האם אוקריוטים דורשים חמצן?

כשאתה שומע את המונח נשימה, אתה עשוי לחשוב באופן טבעי על הריאות שלך, מכיוון שנשימה פירושה נשימה. למרות זאת, נשימה תאית היא הדרך בה התאים שלך מייצרים אנרגיה ממולקולות המזון שאתה אוכל.

תהליך זה יכול להיות גם אירובי או אנאירובי - דורש חמצן או לא. כשמדובר באאוקריוטים, שבכולם יש גרעינים מובחנים המכילים את המידע הגנטי שלהם, סוג הנשימה התאית משתנה בהתאם לנסיבות ואפילו למין.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

רוב התאים האוקריוטים משתמשים נשימה אירובית, הנשען על חמצן והיעיל ביותר לייצור אנרגיה. עם זאת, כמה תאים אוקריוטים פונים נשימה אנאירובית כאשר חמצן אינו זמין. מדענים גילו לאחרונה שלושה אוקריוטים מפתיעים שחיים בחלק של האוקיאנוס ללא חמצן ולכן משתמשים תמיד בנשימה אנאירובית.

כל היצורים החיים זקוקים לאנרגיה. עם זאת, תהליך הקשת האנרגיה אינו מסתיים כאשר אתה בולע את הבוריטו שלך. נשימה תאית היא א מסלול ביוכימי המשחרר את האנרגיה המאוחסנת בקשרים הכימיים המחזיקים את מולקולות המזון האלה.

תאים אוקריוטיים משתמשים בדרך כלל נשימה אירובית - הדורש חמצן - כדי לייצר אנרגיה שמישית הנקראת ATP ממולקולות גלוקוז. התוכנית הכללית לנשימה אירובית בתאים אוקריוטיים כוללת שלושה שלבים מורכבים:

לעומת זאת, תאים פרוקריוטים נוטים להשתמש בנשימה אנאירובית - אינם זקוקים לחמצן. אמנם הם יכולים להשתמש בנשימה אירובית, אך לעיתים קרובות הם מסוגלים ליצור מספיק אנרגיה באמצעות נשימה אנאירובית. הצעד הראשון עם נשימה אנאירובית הוא גם גליקוליזה, שמניב שתי מולקולות של ATP מגלוקוז אחד.

זה גם מייצר פירובט, שיכולה לעבור בשתי דרכים: לכיוון תסיסה או לעבר חומצת חלב (המשמשת תאי בעלי חיים בנסיבות מסוימות). סוג זה של נשימה תאית מתרחש בעיקר ב ציטופלזמה.

תשואת האנרגיה מנשימה אנאירובית אינה טובה כמו התשואה מנשימה אירובית. מסיבה זו, איקריוטים משתמשים תמיד בנשימה תאית אירובית כאשר חמצן זמין להם. עם זאת, לפעמים תאים אוקריוטיים פונים נשימה אנאירובית כאשר נגמר להם החמצן הם זקוקים לנשימה אירובית.

הדוגמה הטובה ביותר לכך היא שלך תאי שריר. כאשר עבדת כל כך קשה שתאי השריר שלך השתמשו בכל החמצן הזמין, התאים שלך פשוט עוברים למסלול האנאירובי כדי להמשיך. זה מייצר חומצה לקטית, אשר יכול להתחמצן בלב לצורך אנרגיה או להמיר אותו חזרה לגלוקוז בכבד, אם אין בו עוד צורך.

במשך זמן רב, מדענים האמינו כי בעוד שחלק מהתאים האוקריוטים פנו לנשימה אנאירובית כאשר הם היו חייבים זאת לחלוטין, וכי כל האיקריוטים מסתמכים מעדיפים על נשימה אירובית. דמיין את הפתעתם כשגילו קיומם של אורגניזמים רב תאיים שמעולם לא נתקלו בחמצן, ופחות השתמשו בו לתהליכים תאיים!

בשנת 2010, מדענים שסרקו את קרקעית הים התיכון מצאו שלושה מינים כאלה קבורים במשקעים - כ -10,000 מטרים מתחת לפני האוקיאנוס. האגן הזה הוא היפרסליין, או שמונה פעמים יותר מלוחים ממי ים רגילים. צפיפות זו פירושה שהמים באגן אינם יכולים להתערבב עם מי הים הרגילים שמעליו, מה שהופך אותם anoxic, או לגמרי ללא חמצן.

מדענים הוסיפו את שלושת האורגניזמים שמצאו לתפילת החי ששמה האחרון נקרא לוריסיפרה; הם נקראים עכשיו Spinoloricus cinziae, Rugiloricus nov. sp. ו Pliciloricus nov. sp. מכיוון שהצורים הימיים הזעירים הללו מבלים את כל חייהם מבלי להיתקל בחמצן, שלהם מיטוכונדריה דומים יותר הידרוגנוזומים, שהם האברונים המבצעים נשימה אנאירובית בטפילים חד תאיים רבים.