Aerobik solunum özellikleri, evreleri ve organizmaları

aerobik solunum veya aerobik, elektronların son alıcısının oksijen olduğu bir dizi oksidasyon reaksiyonu yoluyla organik moleküllerden (özellikle glikozdan) enerji elde etmeyi içeren biyolojik bir işlemdir..

Bu işlem organik varlıkların büyük çoğunluğunda, özellikle ökaryotlarda bulunur. Bütün hayvanlar, bitkiler ve mantarlar aerobik nefes alır. Ek olarak, bazı bakteriler ayrıca bir aerobik metabolizma sergilerler.

Genel olarak, glikoz molekülünden enerji elde etme süreci glikoliz (bu adım hem aerobik hem de anaerobik yollarda ortaktır), Krebs siklusu ve elektron taşıma zinciri olarak ayrılır.

Aerobik solunum kavramı, anaerobik solunumun aksinedir. Sonuncusunda, son elektron alıcısı, oksijenden başka bir inorganik maddedir. Bazı prokaryotların tipik bir örneğidir..

indeks

• 1 Oksijen nedir?
• 2 Solunumun özellikleri
• 3 Süreç (aşama)
  • 3.1 Glikoliz
  • 3.2 Krebs döngüsü
  • 3.3 Krebs döngüsünün özeti
  • 3.4 Elektron taşıma zinciri
  • 3.5 Taşıyıcı moleküllerin sınıfları
• 4 Aerobik solunum ile organizmalar
• Anaerobik solunum ile 5 farklar
• 6 Kaynakça

Oksijen nedir?

Aerobik solunum sürecini tartışmadan önce, oksijen molekülünün bazı yönlerini bilmek gerekir.

Periyodik tablodaki O harfi ve atom numarası 8 ile temsil edilen kimyasal bir elementtir. Standart sıcaklık ve basınç koşulları altında, oksijen çiftler halinde bağlanma eğilimindedir, bu da dioksijen molekülüne yol açar..

İki atom tarafından oluşturulan bu gaz oksijendir, renkten yoksundur, koku veya tat içerir ve O formülüyle temsil edilir.₂. Atmosferde, öne çıkan bir bileşendir ve dünyadaki çoğu yaşam formunu sürdürmek için gereklidir..

Oksijenin gaz halindeki doğası sayesinde, molekül hücre zarlarını serbestçe hareket ettirebilir - hem hücreyi hücre dışı ortamdan ayıran dış zar, hem de bunlar arasında mitokondri altındaki hücre altı bölümlerinin zarları.

Solunum özellikleri

Hücreler diyetimizde aldığımız molekülleri bir çeşit solunum "yakıtı" olarak kullanırlar..

Hücresel solunum, parçalanacak moleküllerin oksidasyona uğradığı ve elektronların son alıcısının çoğu zaman bir inorganik moleküldür olduğu ATP molekülleri şeklinde enerji üretme sürecidir..

Nefes alma işlemlerini gerçekleştirmeyi sağlayan önemli bir özellik, bir elektron taşıma zincirinin varlığıdır. Aerobik solunumda, elektronların son alıcısı oksijen molekülüdür..

Normal şartlar altında, bu "yakıtlar" karbonhidratlar veya karbonhidratlar ve yağlar veya lipitlerdir. Vücut, gıda yetersizliğinden dolayı tehlikeli koşullara girdiğinden, enerjisel taleplerini karşılamaya çalışmak için protein kullanımına başvurur..

Solunum kelimesi, günlük yaşamdaki sözlüğümüzün bir parçasıdır. Akciğerlerimizde hava alma eylemine, sürekli ekshalasyon ve inhalasyon döngülerinde buna nefes denir.

Bununla birlikte, biyolojik bilimlerin resmi bağlamında, bu eylem havalandırma terimi ile belirlenir. Bu nedenle, solunum terimi, hücresel düzeyde gerçekleşen işlemleri ifade etmek için kullanılır..

Süreçler (aşamalar)

Aerobik solunumun evreleri, organik moleküllerden enerji elde etmek için gerekli adımları içerir - bu durumda, glikoz molekülünün solunum yakıtı olarak tanımlayacağız - oksijen alıcısına ulaşana kadar.

