Aerob åndedrettsegenskaper, stadier og organismer



den aerob åndedrettsvern eller aerob er en biologisk prosess som innebærer å skaffe energi av organiske molekyler - hovedsakelig glukose - ved hjelp av en serie av oksydasjonsreaksjoner, hvor den endelige elektronakseptor er oksygen.

Denne prosessen er tilstede i det store flertallet av organiske vesener, spesielt eukaryoter. Alle dyr, planter og sopp puster aerobt. I tillegg utviser noen bakterier også en aerob metabolisme.

Generelt er prosessen med å skaffe energi fra glukose molekyl delt i glykolysen (dette trinnet er vanlig i både aerob og anaerob metabolisme), Krebs syklus og elektrontransportkjeden.

Konceptet aerobic respiration er i motsetning til anaerob respirasjon. I sistnevnte er den endelige elektron-akseptoren en annen uorganisk substans, annet enn oksygen. Det er typisk for noen prokaryoter.

index

  • 1 Hva er oksygen?
  • 2 Pustevennlighet
  • 3 prosesser (stadier)
    • 3.1 Glukolyse
    • 3,2 Krebs syklus
    • 3.3 Sammendrag av Krebs syklusen
    • 3.4 Elektrontransportkjede
    • 3,5 klasser av transportmolekyler
  • 4 Organer med aerob åndedrettsvern
  • 5 Forskjeller med anaerob respirasjon
  • 6 Referanser

Hva er oksygen?

Før du diskuterer prosessen med aerobe respirasjon, er det nødvendig å vite visse aspekter av oksygenmolekylet.

Det er et kjemisk element i det periodiske system representert med bokstaven O, og atomnummer 8. I standard betingelser for temperatur og trykk, har en tendens til å binde oksygen i par, noe som resulterer i molekylet av dioksygen.

Denne gassen, dannet av to atomer, er oksygen, mangler farge, lukt eller smak, og er representert ved formelen O2. I atmosfæren er det en fremtredende komponent, og det er nødvendig å opprettholde de fleste former for liv på jorden.

Takket være innholdet av oksygengassen, er molekylet i stand til fritt å krysse cellemembranene - både den ytre membran som skiller den celle ekstracellulære miljø, som membranene til subcellulære kamre, innebefattet mitokondria disse.

Kjennetegn ved åndedrettsvern

Cellene bruker molekylene som vi inntar gjennom kostholdet vårt som en slags respiratorisk "drivstoff".

Cellulær respirasjon er kraftproduksjonsprosessen, i form av ATP-molekyler, der molekylene gjennomgår oksydasjon til å nedbryte og enden akseptor for elektroner er, i de fleste tilfeller, et uorganisk molekyl.

En viktig funksjon som gjør det mulig å utføre pusteprosessene, er tilstedeværelsen av en elektrontransportkjede. Ved aerob åndedrag er den endelige akseptoren av elektronene oksygenmolekylet.

Under normale forhold er disse "drivstoffene" karbohydrater eller karbohydrater og fett eller lipider. Ettersom kroppen går inn i uklare forhold på grunn av mangel på mat, skiller den seg til bruk av proteiner for å forsøke å tilfredsstille sine energiske krav.

Ordet respirasjon er en del av vårt ordforråd i hverdagen. Til handling av å ta luft i lungene, i kontinuerlige sykluser av utånding og innånding kaller vi det å puste.

Men i den formelle konteksten til biologiske fag, er denne tiltak utpekt av begrepet ventilasjon. Dermed er uttrykket respirasjon brukt til å referere til prosesser som finner sted på mobilnivå.

Prosesser (stadier)

Stadier av aerob respirasjon involverer fremgangsmåten for å utvinne energi fra organiske molekyler - i dette tilfelle beskriver tilfelle av glukose molekyl som respirasjonsbrensel - opp til oksygenakseptor.

Denne komplekse metabolske banen er delt inn i glykolyse, Krebs syklus og elektron transportkjede:

glykolyse

Det første trinnet for nedbrytning av glukose-monomeren er glykolyse, også kalt glykolyse. Dette trinnet krever ikke oksygen direkte, og er til stede i nesten alle levende vesener.

Målet for denne metabolismen er spaltningen av glukose til to molekyler av pyrodruesyre, idet det oppnås to netto energi molekyler (ATP) og reduksjon av to molekyler av NAD+.

I nærvær av oksygen kan ruten fortsette til Krebs syklusen og elektrontransportkjeden. Hvis oksygen er fraværende, vil molekylene følge fermenteringsbanen. Glykolyse er med andre ord en vanlig metabolisk vei for aerob og anaerob respirasjon.

Før Krebs-syklusen må det oppstå oksydativ dekarboksylering av pyruvsyre. Dette trinnet er mediert av en større enzymkompleks som kalles pyruvat dehydrogenase, som utfører den ovennevnte reaksjonen.

Således blir pyruvat et acetylradikal som senere fanges av koenzym A, ansvarlig for å transportere det til Krebs-syklusen..

Krebs syklus

Krebs syklus, også kjent som sitronsyresyklus eller trikarboksylsyre syklus, er en serie av biokjemiske reaksjoner katalysert av spesifikke enzymer som søker gradvis å frigi den kjemiske energi som er lagret i den acetyl koenzym A.

Det er en vei som helt oksyderer pyruvatmolekylet og forekommer i matriksen av mitokondriene.

