Oddychanie alternatywne:
-niewrażliwe lub słabo wrażliwe na cyjanki i pewne inhibitory
-przenoszenie elektronów przez łańcuch oddechowy na tlen z pominięciem układu cytochromów (transport nie sprzężony z fosforylacją ATP)
-energia ulega rozproszeniu w postaci energii cieplnej
-występuje głównie u roślin
Znaczenie biologiczne:
-lokalne podnoszenie temperatury w okolicy rośliny (istotne np. wczesną wiosną)
-szybkie utlenianie substancji zapasowych lub innych zgromadzonych w nadmiarze
-podnoszenie temperatury organów
-np. u Obrazkowatych temperatura może wzrosnąć o 20 stopni, co pozwala przywabić owady i zamienić w stan lotny wiele substancji zapachowych
-w reakcji na choroby patogeniczne à wzrasta poziom RFT
Funkcja energetyczna:
Proces oddychania dostarcza organizmowi roślinnemu energii. W części jest to energia chemiczna (50%), a w części energia cieplna (50%), która jest bezużyteczna i ulega rozproszeniu.
Energia chemiczna w formie ATP służy do wykonywania czterech następujących typów prac biologicznych:
-pracy chemicznej- jest synteza różnorodnych związków organicznych występujących w tkankach roślin
-pracy aktywnego transportu- to transport asymilatów, jonów oraz wody
-pracy mechanicznej- do pokonywania oporu
-pracy strukturalnej – dla utrzymania organizacji strukturalnej komórki
Funkcja biochemiczna oddychania:
skrobia
Fosforany, heksoz à celuloza i hemicelulozy, związki pektynowe, ksylany,
Fosforany trioz à glicerol à tłuszczowce
Fosfoenolopirogronian à tyrozyna, antocyjany, ligniny, tryptofan à kwas indolitooctowy
Pirogronianu à etanol, alaninaàbiałka
Acetylo-CoA à kwasy tłuszczowe à tłuszczowce, izoprenoidy(fitol, terpeny), związki tlenowe
Cytrynian
Izocytrynian
Alfa- ketoglutaran à kwas glutaminowy à białka
Bursztynylo – CoA à związki protonowe à chlorofil, fitohormon
Bursztynian
Jabłczan
Szczawio octan à kwas asparginowy (asparagina , inne aminokwasy) à pirymidyny, alkaloidy, białka
Katabolizm tłuszczowców:
-kwasy tłuszczowe rozkładane są w procesie beta-oksydacji według następującej sekwencji zdarzeń
-kwas tłuszczowy o łańcuchu n atomów węgla ulega aktywacji, przyłącza się do niego CoA-SH, a następnie struktura podlega stopniowej degradacji n/2 cząsteczek acetylo- CoA (jednocześnie powstaje NADH i 0,5 O2 à H2O)
-odłączona cząsteczka acetylo-CoA wchodzi następnie w ciąg przemian zwanych cyklem glioksalowym
-cykl glioksalowy służy zamianie tłuszczów w węglowodany (podczas kiełkowania nasion roślin oleistych)
-jest wariantem kwasy cytrynowego w którym służy do rozkładu acetylo-CoA, ale do przemian w kierunku syntezy cukrów i och transportu w nasionach.
Rozkład kwasów tłuszczowych i glukoneogeneza w kiełkujących nasion oleistych:
-Cykl glioksalowy funkcjonuje w nasionach gromadzących tłuszczowce jako materiał zapasowy służy zamianie tłuszczów w sacharydy.
Glukoneogeneza:
-kwasy tłuszczowe są rozkładane do acetylo-CoA w procesie Beata-oksydacji na wewnętrznej błonie glikosysomów
-w matriks tych organelli acetylo-CoA łączy się z kwasem szczawiooctowym w kwas cytrynowy, dalej w izocytrynowy, który pod wpływem liazy izocytrynowej rozpada się na kwas glioksalowy oraz kwas bursztynowy.
-kwas glioksalowy przyłącza cząsteczkę acetylo-CoA i tworzy kwas jabłkowy, a z niego kwas szczawiooctowy i cykl się powtarza jak wyżej
-natomiast utworzony bursztynian przemieszcza się do mitochondrium gdzie ulega przekształceniu w kwas jabłkowy
-ten z kolei jest transportowany do cytoplazmy gdzie w wyniku utleniania kwasu szczawiooctowego i dekarboksylacji do kwasu fosfoenolopirogronowego powstają sacharydy.
Cykl pentozowy (pentozofosforanowy):
-glukoza w postaci ufofsorylowanej ulega utlenieniu (wodór àNADP) oraz dekarboksylacji à CO2
-powstaje rybuloza – 5 – fosforan
-powstała pentoza podlega skomplikowanym przemianom przejściowym, odwrócony cykl Calvina z fotosyntezy.
-finalnie może być odtworzona heksoza, która zostaje ponownie
Znaczenie Cyklu:
-dostarcza pentoz
-powstaje NADPH nie może przerzucać H na łańcuch oddechowy, służy jako czynnik redukcyjny do innych przemian.
-Erytrozo – 4 – fosforan w połączeniu z fosfoenolopirogronianem daje syntezę związków fenolowych, w tym aminokwasów, lignin.
-aktywność cyklu wzrasta w stresie, w pędach i kwiatostanach po indukcji kwitnienia, w różnicujących się tkankach czy w organach spichrzowych.
kolo205