När du hör ordet andningkan du naturligtvis tänka på dina lungor, eftersom andning betyder andning. I alla fall, cellandningen är hur dina celler producerar energi från matmolekylerna du äter.
Denna process kan vara antingen aerob eller anaerob - kräver syre eller inte. När det gäller eukaryoter, som alla har distinkta kärnor som innehåller sin genetiska information, varierar typen av andning från celler beroende på omständigheterna och till och med arten.
TL; DR (för lång; Läste inte)
De flesta eukaryota celler använder aerob andning, som är beroende av syre och är mest effektivt för energiproduktion. Men vissa eukaryota celler vänder sig till anaerob andning när syre inte är tillgängligt. Forskare upptäckte nyligen tre överraskande eukaryoter som lever i en del av havet utan syre och därför alltid använder anaerob andning.
Vad är cellulär andning?
Alla levande saker behöver energi. Dock slutar energiprocessen inte när du sväljer din burrito. Cellandning är en biokemisk väg som frigör den energi som lagras i de kemiska bindningarna som håller samman dessa matmolekyler.
Eukaryota celler använder vanligtvis aerob andning - kräver syre - för att producera användbar energi som kallas ATP från glukosmolekyler. Det allmänna schemat för aerob andning i eukaryota celler involverar tre komplexa steg: glykolys, den citronsyracykel och den elektron transport kedja reaktioner. Denna typ av andning sker mestadels i specialiserade organeller som kallas mitokondrier.
Prokaryota celler, å andra sidan, tenderar att använda anaerob andning - inte kräver syre. Medan de kan använda aerob andning kan de ofta skapa tillräckligt med energi via anaerob andning. Det första steget med anaerob andning är också glykolys, vilket ger två molekyler ATP från en glukos.
Det är också producerar pyruvat, som sedan kan gå två sätt: mot jäsning eller mot mjölksyra (används av djurceller under vissa omständigheter). Denna typ av cellulär andning sker mestadels i cytoplasma.
Aerob mot anaerob andning
Energiutbytet från anaerob andning är inte lika bra som utbytet från aerob andning. Av denna anledning använder eukaryoter alltid aerob cellandning när syre är tillgängligt för dem. Ibland vänder sig dock eukaryota celler till anaerob andning när de tar slut på syret behöver de för aerob andning.
Det bästa exemplet på detta är din muskelceller. När du har arbetat så hårt att dina muskelceller har använt allt tillgängligt syre, växlar dina celler helt enkelt över till den anaeroba vägen för att hålla dig igång. Detta producerar mjölksyra, som kan oxideras i hjärtat för energi eller omvandlas tillbaka till glukos i levern, om det inte längre behövs.
En ny (ish) upptäckt
Under lång tid trodde forskare att medan vissa eukaryota celler vände sig till anaerob andning när de absolut måste och att alla eukaryoter företrädesvis förlitade sig på aerob andning. Föreställ dig deras förvåning när de upptäckte förekomsten av flercelliga organismer som aldrig ens hade stött på syre, än mindre använt det för cellulära processer!
År 2010 hittade forskare som kammade Medelhavets golv tre sådana arter begravda i sediment - cirka 10 000 fot under havsytan. Detta handfat är hypersalin, eller ungefär åtta gånger saltare än vanligt havsvatten. Denna densitet innebär att vattnet i bassängen inte kan blandas med det vanliga havsvattnet ovanför, vilket gör det anoxiskeller helt utan syre.
Forskare lade till de tre organismerna som de hittade i det senast namngivna djurfylumet, kallat Loricifera; de kallas nu Spinoloricus cinziae, Rugiloricus nov. sp. och Pliciloricus nov. sp. Eftersom dessa små marina djur skapar hela sitt liv utan att någonsin stöta på syre, deras mitokondrier är mer som hydrogenosomer, vilka är organellerna som utför anaerob andning i många encelliga parasiter.