Kad dzirdat terminu elpošana, jūs, protams, domājat par plaušām, jo elpošana nozīmē elpošanu. Tomēr šūnu elpošana ir veids, kā jūsu šūnas ražo enerģiju no pārtikas molekulām, kuras jūs ēdat.
Šis process var būt vai nu aerobā vai anaerobā - nepieciešams skābeklis vai nē. Runājot par eikariotiem, kuriem visiem ir atšķirīgi kodoli, kas satur to ģenētisko informāciju, šūnu elpošanas veids mainās atkarībā no apstākļiem un pat sugas.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Lielākā daļa eikariotu šūnu lieto aerobā elpošana, kas paļaujas uz skābekli un ir visefektīvākais enerģijas ražošanai. Tomēr dažas eikariotu šūnas vēršas pie anaerobā elpošana kad skābeklis nav pieejams. Zinātnieki nesen atklāja trīs pārsteidzošus eikariotus, kas dzīvo okeāna daļā bez skābekļa un tāpēc vienmēr izmanto anaerobo elpošanu.
Kas ir šūnu elpošana?
Visām dzīvajām būtnēm ir vajadzīga enerģija. Tomēr enerģijas uzkrāšanas process nebeidzas, norijot burrito. Šūnu elpošana ir a bioķīmiskais ceļš kas atbrīvo enerģiju, kas uzkrāta ķīmiskajās saitēs, kas satur šīs pārtikas molekulas kopā.
Eikariotu šūnas parasti lieto aerobā elpošana - nepieciešams skābeklis - lai ražotu izmantojamo enerģiju, ko sauc ATP no glikozes molekulām. Aerobās elpošanas vispārējā shēma eikariotu šūnās ietver trīs sarežģītus soļus: glikolīze, citronskābes cikls un elektronu transporta ķēde reakcijas. Šis elpošanas veids pārsvarā notiek specializētās organellās, ko sauc mitohondrijos.
Savukārt prokariotu šūnas mēdz izmantot anaerobo elpošanu - neprasa skābekli. Kaut arī viņi var izmantot aerobo elpošanu, viņi bieži spēj radīt pietiekami daudz enerģijas, izmantojot anaerobo elpošanu. Pirmais solis ar anaerobo elpošanu ir arī glikolīze, kas no vienas glikozes iegūst divas ATP molekulas.
Tas arī ražo piruvātu, kas pēc tam var iet divos veidos: uz fermentāciju vai uz pienskābi (dažos gadījumos to izmanto dzīvnieku šūnas). Šāda veida šūnu elpošana lielākoties notiek citoplazma.
Aerobā un anaerobā elpošana
Enerģijas iznākums no anaerobās elpošanas nav tik labs, kā no aerobās elpošanas. Šī iemesla dēļ eikarioti vienmēr izmanto aerobo šūnu elpošanu, ja viņiem ir pieejams skābeklis. Tomēr dažreiz eikariotu šūnas vēršas pie anaerobā elpošana kad viņiem beidzas skābeklis, kas vajadzīgs aerobai elpošanai.
Labākais piemērs tam ir jūsu muskuļu šūnas. Kad esat strādājis tik smagi, ka muskuļu šūnas ir iztērējušas visu pieejamo skābekli, jūsu šūnas vienkārši pāriet uz anaerobo ceļu, lai jūs varētu turpināt. Tas rada pienskābe, ko var oksidēt sirdī enerģijas iegūšanai vai pārvērst atpakaļ glikozē aknās, ja tas vairs nav vajadzīgs.
Jauns (ish) atklājums
Ilgu laiku zinātnieki uzskatīja, ka, lai gan dažas eikariotu šūnas pievērsās anaerobai elpošanai, kad tām tas absolūti bija nepieciešams, un ka visi eikarioti pirmām kārtām paļāvās uz aerobo elpošanu. Iedomājieties viņu pārsteigumu, kad viņi atklāja daudzšūnu organismu esamību, kuri nekad pat nebija saskārušies ar skābekli, vēl mazāk to izmantoja šūnu procesiem!
2010. gadā zinātnieki, ķemmējot Vidusjūras grīdu, atrada trīs šādas sugas, kas apglabātas nogulsnēs - apmēram 10 000 pēdu zem okeāna virsmas. Šis baseins ir hipersalīnsvai apmēram astoņas reizes sāļāka nekā parastais jūras ūdens. Šis blīvums nozīmē, ka ūdens baseinā nevar sajaukties ar parasto jūras ūdeni virs tā, kas to padara anoksisks, vai pilnīgi bez skābekļa.
Zinātnieki trīs atrastos organismus pievienoja nesen nosauktajam dzīvnieku patvērumam ar nosaukumu Loricifera; tos tagad sauc Spinoloricus cinziae, Rugiloricus nov. sp. un Pliciloricus nov. sp. Tā kā šie mazie jūras velniņi visu savu dzīvi pavada, nekad nesaskaroties ar skābekli, viņu mitohondrijos ir vairāk kā hidrogenozomas, kas ir organelli, kas veic anaerobu elpošanu daudziem vienšūņu parazītiem.