθεί στην καρδιά για ενέργεια ή να μετατραπεί σε γλυκόζη στο ήπαρ, εάν δεν χρειάζεται πλέον.
Μια νέα (ish) ανακάλυψη
Για μεγάλο χρονικό διάστημα, οι επιστήμονες πίστευαν ότι ενώ ορισμένα ευκαρυωτικά κύτταρα στράφηκαν σε αναερόβια αναπνοή όταν έπρεπε απολύτως και ότι όλα τα ευκαρυωτικά βασίζονταν κατά προτίμηση στην αερόβια αναπνοή. Φανταστείτε την έκπληξή τους όταν ανακάλυψαν την ύπαρξη πολυκυτταρικών οργανισμών που δεν είχαν ποτέ συναντήσει οξυγόνο, πολύ λιγότερο το χρησιμοποίησαν για κυτταρικές διεργασίες!
Το 2010, οι επιστήμονες που χτενίζουν το δάπεδο της Μεσογείου βρήκαν τρία τέτοια είδη θαμμένα σε ιζήματα - περίπου 10.000 πόδια κάτω από την επιφάνεια του ωκεανού. Αυτή η λεκάνη είναι υπεραλσίνη, ή περίπου οκτώ φορές πιο αλατισμένο από το κανονικό θαλασσινό νερό. Αυτή η πυκνότητα σημαίνει ότι το νερό στη λεκάνη δεν μπορεί να αναμειχθεί με το κανονικό θαλασσινό νερό πάνω από αυτό, το οποίο το κάνει ανοξικόςή εντελώς χωρίς οξυγόνο.
Οι επιστήμονες πρόσθεσαν τους τρεις οργανισμούς που βρήκαν στο πιο πρόσφατο όνομα ζώο φυλό, που ονομάζεται Loricifera. καλούνται τώρα Spinoloricus cinziae, Rugiloricus Νοέμβριος. sp. και Pliciloricus Νοέμβριος. sp. Δεδομένου ότι αυτοί οι μικροσκοπικοί θαλάσσιοι critters περνούν όλη τους τη ζωή χωρίς να συναντούν ποτέ οξυγόνο, τους μιτοχόνδρια είναι περισσότερο σαν υδρογονόσωμα, τα οποία είναι τα οργανίδια που εκτελούν αναερόβια αναπνοή σε πολλά μονοκύτταρα παράσιτα.