Anaerob pust

Anaerob respirasjon er til stede i prokaryoter. Pixabay

Hva er anaerob pust?

De Anaerob pust o Anaerob er en metabolsk modalitet der kjemisk energi frigjøres basert på organiske molekyler. Den endelige elektronen akseptor av denne prosessen er et annet molekyl enn oksygen, for eksempel nitration eller sulfater.

Organismer som presenterer denne typen metabolisme er prokaryoter og kalles anaerobe organismer. Prokaryoter som er strengt tatt anaerober, kan bare leve i miljøer der oksygen ikke er til stede, siden det er svært giftig og til og med dødelig.

Visse mikroorganismer - bakterier og gjær - Få sin energi gjennom gjæringsprosessen. I dette tilfellet krever ikke prosessen oksygen eller en elektrontransportørkjede. Etter glykolyse tilsettes et ekstra par ekstra reaksjoner og sluttproduktet kan være etylalkohol.

I årevis har industrien benyttet seg av denne prosessen for å produsere produkter av interesse for konsum, for eksempel brød, vin, øl, blant andre.

Musklene våre er også i stand til å utføre anaerob respirasjon. Når disse cellene er utsatt for intens innsats, begynner den melkesiske gjæringsprosessen, som oversettes til akkumulering av dette produktet i musklene, og skaper tretthet.

Kjennetegn på anaerob pust

ATP -formet energi oppnås

Pust er fenomenet som energi oppnås i form av ATP, basert på forskjellige organiske molekyler - hovedsakelig karbohydrater. Denne prosessen foregår takket være forskjellige kjemiske reaksjoner som oppstår inne i cellene.

Forskjellige energikilder

Selv om hovedkilden i energi i de fleste organismer er glukose, kan andre molekyler brukes til energiekstraksjon, for eksempel andre sukker, fettsyrer eller i tilfeller av ekstreme behov, aminosyrer - de strukturelle blokker av proteiner.

Energien som hvert molekyl er i stand til å frigjøre blir kvantifisert i joules. De biokjemiske rutene eller rutene til organismer for nedbrytning av disse molekylene avhenger hovedsakelig av tilstedeværelsen eller ikke av oksygen. På denne måten kan vi klassifisere pust i to store grupper: anaerob og aerobisk.

Endelig akseptor

I anaerobi -pust er det en elektrontransportørkjede som genererer ATP, og den endelige akseptoren av elektroner er et organisk stoff som nitration, sulfater, blant andre.

Kan tjene deg: protonefrides

Forskjellig fra gjæring

Det er viktig å ikke forveksle denne typen anaerob respirasjon med gjæring. Begge prosessene er uavhengige av oksygen, men i sistnevnte er det ingen elektrontransportørkjede.

Anaerobe pustetyper

Bruk av nitrater som elektronakseptor

En bred gruppe anaerobe respirasjonsbakterier er katalogisert som nitrat reduserende bakterier. I denne gruppen er den endelige akseptoren av elektrontransportørkjeden ingen ion₃^-.

Innenfor denne gruppen er det forskjellige fysiologiske modaliteter. Nitratredusatorer kan være av respirasjonstypen, der ionet ikke gjør det₃^- Det blir nei₂^-; De kan være denitrifiserende, der dette ionet går til n₂, eller av assimilatortypen, der det aktuelle ionet blir omgjort til NH₃.

Elektrondonorer kan være pyruvat, succinat, laktat, glyserol, nadh, blant andre. Den representative organismen i denne metabolismen er de velkjente bakteriene Escherichia coli.

Bruk av sulfater som elektronakseptor

Bare noen få arter av strenge anaerobe bakterier er i stand til å ta sulfasjonen og gjøre det til S^2- og vann. Noen få underlag brukes til reaksjon, blant de vanligste er melkesyre og fire karbondikarboksylsyrer.

Bruk av karbondioksid som elektronakseptor

Archaeas er prokaryote organismer som vanligvis bor i ekstreme regioner, og er preget av å utvise veldig spesielle metabolske veier.

En av disse er buene som er i stand til å produsere metan og å oppnå det, bruker karbondioksid som en endelig akseptor. Det endelige produktet av reaksjonen er metangass (CH₄).

Disse organismer lever bare i veldig spesifikke områder av økosystemer, der hydrogenkonsentrasjonen er høy, siden det er et av de nødvendige elementene for reaksjonen - som bakgrunnen til innsjøene eller fordøyelseskanalen til visse pattedyr.

Forskjeller mellom anaerob respirasjon og gjæring

Som vi nevnte, er gjæring en metabolsk prosess som ikke krever tilstedeværelse av oksygen som skal utføres. Merk at skiller seg fra anaerob respirasjon nevnt i forrige seksjon ved fravær av en elektrontransportørkjede.

Fermentering er preget av å være en prosess som frigjør energi basert på sukker eller andre organiske molekyler, ikke krever oksygen, trenger ikke en Krebs eller elektron transportørkjede, den endelige akseptoren er et organisk molekyl og produserer små mengder ATP - en eller to.

