- Mitä on anaerobinen hengitys?
- Anaerobisen hengityksen tyypit
- Esimerkkejä anaerobisesta hengityksestä
- Glykolyysi
Selitämme, mitä anaerobinen tai anaerobinen hengitys on biologiassa, mitä tyyppejä on olemassa ja esimerkkejä alueista, joissa sitä esiintyy.
Mitä on anaerobinen hengitys?
Sisään biologia, kutsutaan anaerobiseksi hengitykseksi tai anaerobiseksi hengitykseksi, kun aineenvaihduntaprosessi alkaen hapetuspelkistys sokereista. Toisin sanoen tässä prosessissa glukoosi hapetetaan saadakseen Energiaa, ilman hapen läsnäoloa. Eli soluhengitysprosessi, jossa happimolekyylit eivät puutu asiaan.
Anaerobinen hengitys eroaa aerobinen hengitys tai aerobinen, koska jälkimmäinen vaatii happea sokerimolekyylien käsittelyyn. Päinvastoin, anaerobinen käyttää toista tyyppiä kemiallisia alkuaineita tai jopa molekyylejä monimutkaisempia orgaanisia aineita elektroninkuljetusketjun kautta.
Sitä ei myöskään pidä sekoittaa käyminen, koska kuljetinketju ei puutu siihen. elektroneja. Molemmille prosesseille on kuitenkin yhteistä, että ne tapahtuvat ilman happea.
Tämäntyyppinen soluhengitys on ainutlaatuista tietyille prokaryoottisille organismeille (bakteerit tai archaea), erityisesti ne, jotka elävät olosuhteissa, joissa happea on vähän tai ei ollenkaan. Monissa tapauksissa se voi kuitenkin olla myös toissijainen prosessi, vaikkapa hätätilanne, kun otetaan huomioon tämän elementin odottamaton pula ympäristöön.
Anaerobisen hengityksen tyypit
Anaerobinen hengitys voidaan luokitella sen kemiallisen alkuaineen tyypin mukaan, jota käytetään korvaamaan happea, eli elektronireseptoriksi aineenvaihduntaprosessin aikana. Tällaisia prosesseja voi siis olla monenlaisia, mutta tärkeimmät ja yleisimmät ovat:
- Anaerobinen hengitys nitraattien kautta. Tässä tapauksessa mikro-organismeja ne kuluttavat nitraatteja (NO3–) pelkistääkseen ne nitriiteiksi (NO2–) sisällyttämällä niihin elektroneja. Koska nitriitit ovat kuitenkin yleensä myrkyllisiä useimmille muodoille elämää, on paljon yleisempää, että tämän prosessin lopputuote menee pidemmälle, kaksiatomiseksi typeksi (N2), joka on inertti kaasu. Tämä prosessi tunnetaan denitrifikaationa.
- Anaerobinen hengitys sulfaattien kautta. Edellisen tapauksen tapaan, mutta rikkijohdannaisilla (SO42-) kyseessä on paljon harvinaisempi tapaus, joka kuuluu täysin anaerobisiin bakteereihin, kun taas edellinen tapaus voi esiintyä vaihtoehtona hetkelliselle hapen puutteelle. Tässä sulfaatin pelkistysprosessissa rikkiradikaaleja (S2-) syntyy sivutuotetta.
- Anaerobinen hengitys hiilidioksidilla. Jotkut metaanikaasua (CH4) tuottavat arkearyhmät kuluttavat hiilidioksidi (CO2) käyttää sitä elektronireseptorina. Tällaisia ovat mikro-organismit, jotka elävät esimerkiksi märehtijöiden ruoansulatuskanavassa, jossa muut mikro-organismit toimittavat niille prosessiin tarvitsemaa vetyä.
- Anaerobinen hengitys rauta-ionien kautta. Jälkimmäinen tapaus on yleinen tiettyjen bakteerien keskuudessa, jotka voivat kuluttaa ioneja rauta(Fe3+), pelkistäen ne rautaioneiksi (Fe2+), koska tämän tyyppiset rautamolekyylit ovat hyvin yleisiä maapallon kuori. Näin tapahtuu suiden pohjalla, missä bakteerien vaikutuksesta syntyy tärkeitä rautasedimenttejä.
Esimerkkejä anaerobisesta hengityksestä
Kuumissa lähteissä elävät organismit suorittavat anaerobista hengitystä.
Esimerkit tämäntyyppisistä prosesseista ovat yleisiä prokaryoottimaailmassa, erityisesti alueilla planeetan epävieraanvaraisin, mutta ei niille, joilla ei ole elämää. Tällaisia alueita ovat:
- Korkeampien eläinten suolet.
- Merenpohja ja syvyydet.
- Geotermiset lukot, joiden kautta magma pursuaa pohjaan meri.
- Geysirit, kuumat lähteet ja muut geotermisen puhkeamisen muodot.
- Suot ja saviiset vedet, täynnä orgaaninen materiaali ja alhainen happi.
Glykolyysi
Glykolyysi tai glykolyysi on aineenvaihduntareitti, joka mahdollistaa saamisen Energiaa glukoosista. Toisin sanoen se on peräkkäinen sarja biokemiallisia reaktioita, joita useimmat käyttävät elävät olennot, hajottaa glukoosimolekyyli (C6H12O6) ja saada siitä kemiallinen energia tarpeen (muodossa ATP) pitääksesi aineenvaihduntaa kännykkä.
Glykolyysi koostuu 10 reaktiosta entsymaattinen jotka tapahtuvat peräkkäin joko hapen läsnä ollessa (aerobinen) tai ilman (anaerobista). Tuloksena muodostuu kaksi pyruvaatti- tai palorypälehappomolekyyliä (C3H4O3), jotka ruokkivat muita aineenvaihduntareittejä jatkaakseen energian hankkimista organismi (ns. Krebsin sykli).