Denne syklusen er basert på en rekke oksidasjons- og reduksjonsreaksjoner som overfører potensiell energi i form av elektroner til elementer som aksepterer dem, spesielt NAD-molekylet.+.

Sammendrag av Krebs syklusen

Hvert pyruvinsyremolekyl er brutt inn i karbondioksid og et tokarbonmolekyl, kjent som acetylgruppen. Med bindingen til koenzym A (nevnt i forrige avsnitt) dannes acetylkoenzym A-komplekset.

De to karbonene av pyruvsyre kommer inn i syklusen, kondenserer med oksaloacetatet og danner et seks-karbon-sitratmolekyl. Dermed oppstår oksidative trinnreaksjoner. Citrat returnerer til oksaloacetat med en teoretisk produksjon av 2 mol karbondioksid, 3 mol NADH, 1 av FADH2 og 1 mol GTP.

Da to molekyler pyruvat dannes i glykolyse, involverer et glukosemolekyl to omdreininger av Krebs-syklusen.

Elektron transport kjede

En elektrontransportkjede består av en sekvens av proteiner som har evne til å utføre oksidasjons- og reduksjonsreaksjoner.

Passasjen av elektronene ved hjelp av proteinkompleksene omdanner til en gradvis frigjøring av energi som deretter anvendes i genereringen av ATP kjemosomotisk. Det er viktig å merke seg at den siste reaksjonen av kjeden er av den irreversible typen.

I eukaryote organismer, som har subcellulære rom, er elementene i transportkjeden forankret i membranet til mitokondriene. I prokaryoter, som mangler slike rom, er elementene i kjeden plassert i cellens plasmamembran.

Denne kjedereaksjoner fører til dannelsen av ATP ved hjelp av energi som oppnås ved forskyvning av hydrogen ved transportørene til den endelige akseptor: oksygenreaksjonen produserer vann.

Klasser av transportmolekyler

Kjeden består av tre transportbåndsvarianter. Første klasse er flavoproteinene, preget av tilstedeværelsen av flavin. Denne typen transportør kan utføre to typer reaksjoner, både reduksjon og oksidasjon, alternativt.

Den andre typen dannes av cytokromene. Disse proteinene har en hæmegruppe (som for hemoglobin), som kan ha forskjellige oksidasjonstilstander.

Den siste klassen av transportør er ubiquinon, også kjent som koenzym Q. Disse molekylene er ikke protein i naturen..

Organer med aerob åndedrettsvern

De fleste levende organismer har respirasjon av aerob typen. Det er typisk for eukaryotiske organismer (vesener med en ekte kjernen i deres celler, avgrenset av en membran). Alle dyr, planter og sopp puster aerobt.

Dyr og sopp er heterotrofe organismer, noe som betyr at den "drivstoff" som vil bli brukt i den metabolske veien til puste bør være aktivt forbrukes i dietten. I kontrast til planter, som har evnen til å produsere sin egen mat av fotosyntetiske banen.

Noen genera av prokaryoter trenger også oksygen for å puste dem. Nærmere bestemt, er det strenge aerobe bakterier - det vil si, bare vokse i et miljø med oksygen, slik som Pseudomonas.

Andre bakterier har evnen til å forandre deres metabolisme fra aerob til anaerob, avhengig av miljøforhold, som salmonella. I prokaryoter er å være aerob eller anaerob en viktig egenskap for sin klassifisering.

Forskjeller med anaerob respirasjon

Den motsatte prosessen for aerob åndedrett er den anaerobe modaliteten. Den mest åpenbare forskjellen mellom de to er bruken av oksygen som den endelige elektron-akseptoren. Anaerob respirasjon anvender andre uorganiske molekyler som akseptorer.

I tillegg, ved anaerob respirasjon er det endelige produktet av reaksjonene et molekyl som fortsatt har potensial til å fortsette å oksidere. For eksempel dannet melkesyren i musklene under gjæring. Til slutt er de endelige produkter av aerob åndedrett karbondioksid og vann.

Det er også forskjeller når det gjelder energi. I det anaerobe reaksjonsveien, bare to ATP-molekyler (svarende til glykolysen) forekomme, mens aerob respirasjon sluttproduktet er vanligvis ca. 38 - ATP molekyler som er en betydelig forskjell.

referanser

  1. Campbell, M. K., & Farrell, S. O. (2011). Biokjemi. Sjette utgave. Thomson. Brooks / Cole.
  2. Curtis, H. (2006). Invitasjon til biologi. Sjette utgave. Buenos Aires: Pan-American Medical.
  3. Estrada, E & Aranzábal, M. (2002). Atlas av vertebrat histologi. National Autonomous University of Mexico. S. 173.
  4. Hall, J. (2011). Traktaten om medisinsk fysiologi. New York: Elsevier Helsefag.
  5. Harisha, S. (2005). En introduksjon til praktisk bioteknologi. New Delhi: Firewall Media.
  6. Hill, R. (2006). Dyrfysiologi Madrid: Pan-American Medical.
  7. Iglesias, B., Martín, M. & Prieto, J. (2007). Faser av fisiologi. Madrid: Tebar.
  8. Koolman, J., & Röhm, K. H. (2005). Biokjemi: tekst og atlas. Ed. Panamericana Medical.
  9. Vasudevan, D. & Sreekumari S. (2012). Tekst av biokjemi for medisinske studenter. Sjette utgave. Mexico: JP Medical Ltd.