* Enzym Denaturation: Enzymen zijn eiwitten die fungeren als katalysatoren in celademhaling. Ze hebben een specifieke driedimensionale structuur waarmee ze kunnen binden aan substraten en reacties kunnen vergemakkelijken. Hoge temperaturen kunnen deze delicate structuren verstoren, waardoor de enzymen denatureren (ontvouwen) en hun functionaliteit verliezen.

* Membraanverstoring: Celmembranen zijn samengesteld uit lipiden en eiwitten. Extreme temperaturen kunnen ervoor zorgen dat deze membranen minder vloeiend en rigide worden, waardoor hun vermogen om moleculen te transporteren en cellulaire compartimenten te behouden, verstoren.

* Metabolische snelheidsveranderingen: De snelheid van chemische reacties, inclusief die in celademhaling, is over het algemeen sneller bij hogere temperaturen. Na een bepaald punt begint de snelheid echter te dalen als gevolg van enzym denaturatie. Bij 65 ° C zou de snelheid van celademhaling waarschijnlijk aanzienlijk worden verminderd, waardoor het onmogelijk is om het leven te ondersteunen.

Uitzonderingen:

Sommige extremofiele organismen, met name die in hete bronnen en hydrothermische ventilatieopeningen, hebben aanpassingen ontwikkeld waarmee ze kunnen overleven en zelfs gedijen bij temperaturen in de buurt van 65 ° C. Deze aanpassingen omvatten:

* hittestabiele enzymen: Deze organismen hebben enzymen met robuustere structuren die minder gevoelig zijn voor denaturatie bij hoge temperaturen.

* Gemodificeerde celmembranen: Hun membranen bevatten gespecialiseerde lipiden die vloeibaarheid bij hogere temperaturen handhaven.

Conclusie:

Hoewel sommige extremofielen hoge temperaturen kunnen verdragen, is 65 ° C voor de meeste organismen te heet om de ademhaling van de cellen te ondersteunen en het leven te behouden. De denaturatie van enzymen en verstoring van celmembranen zijn de belangrijkste redenen waarom dit het geval is.