Bu karmaşık metabolik yol glikoliz, Krebs döngüsü ve elektron taşıma zincirine bölünmüştür:

glikoliz

Glikoz monomerinin bozunması için ilk adım, aynı zamanda glikoliz olarak da adlandırılan glikolizdir. Bu adım doğrudan oksijen gerektirmez ve hemen hemen tüm canlılarda bulunur..

Bu metabolik yolun amacı, glikozun iki piruvik asit molekülüne bölünmesi, iki net enerji molekülünün (ATP) elde edilmesi ve iki NAD molekülünün indirgenmesidir.⁺.

Oksijen varlığında, rota Krebs döngüsüne ve elektron taşıma zincirine devam edebilir. Oksijenin olmaması durumunda, moleküller fermantasyon yolunu izler. Başka bir deyişle, glikoliz, aerobik ve anaerobik solunumun ortak bir metabolik yoludur.

Krebs döngüsünden önce, piruvik asidin oksidatif dekarboksilasyonu gerçekleşmelidir. Bu aşamaya, yukarıda belirtilen reaksiyonu gerçekleştiren piruvat dehidrojenaz adı verilen çok önemli bir enzim kompleksi aracılık eder..

Böylece piruvat, daha sonra Krebs döngüsüne taşınmasından sorumlu olan koenzim A tarafından yakalanan bir asetil radikali haline gelir..

Krebs döngüsü

Sitrik asit döngüsü veya trikarboksilik asit döngüsü olarak da bilinen Krebs döngüsü, asetil koenzim A'da depolanan kimyasal enerjiyi kademeli olarak salmayı amaçlayan spesifik enzimler tarafından katalizlenen bir dizi biyokimyasal reaksiyondan oluşur..

Piruvat molekülünü tamamen okside eden ve mitokondri matrisinde meydana gelen bir yoldur..

Bu döngü, elektron biçimindeki potansiyel enerjiyi, onları kabul eden elementlere, özellikle NAD molekülüne transfer eden bir dizi oksidasyon ve indirgeme reaksiyonuna dayanmaktadır.⁺.

Krebs döngüsünün özeti

Her bir piruvik asit molekülü, karbondioksit ve asetil grubu olarak bilinen iki karbonlu bir moleküle ayrılır. Koenzim A'ya bağlanma ile (önceki bölümde belirtilen) asetil koenzim A kompleksi oluşur..

İki piruvik asit karbonu döngüye girer, oksaloasetat ile yoğunlaşır ve altı karbonlu bir sitrat molekülü oluşturur. Böylece, oksidatif adım reaksiyonları meydana gelir. Sitrat, 2 mol karbondioksit, 3 mol NADH, 1 FADH teorik üretimi ile okaloasetata döner.₂ ve 1 mol GTP.

İki piruvat molekülü glikolizde oluştuğundan, bir glikoz molekülü Krebs döngüsünün iki devresini içerir.

Elektron taşıma zinciri

Bir elektron taşıma zinciri, yükseltgenme ve indirgenme reaksiyonlarını gerçekleştirme yeteneğine sahip bir dizi protein içerir.

Elektronların söz konusu protein kompleksleri tarafından geçişi, daha sonra ATP oluşumunda kemosomotik olarak kullanılan kademeli bir enerji salımına dönüşür. Zincirin son reaksiyonunun tersinmez tipte olduğuna dikkat etmek önemlidir..

Hücre altı bölmeleri olan ökaryotik organizmalarda, taşıma zincirinin elemanları mitokondri zarına bağlanır. Bu gibi bölmelerden yoksun olan prokaryotlarda, zincirin elemanları hücrenin plazma zarında bulunur.

Bu zincirin reaksiyonları, son alıcıya ulaşana kadar, hidrojenin taşıyıcılar tarafından yer değiştirmesi ile elde edilen enerji vasıtasıyla ATP'nin oluşumuna yol açar: oksijen, su üreten bir reaksiyon.

