Inhoud
- TL; DR (te lang; niet gelezen)
- Wat is cellulaire ademhaling?
- Aërobe versus Anaërobe ademhaling
- Een nieuwe (ish) ontdekking
Wanneer je de term hoort ademhaling, denk je natuurlijk aan je longen, want ademhaling betekent ademhalen. Echter, cellulaire ademhaling is de manier waarop uw cellen energie produceren uit de moleculen voedsel die u eet.
Dit proces kan aëroob of anaëroob zijn - zuurstof vereist of niet. Als het gaat om eukaryoten, die allemaal verschillende kernen hebben met hun genetische informatie, varieert het type cellulaire ademhaling op basis van de omstandigheden en zelfs de soort.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
De meeste eukaryotische cellen gebruiken aërobe ademhaling, dat afhankelijk is van zuurstof en het meest efficiënt is voor energieproductie. Sommige eukaryotische cellen wenden zich echter tot anaërobe ademhaling wanneer zuurstof niet beschikbaar is. Wetenschappers hebben onlangs drie verrassende eukaryoten ontdekt die zonder zuurstof in een deel van de oceaan leven en daarom altijd anaërobe ademhaling gebruiken.
Wat is cellulaire ademhaling?
Alle levende dingen hebben energie nodig. Het proces van het aftappen van energie stopt echter niet wanneer je je burrito inslikt. Cellulaire ademhaling is een biochemische route die de energie vrijmaakt die is opgeslagen in de chemische bindingen die die voedselmoleculen bij elkaar houden.
Eukaryotische cellen gebruiken over het algemeen aerobe ademhaling - waarvoor zuurstof nodig is - om bruikbare energie te produceren ATP van glucosemoleculen. Het algemene schema voor aerobe ademhaling in eukaryotische cellen omvat drie complexe stappen: glycolyse, de citroenzuur cyclus en de elektron transportketen reacties. Dit type ademhaling vindt meestal plaats in gespecialiseerde organellen genaamd mitochondria.
Prokaryotische cellen hebben daarentegen de neiging om anaërobe ademhaling te gebruiken - geen zuurstof nodig. Hoewel ze aerobe ademhaling kunnen gebruiken, zijn ze vaak in staat om voldoende energie te creëren via anaërobe ademhaling. De eerste stap met anaërobe ademhaling is ook glycolyse, die twee moleculen ATP oplevert uit één glucose.
Het produceert ook pyruvaat, dat vervolgens twee kanten op kan: naar fermentatie of naar melkzuur (dat in sommige omstandigheden door dierlijke cellen wordt gebruikt). Dit type cellulaire ademhaling vindt meestal plaats in de cytoplasma.
Aërobe versus Anaërobe ademhaling
De energieopbrengst van anaërobe ademhaling is niet zo goed als de opbrengst van aerobe ademhaling. Om deze reden gebruiken eukaryoten altijd aërobe cellulaire ademhaling wanneer er zuurstof voor hen beschikbaar is. Soms veranderen eukaryotische cellen echter in anaërobe ademhaling wanneer ze geen zuurstof meer hebben voor aerobe ademhaling.
Het beste voorbeeld hiervan is jouw spiercellen. Wanneer je zo hard hebt gewerkt dat je spiercellen alle beschikbare zuurstof hebben opgebruikt, schakelen je cellen eenvoudig over naar het anaërobe pad om je op gang te houden. Dit produceert melkzuur, die in het hart kan worden geoxideerd voor energie of kan worden omgezet in glucose in de lever, als het niet langer nodig is.
Een nieuwe (ish) ontdekking
Lange tijd geloofden wetenschappers dat terwijl sommige eukaryote cellen overgingen op anaërobe ademhaling wanneer ze absoluut moesten en dat alle eukaryoten bij voorkeur afhankelijk waren van aerobe ademhaling. Stel je hun verbazing eens voor toen ze het bestaan ontdekten van meercellige organismen die nog nooit zuurstof hadden ontmoet, laat staan het gebruikt voor cellulaire processen!
In 2010 vonden wetenschappers die de bodem van de Middellandse Zee kamden drie van dergelijke soorten begraven in sediment - ongeveer 10.000 voet onder het oppervlak van de oceaan. Dit bassin is hypersaline, of ongeveer acht keer zouter dan gewoon zeewater. Deze dichtheid betekent dat het water in het bassin zich niet kan mengen met het reguliere zeewater erboven, waardoor het wordt zuurstofloze, of volledig zonder zuurstof.
Wetenschappers voegden de drie organismen die ze vonden toe aan de meest recentelijk genoemde dierenfylum, Loricifera; ze worden nu genoemd Spinoloricus cinziae, Rugiloricus nov. sp. en Pliciloricus nov. sp. Omdat deze kleine beestjes hun hele leven doorbrengen zonder ooit zuurstof tegen te komen, lijken hun mitochondriën meer op elkaar hydrogenosomes, dat zijn de organellen die anaërobe ademhaling uitvoeren in veel eencellige parasieten.