Science >> Wetenschap >  >> Energie

Wat stelt cellen in staat om energie om te zetten in afwezigheid van zuurstof?

Cellen kunnen energie omzetten in afwezigheid van zuurstof door een proces genaamd anaërobe ademhaling . Dit proces, in tegenstelling tot aerobe ademhaling die zuurstof gebruikt, vertrouwt op andere elektronenacceptoren om energie te genereren.

Hier is een uitsplitsing van de belangrijkste factoren:

* Glycolyse: Deze eerste stap is gebruikelijk voor zowel aerobe als anaërobe ademhaling. Glucose wordt opgesplitst in pyruvaat en produceert een kleine hoeveelheid ATP (adenosine trifosfaat) en NADH (nicotinamide adeninedinucleotide, een verminderde elektronendrager).

* fermentatie: Na glycolyse gebruiken verschillende organismen verschillende fermentatiepaden om NAD+ van NADH te regenereren. Dit is cruciaal omdat NAD+ nodig is om glycolyse voort te zetten.

* Elektronenacceptoren: In plaats van zuurstof gebruikt anaërobe ademhaling andere moleculen als elektronenacceptoren. Veel voorkomende voorbeelden zijn:

* nitraat (No3-) :Gebruikt door bacteriën in een proces dat denitrificatie wordt genoemd, waardoor nitraat wordt verminderd tot stikstofgas.

* sulfaat (SO4^2-) :Bacteriën gebruiken dit om waterstofsulfide (H2S) te produceren.

* koolstofdioxide (CO2) :Bepaalde bacteriën gebruiken dit om methaan (CH4) te produceren in een proces dat methanogenese wordt genoemd.

belangrijke opmerkingen:

* Anaërobe ademhaling produceert aanzienlijk minder ATP dan aerobe ademhaling. Dit komt omdat zuurstof een veel sterkere elektronenacceptor is dan andere moleculen die worden gebruikt in anaërobe ademhaling.

* Fermentatie is een type anaërobe ademhaling waarbij organische moleculen (zoals pyruvaat) worden gebruikt als elektronenacceptoren. Het produceert zeer weinig ATP, maar het maakt de regeneratie van NAD+ mogelijk voor glycolyse.

* Organismen die afhankelijk zijn van anaërobe ademhaling worden vaak aangetroffen in omgevingen zonder zuurstof, zoals diepzeeopeningen, moerassen en de ingewanden van sommige dieren.

Over het algemeen is anaërobe ademhaling een cruciale aanpassing waarmee organismen kunnen overleven in omgevingen zonder zuurstof, waardoor ze energie uit glucose kunnen extraheren, zelfs bij afwezigheid van dit essentiële molecuul.