Aerob légzési jellemzők, szakaszok és szervezetek



az aerob légzés vagy az aerob biológiai folyamat, amelynek során szerves molekulákból - főként glükózból - energiát szereznek oxidációs reakciók sorozatán keresztül, ahol az elektronok végső elfogadója oxigén..

Ez a folyamat az organikus lények, különösen az eukarióták többségében jelen van. Az állatok, növények és gombák aerob módon lélegzik. Emellett néhány baktérium aerob anyagcserét is mutat.

Általánosságban elmondható, hogy a glükózmolekulából az energia megszerzésének folyamata glikolízisre oszlik (ez a lépés mind az aerob, mind az anaerob útvonalakban gyakori), a Krebs ciklus és az elektronszállító lánc.

Az aerob légzés fogalma ellenzi az anaerob légzést. Az utóbbi esetben az utolsó elektron-akceptor egy másik szervetlen anyag, az oxigén kivételével. Néhány prokariótára jellemző.

index

  • 1 Mi az oxigén?
  • 2 A légzés jellemzői
  • 3 Folyamatok (szakaszok)
    • 3.1. Glükolízis
    • 3.2 Krebs-ciklus
    • 3.3 A Krebs-ciklus összefoglalása
    • 3.4 Elektronszállító lánc
    • 3.5 A transzporter molekulák osztályai
  • 4 Aerob légzéssel rendelkező szervezetek
  • 5 Az anaerob légzés különbségei
  • 6 Referenciák

Mi az oxigén?

Az aerob légzés folyamatának megvitatása előtt meg kell ismerni az oxigén molekula bizonyos aspektusait.

Ez egy kémiai elem, amelyet az időszakos táblázatban az O betű és az 8. számú atomszám képvisel. A hőmérséklet és nyomás normál feltételei között az oxigén párokban kötődik, ami a dioxigén molekulához vezet..

Ez a két atomból képződő gáz oxigén, nincs szín, szag vagy íz, és az O képlettel van ábrázolva2. A légkörben kiemelkedő alkotóelem, és a legtöbb életforma fenntartása szükséges a földön.

Az oxigén gázhalmazának köszönhetően a molekula szabadon halad át a sejtmembránokon - mind a külső membrán, amely elválasztja a sejtet az extracelluláris környezettől, mind a szubcelluláris rekeszek membránjai között..

A légzés jellemzői

A sejtek olyan molekulákat használnak, amelyeket étrendünkben lélegeztünk el egyfajta „légzőanyagként”..

A celluláris légzés az energiatermelő folyamat, ATP-molekulák formájában, ahol a lebomló molekulák oxidáción mennek keresztül, és az elektronok végső elfogadója a legtöbb esetben szervetlen molekula..

Az egyik lényeges jellemző, amely lehetővé teszi a légzési folyamatok végrehajtását, egy elektronszállító lánc jelenléte. Az aerob légzésben az elektronok utolsó elfogadója az oxigén molekula.

Normál körülmények között ezek a "tüzelőanyagok" szénhidrátok vagy szénhidrátok és zsírok vagy lipidek. Mivel a test táplálékhiány miatt bizonytalan állapotba kerül, a fehérjék használatára törekszik az energiaigény kielégítésére.

A légzés szó a mindennapi élet szókincsének része. A tüdőben a levegő bevételének folyamatos kilégzési és belégzési ciklusaiban légzésnek nevezzük.

A biológiai tudományok formális kontextusában azonban ezt a lépést a szellőzés kifejezés jelenti. Így a légzés fogalmát arra használjuk, hogy a sejtszintű folyamatokra utaljon.

Folyamatok (szakaszok)

Az aerob légzés fázisai magukban foglalják a szerves molekulák energiájának kinyeréséhez szükséges lépéseket - ebben az esetben a glükózmolekula esetét légúti tüzelőanyagként írjuk le - amíg az oxigén-akceptor elérte.

Ez a komplex anyagcsereút glikolízisre, Krebs-ciklusra és elektronátviteli láncra oszlik:

glikolízis

A glükóz monomer lebomlásának első lépése a glikolízis, más néven glikolízis. Ez a lépés nem igényel oxigént közvetlenül, és gyakorlatilag minden élő lényben jelen van.

Ennek az anyagcsere útnak a célja a glükóz két piruvinsavmolekulává történő hasítása, két nettó energia molekula (ATP) megszerzése és két NAD molekula redukciója.+.

Az oxigén jelenlétében az útvonal tovább folytatódik a Krebs-ciklus és az elektronszállító lánc felé. Abban az esetben, ha az oxigén hiányzik, a molekulák követik az erjedés útját. Más szóval, a glikolízis az aerob és az anaerob légzés gyakori metabolikus útja.

A Krebs-ciklus előtt a piruvinsav oxidatív dekarboxilezésének kell történnie. Ezt a lépést egy nagyon fontos enzimkomplexum, a piruvát-dehidrogenáz nevezi, amely a fent említett reakciót végzi..

Ily módon a piruvát olyan acetilgyökké válik, amelyet később a koenzim A rögzít, amely felelős a Krebs-ciklusba történő szállításáért..

Krebs-ciklus

A Krebs-ciklus, más néven citromsav-ciklus vagy trikarbonsav-ciklus, olyan biokémiai reakciók sorozatából áll, amelyeket specifikus enzimek katalizálnak, amelyek az A-acetil koenzimben tárolt kémiai energiát fokozatosan felszabadítják..

Ez egy olyan út, amely teljesen oxidálja a piruvát molekulát és a mitokondriumok mátrixában fordul elő.

