De belangrijkste reactanten zijn glucose en zuurstof, terwijl de belangrijkste producten zijn koolstofdioxide, water en ATP. Fotosynthese in cellen is een ander type metabole route die organismen gebruiken om suiker te maken.

Planten, algen en cyanobacteriën gebruiken fotosynthese. De belangrijkste stappen zijn de lichtafhankelijke reacties en de Calvin-cyclus of lichtonafhankelijke reacties. De belangrijkste reactanten zijn lichtenergie, kooldioxide en water, terwijl de belangrijkste producten glucose en zuurstof zijn.

Metabolisme in prokaryoten kan variëren. De basistypen van metabole routes omvatten heterotrofe, autotrofe, fototrofe
en chemotrofe
reacties. Het type metabolisme dat een prokaryoot heeft, kan beïnvloeden waar het leeft en hoe het in wisselwerking staat met de omgeving.

Hun metabole routes spelen ook een rol in ecologie, menselijke gezondheid en ziekten. Er zijn bijvoorbeeld prokaryoten die geen zuurstof kunnen verdragen, zoals C. botulinum.
Deze bacterie kan botulisme veroorzaken omdat hij goed groeit in gebieden zonder zuurstof.

Gerelateerd artikel:
5 Recente doorbraken die aantonen waarom kankeronderzoek zo belangrijk is

Enzymen: de basisprincipes

Enzymen zijn stoffen die werken als katalysatoren
om chemische reacties te versnellen of teweeg te brengen. De meeste biochemische reacties in levende organismen zijn afhankelijk van enzymen om te werken. Ze zijn belangrijk voor het cellulaire metabolisme, omdat ze vele processen kunnen beïnvloeden en helpen bij het initiëren ervan.

Glucose en lichtenergie zijn de meest voorkomende bronnen van brandstof voor het celmetabolisme. Metabole routes zouden echter niet werken zonder enzymen. De meeste enzymen in cellen zijn eiwitten en verlagen de activeringsenergie om chemische processen te laten beginnen.

Aangezien de meeste reacties in een cel bij kamertemperatuur plaatsvinden, zijn ze te lang zonder enzymen. Bijvoorbeeld, tijdens glycolyse bij cellulaire ademhaling speelt het enzym pyruvaatkinase
een belangrijke rol bij het helpen overbrengen van een fosfaatgroep.
Cellulaire ademhaling in eukaryoten

Cellulaire ademhaling bij eukaryoten komt voornamelijk voor in de mitochondria. Eukaryotische cellen zijn afhankelijk van cellulaire ademhaling om te overleven.

Tijdens glycolyse breekt de cel glucose af in het cytoplasma met of zonder aanwezigheid van zuurstof. Het splitst de zes-koolstof suikermolecule in twee, drie-koolstof pyruvaat moleculen. Bovendien maakt glycolyse ATP en zet NAD + om in NADH. Tijdens pyruvaatoxidatie
komen de pyruvaten in de mitochondriale matrix en worden co-enzym A
of acetyl CoA
. Hierdoor komt koolstofdioxide vrij en wordt meer NADH geproduceerd.

Tijdens de citroenzuur- of Krebs-cyclus combineert acetyl CoA met oxaloacetaat
tot citraat
. Citraat ondergaat vervolgens reacties om kooldioxide en NADH te maken. De cyclus maakt ook FADH2 en ATP.

Tijdens oxidatieve fosforylering speelt de elektronentransportketen
een cruciale rol. NADH en FADH2 geven elektronen aan de elektrontransportketen en worden NAD + en FAD. De elektronen bewegen langs deze ketting en maken ATP. Dit proces produceert ook water. Het grootste deel van de ATP-productie tijdens de cellulaire ademhaling bevindt zich in deze laatste stap.
Metabolisme in planten: fotosynthese

Fotosynthese vindt plaats in plantencellen, sommige algen en bepaalde bacteriën die cyanobacteriën worden genoemd. Dit metabolische proces vindt plaats in chloroplasten dankzij chlorofyl en het produceert suiker samen met zuurstof. De lichtafhankelijke reacties, plus de Calvin-cyclus of lichtonafhankelijke reacties, zijn de belangrijkste onderdelen van fotosynthese. Het is belangrijk voor de algehele gezondheid van de planeet, omdat levende wezens afhankelijk zijn van de zuurstofplanten.

