Τι διαφορετικοί τρόποι απελευθερώνει έναν οργανισμό ενέργεια;
1. Αερόβια αναπνοή: Αυτός είναι ο πιο αποτελεσματικός τρόπος για τους οργανισμούς να απελευθερώσουν ενέργεια. Απαιτεί οξυγόνο και περιλαμβάνει μια σειρά χημικών αντιδράσεων που διασπούν τη γλυκόζη (ζάχαρη) για την παραγωγή ΑΤΡ (τριφωσφορική αδενοσίνη), το κύριο ενεργειακό νόμισμα των κυττάρων. Αυτή η διαδικασία λαμβάνει χώρα στα μιτοχόνδρια των κυττάρων και μπορεί να συνοψιστεί σε τρία στάδια:
* γλυκόλυση: Η γλυκόζη χωρίζεται σε πυροσταφυλικό στο κυτταρόπλασμα. Αυτό παράγει μια μικρή ποσότητα ΑΤΡ και NADH (ένα μόριο που μεταφέρει ηλεκτρόνια).
* κύκλος Krebs (κύκλος κιτρικού οξέος): Το πυροσταφυλικό αναλύεται περαιτέρω στα μιτοχόνδρια, παράγοντας περισσότερα ΑΤΡ, NADH και FADH2 (άλλος φορέας ηλεκτρονίων).
* Ηλεκτρονική αλυσίδα μεταφοράς: Τα ηλεκτρόνια από το NADH και το FADH2 περνούν κατά μήκος μιας αλυσίδας πρωτεϊνών στη μιτοχονδριακή μεμβράνη, απελευθερώνοντας ενέργεια που χρησιμοποιείται για την αντλία πρωτονίων σε όλη τη μεμβράνη. Αυτό δημιουργεί μια κλίση πρωτονίων που οδηγεί την παραγωγή μεγάλων ποσοτήτων ΑΤΡ.
2. Αναερόβια αναπνοή: Μερικοί οργανισμοί μπορούν να απελευθερώσουν ενέργεια απουσία οξυγόνου. Αυτή η διαδικασία είναι λιγότερο αποτελεσματική από την αερόβια αναπνοή και παράγει λιγότερο ATP. Συνήθως περιλαμβάνει την κατανομή της γλυκόζης σε γαλακτικό οξύ ή αιθανόλη, ανάλογα με τον οργανισμό.
* ζύμωση γαλακτικού οξέος: Αυτό συμβαίνει στα μυϊκά κύτταρα κατά τη διάρκεια της έντονης άσκησης όταν το οξυγόνο είναι περιορισμένο. Η γλυκόζη χωρίζεται σε πυροσταφυλικό και στη συνέχεια το πυροσταφυλικό μετατρέπεται σε γαλακτικό οξύ.
* αλκοολική ζύμωση: Αυτό συμβαίνει σε ζύμη και μερικά βακτήρια. Η γλυκόζη χωρίζεται σε πυροσταφυλικό και στη συνέχεια το πυροσταφυλικό μετατρέπεται σε αιθανόλη και διοξείδιο του άνθρακα.
3. Άλλοι μηχανισμοί απελευθέρωσης ενέργειας:
* φωτοσύνθεση: Τα φυτά και μερικά βακτήρια χρησιμοποιούν ελαφριά ενέργεια για να μετατρέψουν το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό σε γλυκόζη και οξυγόνο. Αυτή η διαδικασία αποθηκεύει ενέργεια με τη μορφή γλυκόζης, η οποία στη συνέχεια μπορεί να απελευθερωθεί μέσω κυτταρικής αναπνοής.
* Χημοσύνθεση: Ορισμένοι οργανισμοί, όπως ορισμένα βακτήρια, χρησιμοποιούν χημική ενέργεια από ανόργανες ενώσεις (όπως υδρόθειο ή μεθάνιο) για να παράγουν τα δικά τους τρόφιμα. Στη συνέχεια απελευθερώνουν αυτήν την αποθηκευμένη ενέργεια μέσω της κυτταρικής αναπνοής.
Συνοπτικά:
* Αερόβια αναπνοή είναι ο πιο συνηθισμένος τρόπος που οι οργανισμοί απελευθερώνουν ενέργεια, χρησιμοποιώντας οξυγόνο για να σπάσουν αποτελεσματικά τη γλυκόζη.
* Αναερόβια αναπνοή χρησιμοποιείται όταν το οξυγόνο είναι σπάνιο, παράγοντας λιγότερη ενέργεια αλλά επιτρέποντας την επιβίωση.
* φωτοσύνθεση και χημειοθεραπεία είναι τρόποι για να συλλάβει και να αποθηκεύσει ενέργεια από το περιβάλλον, ο οποίος στη συνέχεια απελευθερώνεται μέσω της κυτταρικής αναπνοής.
Αυτές οι διαδικασίες είναι απαραίτητες για όλους τους ζωντανούς οργανισμούς να εκτελούν τις λειτουργίες που απαιτούνται για την επιβίωση, την ανάπτυξη και την αναπαραγωγή.