Ez a ciklus olyan oxidációs és redukciós reakciósorozatokon alapul, amelyek a potenciális energiát elektronok formájában átadják azoknak az elemeknek, amelyek elfogadják őket, különösen a NAD molekulát.+.

A Krebs-ciklus összefoglalása

A piruvinsav mindegyik molekula szén-dioxiddá és két szénatomú molekulává bomlik, az acetilcsoport néven ismert. A koenzim A-hoz való kötődésével (az előző részben említett) az acetil-koenzim-A komplex képződik.

A piruvinsav két szénatomja belép a ciklusba, kondenzálódik az oxaloacetáttal, és hatszén-citrátmolekulát képez. Így oxidatív lépések lépnek fel. A citrát oxalacetátra tér vissza, elméleti 2 mól szén-dioxid, 3 mol NADH, 1 FADH termeléssel.2 és 1 mol GTP.

Mivel a glikolízis során két piruvát molekulát alakítanak ki, a glükózmolekula a Krebs-ciklus két fordulatát tartalmazza.

Elektronátviteli lánc

Az elektronátviteli lánc olyan fehérjék sorozatából áll, amelyek képesek oxidációs és redukciós reakciók végrehajtására.

Az elektronok áthaladása az említett fehérje komplexek által az energia fokozatos felszabadulásához vezet, amelyet ezt követően az ATP kemoszomotikusan generálnak. Fontos megjegyezni, hogy a lánc utolsó reakciója irreverzibilis.

Az eukarióta szervezetekben, amelyek szubcelluláris rekeszekkel rendelkeznek, a szállítási lánc elemei a mitokondriumok membránjához vannak rögzítve. A prokariótákban, amelyekben nincsenek ilyen rekeszek, a lánc elemei a sejt plazmamembránjában találhatók.

Ennek a láncnak a reakciói az ATP kialakulásához vezetnek, a transzporterek által a hidrogén elmozdításával nyert energiával, amíg el nem éri a végső akceptort: ​​oxigént, a vizet termelő reakciót..

A transzporter molekulák osztályai

A lánc három szállítószalagból áll. Az első osztály a flavoproteinek, melyeket flavin jelenléte jellemez. Ez a típusú szállítószalag kétféle reakciót hajthat végre, mind redukció, mind oxidáció.

A második fajtát a citokrómok alkotják. Ezeknek a fehérjéknek van egy hem csoportja (például a hemoglobiné), amely különböző oxidációs állapotokkal rendelkezik.

A transzporter utolsó osztálya az ubikinon, más néven koenzim Q néven ismert. Ezek a molekulák nem természetűek..

Aerob légzéssel rendelkező szervezetek

A legtöbb élő szervezetnek aerob típusú légzése van. Jellemző az eukarióta szervezetekre (a sejtekben valódi maggal rendelkező lények, egy membránnal határolt). Az állatok, növények és gombák aerob módon lélegzik.

Az állatok és a gombák heterotróf organizmusok, ami azt jelenti, hogy a légzés anyagcseréjében használt "üzemanyagot" aktívan kell fogyasztani az étrendben. Ellentétben a növényekkel, amelyek képesek a saját étel elkészítésére a fotoszintetikus úton.

Néhány prokarióták nemzetségének oxigénre van szüksége a légzéshez. Pontosabban, szigorú aerob baktériumok vannak, azaz csak oxigénkörnyezetben, pl..

A baktériumok más nemzetségei képesek megváltoztatni az anyagcseréjüket az aerob és az anaerob jellegű körülmények között, a környezeti körülményektől, például a szalmonellától függően. A prokariótákban az aerob vagy anaerob tulajdonsága fontos besorolásának jellemzője.

Az anaerob légzés különbségei

Az aerob lélegzéssel ellentétes eljárás az anaerob mód. A legnyilvánvalóbb különbség a kettő között az oxigén felhasználása a végső elektron akceptorként. Az anaerob légzés más szervetlen molekulákat alkalmaz akceptorként.

Ezen túlmenően az anaerob légzésben a reakciók végterméke olyan molekula, amely továbbra is képes az oxidáció folytatására. Például az erjesztés során az izmokban képződött tejsav. Ezzel szemben az aerob légzés végtermékei a szén-dioxid és a víz.

Az energia szempontjából is vannak különbségek. Az anaerob útvonalon csak két ATP molekulát állítunk elő (ami megfelel a glikolitikus útvonalnak), míg az aerob légzésben a végtermék általában körülbelül 38 ATP molekulát jelent - ami jelentős különbség.

referenciák

  1. Campbell, M. K. és Farrell, S. O. (2011). Biokémia. Hatodik kiadás. Thomson. Brooks / Cole.
  2. Curtis, H. (2006). Meghívás a biológiába. Hatodik kiadás. Buenos Aires: Pan-American Medical.
  3. Estrada, E & Aranzábal, M. (2002). A gerincesek szövettana. Mexikói Nemzeti Autonóm Egyetem. P. 173.
  4. Hall, J. (2011). Orvosi fiziológiai szerződés. New York: Elsevier Egészségtudományok.
  5. Harisha, S. (2005). Bevezetés a gyakorlati biotechnológiába. New Delhi: Tűzfal média.
  6. Hill, R. (2006). Állati fiziológia Madrid: Pan-American Medical.
  7. Iglesias, B., Martín, M. & Prieto, J. (2007). A fiziológia alapjai. Madrid: Tebar.
  8. Koolman, J. és Röhm, K. H. (2005). Biokémia: szöveg és atlas. Ed. Panamericana Medical.
  9. Vasudevan, D. & Sreekumari S. (2012). Biokémiai szöveg az orvostanhallgatók számára. Hatodik kiadás. Mexikó: JP Medical Ltd..