Science >> Wetenschap & Ontdekkingen >  >> Biologie

Evolutie van de glycolyse:waarom het voorafging aan de Krebs-cyclus en ETC

Biologen geloven dat de glycolyse om verschillende redenen vóór de Krebs-cyclus en de elektronentransportketen is ontstaan:

1. Universaliteit en eenvoud:

* Glycolyse wordt aangetroffen in bijna alle levende organismen, van bacteriën tot mensen. Dit suggereert dat het een oud proces is dat dateert van vóór de evolutie van complexere levensvormen.

* Glycolyse is een relatief eenvoudige route, waarvoor slechts een paar enzymen nodig zijn. De eenvoud van het proces maakt het aannemelijk dat het vroeg in de evolutie van het leven ontstond.

2. Anaerobe aard:

* Glycolyse kan optreden bij afwezigheid van zuurstof, een toestand die waarschijnlijk op de vroege aarde voorkwam. Dit suggereert dat glycolyse het belangrijkste middel voor energieproductie was voor vroege levensvormen.

* De Krebs-cyclus en de elektronentransportketen zijn aerobe processen waarvoor zuurstof nodig is. Ze zijn waarschijnlijk later geëvolueerd, toen de atmosfeer van de aarde zuurstofrijk werd.

3. Energieopbrengst:

* Hoewel glycolyse slechts een kleine hoeveelheid ATP produceert (2 moleculen per glucose), is dit voldoende om fundamentele levensfuncties in stand te houden. Dit maakt het een levensvatbare energiebron voor vroege levensvormen die mogelijk een eenvoudiger energiebehoefte hadden.

* De Krebs-cyclus en de elektronentransportketen zijn veel efficiënter en leveren aanzienlijk meer ATP op (36 moleculen per glucose). Hun evolutie maakte waarschijnlijk de ontwikkeling mogelijk van complexere organismen met hogere energiebehoeften.

4. Voorlopers voor andere trajecten:

* Glycolyse produceert pyruvaat, een belangrijk tussenproduct dat kan worden gebruikt in andere metabolische routes, waaronder de Krebs-cyclus. Dit suggereert dat glycolyse de bouwstenen zou kunnen hebben geleverd voor de evolutie van deze latere routes.

5. Fossiel bewijs:

* Studies van oude metabolische routes in gefossiliseerde micro-organismen leveren bewijs voor het vroege bestaan van glycolyse.

Over het geheel genomen suggereren de eenvoud, universaliteit, anaërobe aard en het vermogen om voorlopers voor andere routes te leveren dat glycolyse een primordiaal metabolisch proces is dat zich ontwikkelde vóór de Krebs-cyclus en de elektronentransportketen. De ontwikkeling van deze efficiëntere routes maakte later de evolutie van complexere levensvormen en de diversificatie van het leven op aarde mogelijk.