Taşıyıcı moleküllerin sınıfları

Zincir, üç konveyör varyantından oluşur. Birinci sınıf, flavin varlığı ile karakterize edilen flavoproteinlerdir. Bu tip konveyör alternatif olarak hem redüksiyon hem de oksidasyon olmak üzere iki tip reaksiyon gerçekleştirebilir.

İkinci tip sitokromlar tarafından oluşturulur. Bu proteinler, farklı oksidasyon durumlarına sahip olabilen bir heme grubuna (hemoglobininki gibi) sahiptir..

Son taşıyıcı sınıfı, aynı zamanda koenzim Q olarak da bilinen ubiquinone'dir. Bu moleküller, doğada protein değildir..

Aerobik solunum yapan organizmalar

Birçok canlı organizmada aerobik tipte bir solunum vardır. Ökaryotik organizmaların tipik bir örneğidir (hücrelerinde gerçek bir çekirdeği olan, bir zarla sınırlandırılmış varlıklar). Bütün hayvanlar, bitkiler ve mantarlar aerobik nefes alır.

Hayvanlar ve mantarlar heterotrofik organizmalardır, bu da solunumun metabolik yolunda kullanılacak olan "yakıt" ın diyette aktif olarak tüketilmesi gerektiği anlamına gelir. Fotosentetik yolla kendi yiyeceklerini üretme kabiliyetine sahip bitkilerin aksine.

Bazı prokaryot türleri de nefes almak için oksijene ihtiyaç duyarlar. Spesifik olarak, katı aerobik bakteriler vardır - yani, yalnızca psödomonas gibi oksijenli ortamlarda büyürler..

Diğer bakteri türleri, metabolizmalarını salmonella gibi çevresel koşullara bağlı olarak aerobikten anaerobiye değiştirme kabiliyetine sahiptir. Prokaryotlarda aerobik veya anaerobik olmak, sınıflandırılmasında önemli bir özelliktir..

Anaerobik solunum ile farklılıklar

Aerobik solunum için zıt işlem anaerobik yöntemdir. İkisi arasındaki en belirgin fark, son elektron alıcısı olarak oksijenin kullanılmasıdır. Anaerobik solunum, alıcı olarak diğer inorganik molekülleri kullanır..

Ek olarak, anaerobik solunumda reaksiyonların nihai ürünü, hala okside olmaya devam etme potansiyeline sahip bir moleküldür. Örneğin, fermantasyon sırasında kaslarda oluşan laktik asit. Aksine, aerobik solunumun nihai ürünleri karbondioksit ve sudur..

Enerji açısından da farklılıklar var. Anaerobik yolda, sadece iki ATP molekülü (glikolitik yola karşılık gelir) üretilirken, aerobik solunumda nihai ürün genellikle yaklaşık 38 ATP molekülüdür - bu önemli bir farktır.

referanslar

1. Campbell, M.K., ve Farrell, S. O. (2011). Biyokimya. Altıncı baskı. Thomson. Brooks / Cole.
2. Curtis, H. (2006). Biyolojiye Davet. Altıncı baskı. Buenos Aires: Amerikan Panosu.
3. Estrada, E ve Aranzábal, M. (2002). Omurgalı histolojisi atlası. Meksika Ulusal Özerk Üniversitesi. S. 173.
4. Hall, J. (2011). Tıbbi Fizyoloji Antlaşması. New York: Elsevier Sağlık Bilimleri.
5. Harisha, S. (2005). Pratik Biyoteknolojiye Giriş. Yeni Delhi: Güvenlik Duvarı Medyası.
6. Hill, R. (2006). Hayvan fizyolojisi Madrid: Pan-Amerikan Medikal.
7. Iglesias, B., Martín, M. ve Prieto, J. (2007). Fizyolojinin Temelleri. Madrid: Tebar.
8. Koolman, J. ve Röhm, K. H. (2005). Biyokimya: metin ve atlas. Ed. Panamericana Medical.
9. Vasudevan, D. ve Sreekumari S. (2012). Tıp Öğrencileri için Biyokimya Metinleri. Altıncı baskı. Meksika: JP Medikal Ltd.