Ko slišite izraz dihanje, morda seveda mislite na svoja pljuča, saj dihanje pomeni dihanje. Vendar celično dihanje je način, kako vaše celice proizvajajo energijo iz molekul hrane, ki jo jeste.
Ta postopek je lahko kateri koli aerobna ali anaerobna - potrebujete kisik ali ne. Ko gre za evkarionte, ki imajo vsa različna jedra, ki vsebujejo njihove genetske informacije, se vrsta celičnega dihanja razlikuje glede na okoliščine in celo vrsto.
TL; DR (predolgo; Nisem prebral)
Večina evkariontskih celic uporablja aerobno dihanje, ki je odvisen od kisika in je najučinkovitejši za proizvodnjo energije. Vendar se nekatere evkariontske celice obrnejo na anaerobno dihanje ko kisik ni na voljo. Znanstveniki so nedavno odkrili tri presenetljive evkarionte, ki živijo v delu oceana brez kisika in zato vedno uporabljajo anaerobno dihanje.
Kaj je celično dihanje?
Vsa živa bitja potrebujejo energijo. Vendar se postopek izkoriščanja energije ne konča, ko pogoltnete svoj burrito. Celično dihanje je a biokemična pot ki sprosti energijo, shranjeno v kemičnih vezah, ki držijo te molekule hrane skupaj.
Eukariontske celice običajno uporabljajo aerobno dihanje - potrebujejo kisik - za proizvodnjo uporabne energije, imenovane ATP iz molekul glukoze. Splošna shema aerobnega dihanja v evkariontskih celicah vključuje tri zapletene korake: glikoliza, cikel citronske kisline in elektronska transportna veriga reakcije. Ta vrsta dihanja večinoma poteka v specializiranih organelah, imenovanih mitohondrije.
Prokariontske celice pa navadno uporabljajo anaerobno dihanje - ne potrebujejo kisika. Čeprav lahko uporabljajo aerobno dihanje, pogosto z anaerobnim dihanjem lahko ustvarijo dovolj energije. Prvi korak pri anaerobnem dihanju je tudi glikoliza, ki daje dve molekuli ATP iz ene glukoze.
Tudi proizvaja piruvat, ki lahko nato gre na dva načina: proti fermentaciji ali proti mlečni kislini (ki jo v nekaterih okoliščinah uporabljajo živalske celice). Ta vrsta celičnega dihanja večinoma poteka v citoplazmi.
Aerobno vs anaerobno dihanje
Izkoristek energije iz anaerobnega dihanja ni tako dober kot izkoristek iz aerobnega dihanja. Iz tega razloga evkarionti vedno uporabljajo aerobno celično dihanje, kadar jim je na voljo kisik. Vendar se včasih evkariontske celice obrnejo na anaerobno dihanje ko jim zmanjka kisika, ki ga potrebujejo za aerobno dihanje.
Najboljši primer tega je vaš mišične celice. Ko ste tako trdo delali, da so vaše mišične celice porabile ves razpoložljivi kisik, se vaše celice preprosto preklopijo na anaerobno pot, da vas nadaljujejo. To proizvaja mlečna kislina, ki ga lahko v srcu oksidiramo za energijo ali pretvorimo nazaj v glukozo v jetrih, če ni več potrebna.
Novo (ish) odkritje
Znanstveniki so dolgo časa verjeli, da so se nekatere evkariontske celice, kadar so se nujno morale, obračale na anaerobno dihanje in da so se vsi evkarionti prednostno zanašali na aerobno dihanje. Predstavljajte si njihovo presenečenje, ko so odkrili obstoj večceličnih organizmov, ki kisika še nikoli niso srečali, še manj pa so ga uporabljali za celične procese!
Leta 2010 so znanstveniki, ki so prečesali dno Sredozemskega morja, našli tri takšne vrste, pokopane v usedlinah - približno 10.000 metrov pod gladino oceana. Ta kotlina je hipersalineali približno osemkrat bolj slano od običajne morske vode. Ta gostota pomeni, da se voda v porečju ne more mešati z običajno morsko vodo nad njo, zaradi česar je anoksičenali popolnoma brez kisika.
Znanstveniki so zadnjemu organizmu, imenovanemu Loricifera, dodali tri organizme, ki so jih našli; zdaj se imenujejo Spinoloricus cinziae, Rugiloricus nov. sp. in Pliciloricus nov. sp. Ker ti drobni morski bitja preživijo celo življenje, ne da bi kdaj srečali kisik, svoje mitohondrije so bolj podobni hidrogenosomi, ki so organele, ki pri mnogih enoceličnih parazitih izvajajo anaerobno dihanje.