תוֹכֶן
כשאתה שומע את המונח נשימה, באופן טבעי, אתה עשוי לחשוב על הריאות שלך, מכיוון שאכן הנשימה פירושה נשימה. למרות זאת, נשימה תאית היא הדרך בה התאים שלך מייצרים אנרגיה ממולקולות המזון שאתה אוכל.
תהליך זה יכול להיות אירובי או אנאירובי - הדורש חמצן או לא. כשמדובר באיקריוטים, שלכולם גרעינים ברורים המכילים את המידע הגנטי שלהם, סוג הנשימה התאית משתנה בהתאם לנסיבות ואפילו המין.
TL; DR (יותר מדי זמן; לא קרא)
רוב התאים האוקריוטים משתמשים נשימה אירובית, הנשען על חמצן והיעיל ביותר לייצור אנרגיה. עם זאת, חלק מהתאים האוקריוטים פונים אליו נשימה אנאירובית כאשר חמצן אינו זמין. מדענים גילו לאחרונה שלושה אוקריוטים מפתיעים שחיים בחלקו של האוקיאנוס ללא חמצן ולכן משתמשים תמיד בנשימה אנאירובית.
מהי נשימה סלולרית?
כל היצורים החיים זקוקים לאנרגיה. עם זאת, תהליך ההקשה על האנרגיה לא מסתיים כשאת בולעת את הבוריטו שלך. נשימה סלולרית היא א מסלול ביוכימי שמשחררת את האנרגיה הנשמרת בקשרים הכימיים המחזיקים את מולקולות המזון יחד.
תאים אוקריוטיים משתמשים בדרך כלל בהנשמה אירובית - הדורשת חמצן - כדי לייצר אנרגיה שמישה הנקראת ATP ממולקולות גלוקוז. התוכנית הכללית לנשימה אירובית בתאים אוקריוטיים כוללת שלושה שלבים מורכבים: גליקוליזה, ה מעגל החומצה הציטרית וה שרשרת העברת אלקטרונים תגובות. סוג זה של נשימה מתרחש בעיקר באברונים מיוחדים הנקראים מיטוכונדריה.
לעומת זאת, תאים פרוקריוטים נוטים להשתמש בנשימה אנאירובית - שאינם זקוקים לחמצן. למרות שהם יכולים להשתמש בנשימה אירובית, הם לרוב מסוגלים ליצור אנרגיה מספקת באמצעות נשימה אנאירובית. השלב הראשון עם נשימה אנאירובית הוא גם גליקוליזה, שמניבה שתי מולקולות של ATP מגלוקוז אחד.
היא גם מייצרת פירובט, שיכול אז ללכת בשתי דרכים: לעבר תסיסה או לכיוון חומצה לקטית (המשמשת תאים מן החי בנסיבות מסוימות). סוג זה של נשימה סלולרית מתרחש בעיקר ב ציטופלזמה.
נשימה אירובית לעומת אנאירובית
תפוקת האנרגיה מהנשימה האנאירובית אינה טובה כמו התשואה מהנשימה האירובית. מסיבה זו, אאוקריוטים משתמשים תמיד בהנשמה תאית אירובית כאשר חמצן זמין להם. עם זאת, לפעמים התאים האוקריוטים פונים לנשימה אנאירובית כאשר נגמר להם החמצן הדרוש להם לצורך הנשימה אירובית.
הדוגמה הטובה ביותר לכך היא שלך תאי שריר. כשעבדתם כל כך קשה שתאי השריר שלכם השתמשו בכל החמצן הזמין, התאים שלכם פשוט עברו למסלול האנאירובי כדי להמשיך אתכם. זה מייצר חומצה לקטית, שאפשר להתחמצן בלב לאנרגיה או להמיר חזרה לגלוקוז בכבד, אם זה כבר לא נחוץ.
גילוי חדש (ish)
במשך זמן רב האמינו מדענים כי בעוד שכמה תאים אוקיארוטים פנו לנשימה אנאירובית כאשר הם נאלצו לעשות זאת וכי כל האוקריוטים הסתמכו באופן עדיף על נשימה אירובית. דמיין את הפתעתם כשגילו את קיומם של אורגניזמים רב-תאיים שמעולם לא נתקלו בחמצן, הרבה פחות השתמשו בה לתהליכים תאיים!
בשנת 2010, מדענים הסורקים את רצפת הים התיכון מצאו שלושה מינים כאלה הקבורים במשקעים - כ -10,000 רגל מתחת לפני הים. אגן זה הוא היפרסלין, או כשמונה מלוחים יותר ממי ים רגילים. משמעות צפיפות זו היא שהמים בצביעת האגן מתערבבים עם מי הים הרגילים שמעליהם, מה שהופך אותם אנוקסיק, או לחלוטין ללא חמצן.
מדענים הוסיפו את שלושת האורגניזמים שהם מצאו לפילומה של בעלי החיים שנקרא לאחרונה, הנקרא Loricifera; הם נקראים עכשיו Spinoloricus cinziae, Rugiloricus nov. sp. ו Pliciloricus nov. sp. מכיוון שהפיצוחים הימיים הקטנטנים האלה מבלים את כל חייהם מבלי להיתקל בחמצן מעולם, מיטוכונדריה שלהם דומים יותר הידרוגוסומים, שהם האברונים המבצעים נשימה אנאירובית בטפילים רבים בתאיים.