ยูคาริโอตต้องการออกซิเจนหรือไม่

เนื้อหา

• TL; DR (ยาวเกินไปไม่ได้อ่าน)
• การหายใจของเซลลูล่าร์คืออะไร?
• แอโรบิคกับระบบหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน
• การค้นพบใหม่ (ish)

เมื่อคุณได้ยินคำว่า การหายใจคุณอาจคิดถึงปอดของคุณเองเพราะการหายใจหมายถึงการหายใจ อย่างไรก็ตาม การหายใจของเซลล์ เป็นวิธีที่เซลล์ของคุณผลิตพลังงานจากโมเลกุลของอาหารที่คุณกิน

กระบวนการนี้อาจเป็นแบบแอโรบิกหรือแบบไม่ใช้ออกซิเจน - ต้องการออกซิเจนหรือไม่ เมื่อพูดถึงยูคาริโอตซึ่งทั้งหมดมีนิวเคลียสที่แตกต่างกันซึ่งมีข้อมูลทางพันธุกรรมชนิดของการหายใจของเซลล์จะแตกต่างกันไปตามสถานการณ์และแม้แต่สายพันธุ์

TL; DR (ยาวเกินไปไม่ได้อ่าน)

เซลล์ยูคาริโอตส่วนใหญ่ใช้ การหายใจแบบใช้ออกซิเจนซึ่งต้องอาศัยออกซิเจนและมีประสิทธิภาพสูงสุดในการผลิตพลังงาน อย่างไรก็ตามเซลล์ยูคาริโอตบางตัวหันไป การหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน เมื่อออกซิเจนไม่พร้อมใช้งาน เมื่อเร็ว ๆ นี้นักวิทยาศาสตร์ค้นพบยูคาริโอตที่น่าประหลาดใจสามแห่งที่อาศัยอยู่ในมหาสมุทรโดยไม่มีออกซิเจนดังนั้นจึงใช้ระบบหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน

การหายใจของเซลลูล่าร์คืออะไร?

สิ่งมีชีวิตทุกอย่างต้องการพลังงาน อย่างไรก็ตามกระบวนการกรีดพลังงานจะไม่สิ้นสุดเมื่อคุณกลืนเบอร์ริโต การหายใจของเซลลูลาร์คือ เส้นทางชีวเคมี ที่ปลดปล่อยพลังงานที่เก็บไว้ในพันธะเคมีที่จับโมเลกุลอาหารเหล่านั้นเข้าด้วยกัน

โดยทั่วไปเซลล์ยูคาริโอตใช้การหายใจแบบใช้ออกซิเจนซึ่งต้องใช้ออกซิเจนในการผลิตพลังงานที่เรียกว่า เอทีพี จากโมเลกุลกลูโคส แผนการทั่วไปสำหรับการหายใจแบบใช้ออกซิเจนในเซลล์ยูคาริโอตนั้นมีสามขั้นตอนที่ซับซ้อน: glycolysis, วงจรกรดซิตริก และ ห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอน ปฏิกิริยา การหายใจประเภทนี้ส่วนใหญ่เกิดขึ้นในอวัยวะพิเศษที่เรียกว่า mitochondria.

ในทางกลับกันเซลล์ Prokaryotic มักจะใช้ระบบหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน - ไม่ต้องการออกซิเจน ในขณะที่พวกเขาสามารถใช้การหายใจแบบใช้ออกซิเจนพวกเขามักจะสามารถสร้างพลังงานเพียงพอผ่านการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน ขั้นตอนแรกด้วยการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนคือ glycolysis ซึ่งให้ผลโมเลกุล ATP สองโมเลกุลจากกลูโคสหนึ่งเดียว

มันยังผลิต pyruvate ซึ่งสามารถไปได้สองวิธี: ไปสู่การหมักหรือกรดแลคติค (ใช้โดยเซลล์ของสัตว์ในบางสถานการณ์) การหายใจของเซลล์ประเภทนี้ส่วนใหญ่เกิดขึ้นใน พลาสซึม.

แอโรบิคกับระบบหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน

ผลผลิตพลังงานจากการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนนั้นไม่ดีเท่ากับผลผลิตจากการหายใจแบบแอโรบิค ด้วยเหตุนี้ยูคาริโอตจึงใช้ระบบหายใจแบบแอโรบิคเสมอเมื่อมีออกซิเจน อย่างไรก็ตามเซลล์ยูคาริโอตบางครั้งเปลี่ยนเป็นระบบหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนเมื่อหมดออกซิเจนที่จำเป็นสำหรับการหายใจแบบใช้ออกซิเจน

ตัวอย่างที่ดีที่สุดคือคุณ เซลล์กล้ามเนื้อ. เมื่อคุณทำงานหนักจนเซลล์กล้ามเนื้อของคุณใช้ออกซิเจนที่มีอยู่หมดเซลล์ของคุณก็จะเปลี่ยนไปใช้ทางเดินที่ไม่ใช้ออกซิเจนเพื่อให้คุณเดินต่อไป สิ่งนี้ผลิต กรดแลคติกซึ่งสามารถออกซิไดซ์ในหัวใจเพื่อเป็นพลังงานหรือเปลี่ยนกลับเป็นกลูโคสในตับหากไม่ต้องการอีกต่อไป

การค้นพบใหม่ (ish)

เป็นเวลานานนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าในขณะที่เซลล์ยูคาริโอตบางส่วนหันไปใช้ระบบหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนเมื่อพวกเขาต้องทำและยูคาริโอตทั้งหมดอาศัยการหายใจแบบแอโรบิกเป็นพิเศษ ลองจินตนาการถึงความประหลาดใจของพวกเขาเมื่อพวกเขาค้นพบการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ที่ไม่เคยพบแม้แต่ออกซิเจนใช้น้อยกว่าสำหรับกระบวนการเซลล์!

ในปี 2010 นักวิทยาศาสตร์ที่รวมพื้นทะเลเมดิเตอร์เรเนียนพบว่ามีสามสายพันธุ์ที่ถูกฝังอยู่ในตะกอน - ประมาณ 10,000 ฟุตใต้พื้นผิวมหาสมุทร อ่างนี้คือ hypersalineหรือเค็มกว่าน้ำทะเลทั่วไปประมาณแปดเท่า ความหนาแน่นนี้หมายความว่าน้ำในแอ่งน้ำไม่สามารถผสมกับน้ำทะเลทั่วไปที่อยู่เหนือน้ำ ซิกหรือไม่มีออกซิเจนอย่างสมบูรณ์

นักวิทยาศาสตร์ได้เพิ่มสิ่งมีชีวิตทั้งสามที่พบในไฟลัมสัตว์ที่ชื่อว่าล่าสุดคือ Loricifera; ตอนนี้พวกเขาถูกเรียก Spinoloricus cinziae, Rugiloricus พฤศจิกายน SP และ Pliciloricus พฤศจิกายน SP. เนื่องจากสัตว์เลื้อยคลานทะเลตัวจิ๋วเหล่านี้ใช้ชีวิตทั้งชีวิตโดยไม่ต้องเผชิญกับออกซิเจนเลยไมโตคอนเดรียของพวกเขาจึงเป็นเช่นนั้นมากกว่า hydrogenosomesซึ่งเป็นอวัยวะที่ดำเนินการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนในปรสิตเซลล์เดียวจำนวนมาก