Als je de term hoort ademhaling, denk je natuurlijk aan je longen, want ademen betekent ademen. Echter, cellulaire ademhaling is de manier waarop uw cellen energie produceren uit de moleculen van voedsel dat u eet.
Dit proces kan ofwel: aëroob of anaëroob – wel of geen zuurstof nodig hebben. Als het gaat om eukaryoten, die allemaal verschillende kernen hebben die hun genetische informatie bevatten, varieert het type cellulaire ademhaling op basis van de omstandigheden en zelfs de soort.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
De meeste eukaryote cellen gebruiken aërobe ademhaling, die afhankelijk is van zuurstof en het meest efficiënt is voor energieproductie. Sommige eukaryote cellen worden echter anaërobe ademhaling wanneer zuurstof niet beschikbaar is. Wetenschappers hebben onlangs drie verrassende eukaryoten ontdekt die in een deel van de oceaan leven zonder zuurstof en daarom altijd anaërobe ademhaling gebruiken.
Wat is cellulaire ademhaling?
Alle levende wezens hebben energie nodig. Het proces van het aftappen van energie stopt echter niet wanneer u uw burrito doorslikt. Cellulaire ademhaling is een
biochemische route dat de energie vrijmaakt die is opgeslagen in de chemische bindingen die die voedselmoleculen bij elkaar houden.Eukaryotische cellen gebruiken over het algemeen aërobe ademhaling - zuurstof nodig hebben - om bruikbare energie te produceren genaamd ATP uit glucosemoleculen. Het algemene schema voor aerobe ademhaling in eukaryote cellen omvat drie complexe stappen: glycolyse, de citroenzuur cyclus en de elektronentransportketen reacties. Dit type ademhaling vindt meestal plaats in gespecialiseerde organellen genaamd mitochondriën.
Prokaryote cellen daarentegen hebben de neiging om anaërobe ademhaling te gebruiken - geen zuurstof nodig. Hoewel ze aerobe ademhaling kunnen gebruiken, zijn ze vaak in staat om voldoende energie te creëren via anaerobe ademhaling. De eerste stap met anaërobe ademhaling is ook glycolyse, waarbij twee moleculen ATP uit één glucose worden verkregen.
Het ook produceert pyruvaat, die dan twee kanten op kan gaan: in de richting van fermentatie of in de richting van melkzuur (onder bepaalde omstandigheden gebruikt door dierlijke cellen). Dit type cellulaire ademhaling vindt meestal plaats in de cytoplasma.
Aërobe versus anaërobe ademhaling
De energieopbrengst van anaërobe ademhaling is niet zo goed als de opbrengst van aerobe ademhaling. Om deze reden gebruiken eukaryoten altijd aërobe cellulaire ademhaling wanneer zuurstof voor hen beschikbaar is. Soms worden eukaryote cellen echter anaërobe ademhaling wanneer ze geen zuurstof meer hebben die ze nodig hebben voor aerobe ademhaling.
Het beste voorbeeld hiervan is jouw spiercellen. Als je zo hard hebt gewerkt dat je spiercellen alle beschikbare zuurstof hebben opgebruikt, schakelen je cellen gewoon over op het anaërobe pad om je op de been te houden. Dit levert melkzuur, dat in het hart kan worden geoxideerd voor energie of weer kan worden omgezet in glucose in de lever, als het niet langer nodig is.
Een nieuwe (ish) ontdekking
Lange tijd geloofden wetenschappers dat terwijl sommige eukaryote cellen overgingen tot anaërobe ademhaling wanneer dat absoluut moest, en dat alle eukaryoten bij voorkeur vertrouwden op aerobe ademhaling. Stel je hun verbazing voor toen ze het bestaan ontdekten van meercellige organismen die nog nooit zuurstof hadden ontmoet, laat staan gebruikten voor cellulaire processen!
In 2010 vonden wetenschappers die de bodem van de Middellandse Zee kamden, drie van dergelijke soorten begraven in sediment - ongeveer 10.000 voet onder het oppervlak van de oceaan. Dit bassin is hypersaline, of ongeveer acht keer zouter dan gewoon zeewater. Deze dichtheid betekent dat het water in het bassin zich niet kan mengen met het reguliere zeewater erboven, waardoor het anoxisch, of volledig zonder zuurstof.
Wetenschappers voegden de drie organismen die ze vonden toe aan de meest recentelijk genoemde dierenstam, Loricifera genaamd; ze heten nu Spinoloricus cinziae, Rugiloricus nov. sp. en Pliciloricus nov. sp. Aangezien deze kleine mariene beestjes hun hele leven doorbrengen zonder ooit zuurstof te krijgen, is hun mitochondriën zijn meer zoals hydrogenosomen, de organellen die anaërobe ademhaling uitvoeren in veel eencellige parasieten.