Pernafasan aerobik

Di eukariota, jentera pernafasan selular terletak di mitokondria. NHGRI, Wikimedia Commons

Apakah pernafasan aerobik?

The Pernafasan aerobik o Aerobik adalah proses biologi yang membayangkan mendapatkan tenaga dari molekul organik - terutamanya glukosa - dengan satu siri tindak balas pengoksidaan, di mana penerima akhir elektron adalah oksigen.

Proses ini hadir dalam kebanyakan makhluk organik, khususnya eukariota. Semua haiwan, tumbuh -tumbuhan dan kulat bernafas aerobik. Di samping itu, beberapa bakteria juga mempamerkan metabolisme aerobik.

Secara umum, proses mendapatkan tenaga dari molekul glukosa dibahagikan kepada glikolisis (langkah ini adalah perkara biasa dalam laluan aerobik dan anaerobik), kitaran Krebs dan rantaian pengangkutan elektron.

Konsep pernafasan aerobik menentang pernafasan anaerob. Pada yang terakhir, penerima akhir elektron adalah bahan bukan organik yang lain, berbeza dengan oksigen. Ia adalah tipikal dari beberapa prokariot.

Peringkat pernafasan aerobik

Tahap pernafasan aerobik melibatkan langkah -langkah yang diperlukan untuk mengekstrak tenaga dari molekul organik - dalam kes ini kita akan menerangkan kes molekul glukosa sebagai bahan bakar pernafasan - sehingga mencapai penerima oksigen.

Laluan metabolik kompleks ini dibahagikan kepada glikolisis, kitaran Krebs dan rantai penghantar elektron:

Glikolisis

Langkah pertama untuk degradasi monomer glukosa adalah glikolisis, juga dipanggil glikolisis. Langkah ini tidak memerlukan oksigen secara langsung, dan hampir hadir, semua makhluk hidup.

Objektif laluan metabolik ini adalah pemisahan glukosa dalam dua molekul asid piruvik, memperoleh dua molekul tenaga bersih (ATP) dan pengurangan dua molekul NAD⁺.

Boleh melayani anda: Petunias: Ciri -ciri, Habitat, Penanaman, Penjagaan

Di hadapan oksigen, laluan boleh terus ke kitaran Krebs dan rantai penghantar elektron. Sekiranya oksigen tidak hadir, molekul akan mengikuti laluan penapaian. Dengan kata lain, glikolisis adalah laluan metabolik biasa pernafasan aerobik dan anaerobik.

Sebelum kitaran Krebs, decarboxylation oksidatif asid pyruvic harus berlaku. Langkah ini dimediasi oleh kompleks enzimatik yang sangat penting, yang dipanggil pyruvate dehidrogenase, yang menjalankan reaksi yang disebutkan di atas.

Oleh itu, piruvat menjadi asetil radikal yang kemudian ditangkap oleh Coenzyme A, yang bertanggungjawab mengangkutnya ke kitaran Krebs.

Kitaran Krebs

Kitaran Krebs, juga dikenali sebagai kitaran asid sitrik atau kitaran asid trikarboksilat, terdiri daripada satu siri tindak balas biokimia yang dikatalisis oleh enzim tertentu yang secara beransur -ansur melepaskan tenaga kimia yang disimpan dalam koenzim asetil untuk asetil.

Ia adalah jalan yang sepenuhnya mengoksidakan molekul piruvat dan berlaku dalam matriks mitokondria.

Kitaran ini didasarkan pada satu siri tindak balas pengoksidaan dan pengurangan yang memindahkan tenaga berpotensi dalam bentuk elektron kepada unsur -unsur yang menerima mereka, terutamanya kepada molekul NAD⁺.

Ringkasan kitaran Krebs

Setiap molekul asid piruvik dipecah menjadi karbon dioksida dan molekul dua karbon, yang dikenali sebagai kumpulan asetil. Dengan kesatuan untuk koenzim A (disebutkan dalam bahagian sebelumnya) kompleks koenzim asetil dibentuk.

Dua karbon asid pyruvic memasuki kitaran, mengepam dengan oxalacetate dan molekul enam -karbon sitrat terbentuk. Oleh itu, reaksi terhuyung oksidatif berlaku. Kembali sitrat ke oxalacetate dengan pengeluaran teoretikal 2 tahi lalat karbon dioksida, 3 tahi lalat NADH, 1 dari FADH₂ dan 1 mol GTP.

