Planten vangen energie uit de zon via een proces dat fotosynthese wordt genoemd; dit proces ondersteunt bijna al het leven op aarde. Maar fotosynthese is niet de enige methode die levende organismen gebruiken om energie te creëren. Sommige micro-organismen ontlenen energie aan chemische reacties die geen licht vereisen en gebruiken deze energie om organische moleculen samen te stellen via een proces dat chemosynthese wordt genoemd. Deze organismen worden chemolithoautotrophs of gewoon chemoautotrophs genoemd.

Voordelen

Chemoautotrophs ontlenen energie aan chemische reacties die geen licht nodig hebben (in tegenstelling tot fotosynthese). Dankzij dit vermogen kunnen chemoautotrofen in een aantal ongewone omgevingen leven. De beroemdste chemoautotrofen zijn de extremofielen (organismen die in extreme omstandigheden leven) gevonden in de buurt van diepzee-openingen op de bodem van de oceaanbodem. Geen licht doordringt tot die diepten; Bacteriën die daar leven, zijn gezonken in een eeuwige nacht waarin geen fotosynthetisch organisme kan overleven. Het proces dat deze bacteriën en andere chemoautotrofen gebruiken om de energie te krijgen die ze nodig hebben, is complex, maar de basisstappen worden hieronder beschreven.

Oxidatie

Redox (oxidatie-reductie) reacties houden de overdracht van elektronen in ; vaak kunnen deze reacties een aanzienlijke hoeveelheid energie vrijmaken. Vuur (verbranding) is bijvoorbeeld een redoxreactie. Chemoautotrofen gebruiken enzymen (eiwitten die reacties kunnen katalyseren of versnellen) om een ​​redoxreactie te katalyseren, elektronen van een elektronendonor zoals waterstofsulfide of ijzer te nemen en het aan een dragermolecule te doneren.

Elektronentransport

Het dragermolecuul geeft de elektronen die het heeft ontvangen door aan een reeks eiwitten die de elektronentransportketen wordt genoemd. Deze eiwitten passeren nu de elektronen langs de ketting als staven in een estafette. Terwijl elk eiwit voor het eerst wint, verliest het een elektron en gebruikt het deze energie om een ​​waterstofion (een proton) uit de cel te pompen, zoals een elektrische stroom gebruiken om water op een heuvel op te pompen en energie op te slaan.

ATP

De elektronentransportketen verhoogt de concentratie van waterstofionen buiten de cel zodat de waterstofionen terug willen stromen, net zoals het water dat naar de top van een heuvel is gepompt naar beneden wil stromen. De bacterie heeft een eiwit dat ATP-synthase wordt genoemd, ingebed in het membraan; net zoals je water zou kunnen gebruiken dat bovenop een heuvel was opgeslagen om een ​​turbine aan te drijven, gebruikt de ATP-synthase van de cel de stroom waterstofionen om een ​​chemisch proces aan te sturen dat een molecuul genaamd ATP maakt. ATP is voor een cel wat suiker voor je lichaam is: het is een vorm van opgeslagen energie die de cel gemakkelijk kan afbreken wanneer hij deze nodig heeft. In essentie heeft de cel de energie van een redoxreactie overgenomen en via een reeks stappen opgeslagen als ATP.

Effecten van

Zodra het ATP heeft geproduceerd, kan de bacterie de energie gebruiken die het heeft opgeslagen in ATP om anorganische verbindingen zoals CO2 en waterstofsulfide om te zetten in organische verbindingen zoals glucose. Deze laatste reeks reacties wordt chemosynthese genoemd.