Kan tjene deg: laktogenese: Kjennetegn og stadier

Når cellen har fullført glykolyseprosessen, oppnår den to pyruvinsyremolekyler for hvert glukosemolekyl.

I tilfelle det ikke er tilgjengelighet av oksygen, kan cellen ty til generering av et organisk molekyl for å generere NAD⁺ eller NADP⁺ som kan komme inn i en annen glykolysesyklus igjen.

Avhengig av organismen som utfører gjæring, kan sluttproduktet være melkesyre, etanol, propionsyre, eddiksyre, smørsyre, butanol, aceton, isopropylalkohol, ravsyre, maursyre, butanediol,.

Disse reaksjonene er også vanligvis assosiert med utskillelse av karbondioksid eller dihydrogenmolekyler.

Eksempler på organismer med anaerob respirasjon

Strenge anaerober

Mikroorganismer som er påvirket av tilstedeværelsen av oksygen kalles streng anaerob, for eksempel kjønn Clostridium.

Å ha en anaerob metabolisme gjør at disse mikroorganismene kan kolonisere ekstreme miljøer som mangler oksygen, der aerobe organismer ikke kunne bo, for eksempel veldig dypt vann, jordsmonn eller fordøyelseskanalen til noen dyr.

Valgfrie anaerober

I tillegg er det noen mikroorganismer som er i stand til å veksle mellom aerob og anaerob metabolisme, avhengig av deres behov og miljøforhold.

Imidlertid er det bakterier med streng aerob pust som bare kan vokse og utvikle seg i oksygen -rike miljøer.

I mikrobiologiske vitenskaper er kunnskap om metabolismen en karakter som hjelper til med å identifisere mikroorganismer.

Organismer med evnen til å gjære

I tillegg er det andre organismer som er i stand til å utføre luftveiene uten behov for oksygen eller transportørkjede, det vil si gjæring.

Blant dem finner vi noen typer gjær (Saccharomyces), bakterier (Streptococcus, Lactobacillus, Bacillus, Propionibacterium, Escherichia, Salmonella, Enterobacter) og til og med våre egne muskelceller. Under prosessen er hver art preget av å skilles ut et annet produkt.

Geobacter -sjangeren

Noen organismer av Geobacter -sjangeren, som for eksempel G. Metallireduzens og G. Sulfurreduzens De kan bruke humiske stoffer som elektroner giver og bruke nitrat og/eller fumarat som elektronakseptorer.

Generelt reduserer organismer som utfører denne prosessen nitrater (nei₃^-) Nitritos (nei₂^-) ved hjelp av enzymnitratreduktase. På sin side kan nitritter brukes som elektronakseptorer av andre organismer.

Det kan tjene deg: biologisk determinisme hos mennesker og dyr

Desulfovibrio Desulfuricans

Desulfovibrio Desulfuricans Det er en reduserende sulfatbakterie. Denne typen bakterier bruker sulfat som en endelig elektronakseptor.

Anaeromyxobacter dehalogenans

Levende organismer har en stor evne til å tilpasse seg, noe som har gjort det mulig for mange å bruke flere elektronakseptorer.

Dette er tilfelle av Anaeromyxobacter dehalogenans, En stamme som kan brukes som elektronakseptorer, forbindelser så forskjellige som nitritter, nitrater, jern, oksygen, fumarat og til og med uran.

Økologisk relevans

Fra økologiens synspunkt oppfyller anaerob respirasjon transcendentale funksjoner innen økosystemer. Denne prosessen foregår i forskjellige naturtyper, for eksempel marine sedimenter eller ferskvannsorganer, dype jordmiljøer, blant andre.

Noen bakterier tar sulfater for å danne hydrogensulfid og bruker karbonat for metandannelse. Andre arter er i stand til å bruke nitrationet og redusere det til nitrittion, lystgass eller gassformig nitrogen.

Disse prosessene er viktige i naturlige sykluser, både for nitrogen og svovel. For eksempel er anaerob vei hovedveien som nitrogen er fast og i stand til å gå tilbake til den gassformet atmosfære.

Forskjeller med aerob pust

Den mest åpenbare forskjellen mellom disse to metabolske prosessene er bruken av oksygen. I aerobic fungerer dette molekylet som den endelige elektronakseptoren.

Energi, aerob pusting er mye mer lønnsomt, siden den frigjør viktige mengder energier - omtrent 38 ATP -molekyler. I kontrast er det å puste i fravær av oksygen preget av et mye mindre antall ATP, som varierer mye avhengig av kroppen.

Utskillelsesprodukter varierer også. Aerob pust ender med produksjon av karbondioksid og vann, mens i aerobe mellomprodukter er varierte - for eksempel melkesyre, alkohol eller andre organiske syrer, for eksempel.

Når det gjelder hastighet, tar aerob pusting mye lengre tid. Dermed representerer den anaerobe prosessen for organismer en rask energikilde.

Referanser

1. Baron, s. (nitten nittiseks). Mikrobiologi medisinsk. 4. utgave. University of Texas Medical Branch i Galveston.
2. Beckett, f. S. (1986). Biologi: en moderne introduksjon. Oxford University Press, USA.