Boleh melayani anda: ribulosa: ciri, struktur dan fungsi

Sebagai dua molekul piruvat terbentuk dalam glikolisis, molekul glukosa menganggap dua revolusi kitaran Krebs.

Rantai penghantar elektron

Rantaian penghantar elektron terdiri daripada urutan protein yang mempunyai keupayaan untuk menjalankan tindak balas pengoksidaan dan pengurangan.

Laluan elektron melalui kompleks protein ini diterjemahkan ke dalam pelepasan tenaga secara beransur -ansur yang kemudiannya digunakan dalam penjanaan makan. Penting untuk diperhatikan bahawa tindak balas terakhir rantai adalah jenis yang tidak dapat dipulihkan.

Dalam organisma eukariotik, yang mempunyai petak subselular, unsur -unsur rantai penghantar berlabuh ke membran mitokondria. Dalam prokariot, yang kekurangan petak ini, unsur -unsur rantai terletak di membran plasma sel.

Reaksi rantaian ini membawa kepada pembentukan ATP, melalui tenaga yang diperolehi oleh anjakan hidrogen oleh pengangkut, sehingga mencapai penerima akhir: oksigen, reaksi yang menghasilkan air.

Kelas molekul penghantar

Rantai ini terdiri daripada tiga varian pengangkut. Kelas pertama adalah flavoprotein, dicirikan oleh kehadiran Flavina. Jenis penghantar ini boleh membuat dua jenis tindak balas tindak balas, kedua -dua pengurangan dan pengoksidaan, sebagai alternatif.

Jenis kedua dibentuk oleh cytochromes. Protein ini mempunyai kumpulan hemo (seperti hemoglobin), yang boleh membentangkan keadaan pengoksidaan yang berbeza.

Kelas penghantar terakhir adalah ubiquinona, juga dikenali sebagai coenzyme q. Molekul ini bukan sifat protein.

Organisma pernafasan aerobik

Kebanyakan organisma hidup mempunyai pernafasan jenis aerobik. Ia adalah tipikal organisma eukariotik (makhluk dengan nukleus sebenar dalam sel mereka, dibatasi oleh membran). Semua haiwan, tumbuh -tumbuhan dan kulat bernafas secara aerobik.

Boleh melayani anda: Masa Thrombin: Yayasan, Prosedur, Patologi

Haiwan dan kulat adalah organisma heterotropik, yang bermaksud bahawa "bahan bakar" yang akan digunakan di jalan metabolik pernafasan mesti dimakan secara aktif dalam diet. Berbeza dengan tumbuh -tumbuhan, yang mempunyai keupayaan untuk menghasilkan makanan mereka sendiri melalui fotosintesis melalui.

Beberapa genre prokariotik juga memerlukan oksigen untuk bernafas. Khususnya, terdapat bakteria aerobik yang ketat - iaitu, mereka hanya tumbuh dalam persekitaran oksigen, seperti pseudomonas.

Genre bakteria lain mempunyai keupayaan untuk mengubah metabolisme anaerobik mereka mengikut keadaan persekitaran, seperti salmonlas. Dalam prokariot, menjadi aerobik atau anaerobik adalah ciri penting untuk klasifikasi.

Perbezaan dengan pernafasan anaerobik

Proses yang bertentangan dengan pernafasan aerobik adalah modaliti anaerobik. Perbezaan yang paling jelas antara keduanya ialah penggunaan oksigen sebagai penerima elektron akhir. Pernafasan Anaerobik menggunakan molekul bukan organik lain seperti penerima.

Di samping itu, dalam pernafasan anaerobik produk akhir reaksi adalah molekul yang masih berpotensi untuk terus mengoksida. Sebagai contoh, asid laktik yang terbentuk dalam otot semasa penapaian. Sebaliknya, produk akhir pernafasan aerobik adalah karbon dioksida dan air.

Terdapat juga perbezaan dari sudut pandangan tenaga. Dalam laluan anaerobik, hanya dua molekul ATP (sepadan dengan laluan glikolitik) dihasilkan, manakala dalam pernafasan aerobik, produk akhir umumnya kira -kira 38 molekul ATP - yang merupakan perbezaan yang signifikan.

Rujukan

1. Campbell, m. K., & Farrell, s. Sama ada. (2011). Biokimia. Edisi keenam. Thomson. Brooks/Cole.
2. Curtis, h. (2006). Jemputan kepada Biologi. Edisi keenam. Buenos Aires: Panamerican Medical.