Tijdens de lichtafhankelijke reacties
in het thylakoïdmembraan van de chloroplast, chlorofyl en pigmenten absorberen lichtenergie. "They make ATP, NADPH and water.", 3, [[Tijdens de Calvin-cyclus
of lichtonafhankelijke reacties
in het stroma
helpen ATP en NADPH om glyceraldehyde-3-fosfaat of G3P te maken, dat uiteindelijk glucose wordt.

Zoals cellulaire ademhaling, is fotosynthese afhankelijk van redox- reacties die betrekking hebben op elektronenoverdracht en de elektrontransportketen.

Er zijn verschillende soorten chlorofyl en de meest voorkomende zijn chlorofyl a, chlorofyl b en chlorofyl c. De meeste planten hebben chlorofyl a, dat golflengten van blauw en rood licht absorbeert. Sommige planten en groene algen gebruiken chlorofyl b. U vindt chlorofyl c in dinoflagellaten.
Metabolisme in Prokaryotes

In tegenstelling tot mensen of dieren, variëren prokaryoten in hun behoefte aan zuurstof. Sommige prokaryoten kunnen zonder bestaan, terwijl anderen ervan afhankelijk zijn. Dit betekent dat ze mogelijk een aëroob
(zuurstof vereist) of anaëroob
(geen zuurstof nodig) hebben.

Bovendien kunnen sommige prokaryoten schakelen tussen de twee soorten metabolisme afhankelijk van hun omstandigheden of omgeving.

Prokaryoten die afhankelijk zijn van zuurstof voor de stofwisseling zijn obligate aeroben
. Aan de andere kant zijn prokaryoten die niet in zuurstof kunnen bestaan en het niet nodig hebben obligate anaeroben
. Prokaryoten die kunnen schakelen tussen aëroob en anaëroob metabolisme, afhankelijk van de aanwezigheid van zuurstof, zijn facultatieve anaëroben
.
Melkzuurfermentatie

Melkzuurfermentatie is een soort anaërobe reactie die energie produceert voor bacteriën. Je spiercellen hebben ook melkzuurgisting. Tijdens dit proces maken de cellen ATP zonder zuurstof via glycolyse. Het proces verandert pyruvaat in melkzuur
en maakt NAD + en ATP.

Er zijn veel toepassingen in de industrie voor dit proces, zoals yoghurt- en ethanolproductie. De bacteriën Lactobacillus bulgaricus
helpen bijvoorbeeld yoghurt te produceren. De bacteriën fermenteren lactose, de suiker in melk, om melkzuur te maken. Dit maakt de melkstolsel en verandert het in yoghurt.
Hoe is celmetabolisme in verschillende soorten Prokaryoten?

U kunt prokaryoten in verschillende groepen categoriseren op basis van hun metabolisme. De belangrijkste typen zijn heterotroof, autotroof, fototroof en chemotroof. Alle prokaryoten hebben echter nog steeds een soort energie of brandstof nodig om te leven.

Heterotrofe prokaryoten krijgen organische verbindingen van andere organismen om koolstof te verkrijgen. Autotrofe prokaryoten gebruiken koolstofdioxide als hun koolstofbron. Velen kunnen fotosynthese gebruiken om dit te bereiken. Fototrofe prokaryoten halen hun energie uit licht.

Chemotrofe prokaryoten halen hun energie uit chemische verbindingen die ze afbreken.
Anabole versus katabole

Je kunt metabolische paden verdelen in anabole
en katabole
categorieën. Anabool betekent dat ze energie nodig hebben en gebruiken om grote moleculen te bouwen van kleine. Katabolisch betekent dat ze energie vrijgeven en grote moleculen afbreken om kleinere te maken. Fotosynthese is een anabool proces, terwijl cellulaire ademhaling een katabool proces is.

Eukaryoten en prokaryoten zijn afhankelijk van cellulair metabolisme om te leven en te gedijen. Hoewel hun processen anders zijn, gebruiken ze beide of creëren ze energie. Cellulaire ademhaling en fotosynthese zijn de meest voorkomende routes die in cellen worden gezien. Sommige prokaryoten hebben echter verschillende metabole routes die uniek zijn.

Gerelateerde inhoud: