განსხვავება აერობულ და ანაერობულ უჯრედულ სუნთქვის ფოტოსინთეზს შორის

აერობული სუნთქვა, ანაერობული სუნთქვა და დუღილი ცოცხალი უჯრედების ენერგიის წარმოების მეთოდებია კვების წყაროებიდან. მიუხედავად იმისა, რომ ყველა ცოცხალი ორგანიზმი ატარებს ერთ ან მეტ ამ პროცესს, ორგანიზმების მხოლოდ შერჩეულ ჯგუფს შეუძლია ფოტოსინთეზი რაც მათ საშუალებას აძლევს საკვები აწარმოონ მზის სხივებისგან. ამასთან, ამ ორგანიზმებშიც კი, საკვები ფოტოსინთეზის მიერ წარმოებული უჯრედული სუნთქვის გზით უჯრედულ ენერგიად გარდაიქმნება.

აერობული სუნთქვის განმასხვავებელი ნიშანი დუღილის გზებთან შედარებით არის ჟანგბადის წინაპირობა და ენერგიის გაცილებით მეტი გამოსავალი გლუკოზის მოლეკულაზე.

გლიკოლიზი არის უნივერსალური საწყისი გზა ტარდებოდა უჯრედების ციტოპლაზმაში გლუკოზის ქიმიურ ენერგიად დაყოფის მიზნით. გლუკოზის თითოეული მოლეკულადან გამოთავისუფლებული ენერგია გამოიყენება ფოსფატის მიმაგრებისთვის ოთხივე მოლეკულადან ადენოზინის დიფოსფატი (ADP) ადენოზინტრიფოსფატის ორი მოლეკულისა და დამატებითი მოლეკულის წარმოებისთვის NADH

ფოსფატის კავშირში შენახული ენერგია გამოიყენება უჯრედული სხვა რეაქციების დროს და ხშირად განიხილება, როგორც უჯრედის ენერგიის "ვალუტა". ამასთან, ვინაიდან გლიკოლიზი მოითხოვს ენერგიის შეყვანას ატფ – ს ორი მოლეკულისგან, გლიკოლიზისგან სუფთა გამოსავალი არის ატფ – ს მხოლოდ ორი მოლეკულა თითო გლუკოზის მოლეკულაზე. თავად გლუკოზა იშლება პიროვატად გლიკოლიზის დროს.

აერობული სუნთქვა ხდება მიტოქონდრიებში ჟანგბადის თანდასწრებით და ენერგიის დიდ ნაწილს ანიჭებს პროცესის უნარიან ორგანიზმებს. პიროვატი გადადის მიტოქონდრიაში და გარდაიქმნება აცეტილ CoA, რომელიც შემდეგ შერწყმულია ოქსალოაცეტატთან და წარმოქმნის ლიმონმჟავას პირველ ეტაპზე ლიმონმჟავას ციკლი.

შემდგომი სერია ლიმონმჟავას აქცევს ოქსალოაცეტად და აწარმოებს ენერგიის მატარებელ მოლეკულას, რომელსაც უწოდებენ NADH და FADH.₂.

კრებსის ციკლის თითოეულ შემობრუნებას შეუძლია აწარმოოს ერთი მოლეკულა ATP და დამატებით 17 მოლეკულა ATP ელექტრონების ტრანსპორტირების ჯაჭვის საშუალებით. მას შემდეგ, რაც გლიკოლიზი იძლევა პიროვატის ორ მოლეკულას კრებსის ციკლში გამოსაყენებლად, მთლიანი გამოსავალია აერობული სუნთქვა არის 36 ატფ თითო გლუკოზის მოლეკულაში, გარდა ამისა, ორი ატფ წარმოქმნილი დროს გლიკოლიზი.

ელექტრონების ტერმინალური მიმღები ელექტრონების ტრანსპორტირების ჯაჭვის დროს არის ჟანგბადი.

არ უნდა აგვერიოს ანაერობული სუნთქვა, დუღილი ხდება უჯრედების ციტოპლაზმაში ჟანგბადის არარსებობის შემთხვევაში და პირუვატს ნარჩენ პროდუქტად აქცევს, რათა წარმოქმნას ენერგია, რომელიც ატარებს გლიკოლიზის გასაგრძელებლად საჭირო მოლეკულებს. ვინაიდან დუღილის დროს წარმოებული ერთადერთი ენერგია არის გლიკოლიზი, გლუკოზის ერთ მოლეკულაზე მთლიანი გამოსავალი არის ორი ATP.

