المحتوى
عندما تسمع هذا المصطلح تنفس، قد تفكر بشكل طبيعي في رئتيك ، لأن التنفس يعني التنفس. ومع ذلك، التنفس الخلوي هي الطريقة التي تنتج بها خلاياك الطاقة من جزيئات الطعام الذي تتناوله.
يمكن أن تكون هذه العملية إما هوائية أو لاهوائية - تتطلب أكسجين أم لا. عندما يتعلق الأمر بكريات حقيقية النواة ، والتي تحتوي جميعها على نوى متميزة تحتوي على معلوماتها الوراثية ، فإن نوع التنفس الخلوي يختلف باختلاف الظروف وحتى النوع.
TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم يقرأ)
معظم الخلايا حقيقية النواة تستخدم التنفس الهوائيالذي يعتمد على الأكسجين وهو الأكثر كفاءة لإنتاج الطاقة. ومع ذلك ، تتحول بعض الخلايا حقيقية النواة إلى التنفس اللاهوائي عندما الأكسجين غير متوفر. اكتشف العلماء مؤخرًا ثلاثة حقيقيات حقيقية للنواة تعيش في جزء من المحيط بدون أكسجين وبالتالي تستخدم دائمًا التنفس اللاهوائي.
ما هو التنفس الخلوي؟
كل الكائنات الحية تحتاج إلى طاقة. ومع ذلك ، فإن عملية التنصت على الطاقة لا تنتهي عندما تبتلع بوريتو. التنفس الخلوي مسار الكيمياء الحيوية الذي يحرر الطاقة المخزنة في الروابط الكيميائية التي تجمع هذه الجزيئات الغذائية معا.
تستخدم خلايا حقيقية النواة بشكل عام التنفس الهوائي - الذي يتطلب الأكسجين - لإنتاج طاقة صالحة للاستعمال تسمى ATP من جزيئات الجلوكوز. يتضمن المخطط العام للتنفس الهوائي في خلايا حقيقية النواة ثلاث خطوات معقدة: تحلل، ال دورة حمض الستريك و ال سلسلة نقل الإلكترون تفاعلات. يحدث هذا النوع من التنفس في الغالب في عضيات متخصصة تسمى الميتوكوندريا.
الخلايا بدائية النواة ، من ناحية أخرى ، تميل إلى استخدام التنفس اللاهوائي - لا تتطلب الأكسجين. على الرغم من أنها يمكن أن تستخدم التنفس الهوائي ، فإنها غالبًا ما تكون قادرة على توليد طاقة كافية عن طريق التنفس اللاهوائي. الخطوة الأولى في التنفس اللاهوائي هي أيضا تحلل السكر ، والذي ينتج جزيئين من ATP من الجلوكوز.
كما أنها تنتج البيروفات ، والتي يمكن أن تذهب بعد ذلك بطريقتين: نحو التخمير أو نحو حامض اللبنيك (تستخدمه الخلايا الحيوانية في بعض الظروف). هذا النوع من التنفس الخلوي يحدث في الغالب السيتوبلازم.
الهوائية مقابل التنفس اللاهوائي
إن عائد الطاقة الناتج عن التنفس اللاهوائي ليس جيدًا مثل العائد الناتج عن التنفس الهوائي. لهذا السبب ، تستخدم حقيقيات النوى دائمًا التنفس الخلوي الهوائي عند توفر الأكسجين لهم. ومع ذلك ، في بعض الأحيان تتحول الخلايا حقيقية النواة إلى التنفس اللاهوائي عندما تنفد من الأكسجين الذي تحتاجه للتنفس الهوائي.
أفضل مثال على ذلك هو بك خلايا العضلات. عندما تعمل بجد لدرجة أن خلايا عضلاتك قد استنفدت كل الأكسجين المتاح ، فإن خلاياك تتحول ببساطة إلى المسار اللاهوائي للحفاظ على استمرارك. هذا ينتج حمض اللاكتيك، والتي يمكن أن تتأكسد في القلب للحصول على الطاقة أو تحويلها مرة أخرى إلى الجلوكوز في الكبد ، إذا لم تعد هناك حاجة إليها.
اكتشاف جديد
لفترة طويلة ، اعتقد العلماء أنه في حين تحولت بعض الخلايا حقيقية النواة إلى التنفس اللاهوائي عندما اضطروا إلى ذلك تمامًا وأن جميع حقيقيات النوى تعتمد بشكل تفضيلي على التنفس الهوائي. تخيل دهشتهم عندما اكتشفوا وجود كائنات متعددة الخلايا لم تصادف الأكسجين أبدًا ، أقل استخدامها في العمليات الخلوية!
في عام 2010 ، وجد العلماء الذين قاموا بتمشيط قاع البحر الأبيض المتوسط ثلاثة أنواع من هذا النوع مدفونة في الرواسب - حوالي 10000 قدم تحت سطح المحيط. هذا الحوض هو الملوحة، أو حوالي ثماني مرات أكثر ملوحة من مياه البحر العادية. تعني هذه الكثافة أن الماء الموجود في الحوض غير قادر على الاختلاط بمياه البحر العادية فوقه ، مما يجعله نقص الأكسجين، أو تماما دون الأكسجين.
أضاف العلماء الكائنات الثلاثة التي عثروا عليها في أحدث اسم للحيوانات التي تسمى "لوريسيفيرا". يطلق عليهم الآن Spinoloricus cinziae, روجيلوريكوس نوف. س. و Pliciloricus نوفمبر. س. لأن هذه المخلوقات البحرية الصغيرة تقضي حياتها بأكملها دون أن تواجه أي وقت مضى الأكسجين ، فإن الميتوكوندريا الخاصة بها أشبه هيدروجينوسوم، وهي العضيات التي تؤدي إلى التنفس اللاهوائي في العديد من الطفيليات أحادية الخلية.