אנו מסבירים מהי נשימה אנאירובית או אנאירובית בביולוגיה, אילו סוגים קיימים ודוגמאות לאזורים שבהם היא מתרחשת.
מהי נשימה אנאירובית?
ב ביולוגיה, נקרא נשימה אנאירובית או נשימה אנאירובית כאשר תהליך מטבולי מ חימצון חימצון של סוכרים. במילים אחרות, בתהליך זה גלוקוז מחומצן לקבלת אֵנֶרְגִיָהללא נוכחות חמצן. כלומר, תהליך של נשימה תאית שבו מולקולות החמצן אינן מתערבות.
נשימה אנאירובית שונה מ נשימה אירובית או אירובי שכן האחרון דורש חמצן לעיבוד מולקולות הסוכר. להיפך, אנאירובי משתמש בסוג אחר של יסודות כימיים או אפילו מולקולות חומרים אורגניים מורכבים יותר, דרך שרשרת הובלה של אלקטרונים.
גם לא צריך לבלבל עם זה תְסִיסָה, שכן שרשרת המסוע אינה מתערבת בו. אלקטרונים. עם זאת, המשותף לשני התהליכים הוא שהם מתרחשים בהיעדר חמצן.
סוג זה של נשימה תאית ייחודי לאורגניזמים פרוקריוטיים מסוימים (בַּקטֶרִיָה או ארכאה), במיוחד אלה שחיים בתנאים של נוכחות מועטה או ללא חמצן. עם זאת, במקרים רבים זה יכול להוות גם תהליך משני, נניח מצב חירום, לאור המחסור הבלתי צפוי של מרכיב זה ב- סביבה.
סוגי נשימה אנאירובית
ניתן לסווג את הנשימה האנאירובית לפי סוג היסוד הכימי המשמש להחלפת החמצן, כלומר כקולטן אלקטרונים במהלך התהליך המטבולי. לפיכך, עשויים להיות סוגים רבים של תהליכים מסוג זה, אך העיקריים והנפוצים ביותר הם:
- נשימה אנאירובית דרך חנקות. במקרה זה ה מיקרואורגניזמים הם צורכים חנקות (NO3–) כדי להפחית אותם לניטריטים (NO2–) על ידי שילוב אלקטרונים בתוכם. עם זאת, מאז ניטריטים הם בדרך כלל רעילים לרוב הצורות של חַיִים, הרבה יותר נפוץ שהתוצר הסופי של תהליך זה הולך רחוק יותר, לחנקן ביאטומי (N2), שהוא גז אינרטי. תהליך זה ידוע בשם דניטריפיקציה.
- נשימה אנאירובית דרך סולפטים. בדומה למקרה הקודם, אך עם נגזרות גופרית (SO42-), מדובר במקרה נדיר בהרבה, השייך לחיידקים אנאירוביים לחלוטין, בעוד המקרה הקודם יכול להתרחש כחלופה למחסור הרגעי בחמצן. בתהליך הפחתת סולפט זה, רדיקלי גופרית (S2-) מיוצרים לוואי.
- נשימה אנאירובית על ידי פחמן דו חמצני. כמה קבוצות של ארכאיות המייצרות גז מתאן (CH4) צורכות פחמן דו חמצני (CO2) להשתמש בו כקולטן אלקטרונים. מהטבע הזה הם המיקרואורגניזמים המאכלסים את מערכת העיכול של מעלי גירה, למשל, שם מיקרואורגניזמים אחרים מספקים להם את המימן הדרושים לתהליך.
- נשימה אנאירובית דרך יוני ברזל. המקרה האחרון נפוץ בקרב חיידקים מסוימים, המסוגלים לצרוך יונים ברזל (Fe3+), ומצמצם אותם ליוני ברזל (Fe2+), מכיוון שסוג זה של מולקולות ברזל נפוצות מאוד ב קרום כדור הארץ. זה מה שקורה בתחתית הביצות, שם מיוצרים משקעי ברזל חשובים על ידי פעולה חיידקית.
דוגמאות לנשימה אנאירובית
אורגניזמים החיים במעיינות חמים מבצעים נשימה אנאירובית.
דוגמאות לתהליך מסוג זה נפוצות בעולם הפרוקריוטי, במיוחד ב אזורים הבלתי מסביר פנים של הפלנטה, אבל לא לחסרי חיים. אזורים כאלה הם:
- המעיים של בעלי חיים גבוהים יותר.
- קרקעית הים ונקיקי התהום.
- המנעולים הגיאותרמיים שדרכם גולשת מאגמה אל תחתית יָם.
- גייזרים, מעיינות חמים וצורות אחרות של התפרצות גיאותרמית.
- הביצות והמים החרסיים, מלאים חומר אורגני וחמצן נמוך.
גליקוליזה
גליקוליזה או גליקוליזה היא המסלול המטבולי המאפשר השגה אֵנֶרְגִיָה של גלוקוז. במילים אחרות, זוהי סדרה רצופה של תגובות ביוכימיות, המיושמות על ידי רוב האנשים יצורים חיים, לשבור את מולקולת הגלוקוז (C6H12O6) ולהשיג ממנה את אנרגיה כימית הכרחי (בצורה של ATP) כדי לשמור על חילוף חומרים טלפון נייד.
גליקוליזה מורכבת מ-10 תגובות אנזימטי המתרחשים ברציפות, בין אם בנוכחות (אירובי) או בהיעדר (אנאירובי) של חמצן. מביא ליצירת שתי מולקולות של פירובט או חומצה פירובית (C3H4O3), המזינות מסלולים מטבוליים אחרים כדי להמשיך להשיג אנרגיה עבור אורגניזם (מה שנקרא מחזור קרבס).