მიუხედავად იმისა, რომ ენერგიის წარმოება არსებითად ნაკლებია აერობულ სუნთქვაზე, დუღილი საშუალებას იძლევა საწვავის ენერგიად გადაქცევა გაგრძელდეს ჟანგბადის არარსებობის პირობებში. დუღილის მაგალითებია რძემჟავა დუღილი ადამიანებში და სხვა ცხოველებში და ეთანოლის დუღილი საფუარის მიერ. ნარჩენების ნაწარმი ან გადამუშავდება, როდესაც ორგანიზმი ხელახლა შევა აერობულ მდგომარეობაში, ან ორგანიზმიდან ამოიღებს მას.

ანაერობული სუნთქვა, რომელიც გვხვდება შერჩეულ პროკარიოტებში, იყენებს ელექტრონების ტრანსპორტირების ჯაჭვს ისევე, როგორც აერობული სუნთქვა, მაგრამ ნაცვლად იმისა, რომ ჟანგბადი გამოიყენოთ როგორც ტერმინალი ელექტრონული მიმღები, სხვა ელემენტებია გამოყენებული. ამ ალტერნატიულ მიმღებებში შედის ნიტრატი, სულფატი, გოგირდი, ნახშირორჟანგი და სხვა მოლეკულები.

ეს პროცესები მნიშვნელოვანი ხელშემწყობია ნიადაგების საკვებ ნივთიერებების ციკლის პროცესში, ასევე ამ ორგანიზმებს საშუალებას აძლევს მოახდინონ კოლონიზაცია სხვა ორგანიზმების მიერ დაუსახლებელ ადგილებში.

განსხვავებით უჯრედული სუნთქვის გზებისგან განსხვავებით, ფოტოსინთეზს იყენებენ მცენარეები, წყალმცენარეები და ზოგიერთი ბაქტერია მეტაბოლიზმისთვის საჭირო საკვების წარმოებისთვის. მცენარეებში ფოტოსინთეზი ხდება სპეციალურ სტრუქტურებში, რომელსაც ქლოროპლასტებს უწოდებენ, ხოლო ფოტოსინთეზური ბაქტერიები, როგორც წესი, ახორციელებენ ფოტოსინთეზს პლაზმური მემბრანის მემბრანული დაგრძელებების გასწვრივ.

ფოტოსინთეზი შეიძლება დაიყოს ორ ეტაპად: სინათლეზე დამოკიდებული რეაქციები და სინათლისგან დამოუკიდებელი რეაქციები.

დროს სინათლეზე დამოკიდებული რეაქციები, მსუბუქი ენერგია გამოიყენება წყალში ამოღებული ელექტრონების ენერგიის მისაღებად და ა პროტონის გრადიენტი რომ თავის მხრივ წარმოქმნის მაღალი ენერგიის მოლეკულებს, რომლებიც იწვალებენ სინათლისგან დამოუკიდებელ რეაქციებს. როგორც ელექტრონებს აშორებენ წყლის მოლეკულებს, წყლის მოლეკულები იშლება ჟანგბადსა და პროტონებად.

პროტონები ხელს უწყობენ პროტონის გრადიენტს, მაგრამ გამოიყოფა ჟანგბადი. სინათლისგან დამოუკიდებელი რეაქციების დროს, სინათლის რეაქციების დროს წარმოქმნილი ენერგია გამოიყენება ნახშირორჟანგიდან შაქრის მოლეკულების წარმოებისთვის პროცესის საშუალებით კალვინის ციკლი.

კალვინის ციკლი აწარმოებს ერთი მოლეკულა შაქრის ნახშირორჟანგის ყოველ ექვს მოლეკულაზე. შერწყმულია წყლის მოლეკულებთან, რომლებიც გამოიყენება სინათლეზე დამოკიდებულ რეაქციებში, ფოტოსინთეზის ზოგადი ფორმულაა 6 სთ₂O + 6 CO₂ + მსუბუქი → C₆ჰ₁₂ო₆ + 6 ო₂.