Informatie

3.5: Ware Ademhaling - Biologie


De algemene misvatting over planten is dat hun enige energiegerelateerde stofwisselingsproces fotosynthese is:

CO(_2) + H(_2)O + energie (longrightarrow) koolhydraten + O(_2)

Zoals de meeste eukaryoten, hebben planten echter mitochondriën in cellen en gebruiken ze aerobics (zuurstofgerelateerde) ademhaling om energie te verkrijgen:

koolhydraten + O(_mathbf{2}) (longrightarrow) CO(_mathbf{2}) + H(_mathbf{2})O + energie

Doorgaans besteden planten veel minder zuurstof aan de ademhaling dan aan de fotosynthese. 'S Nachts doen planten echter precies hetzelfde als dieren en maken ze alleen koolstofdioxide aan!


AQA A Level Respiration (3.5.2) - Volledige les/revisie PowerPoint

pptx, 63,65 MB

AQA A-niveau-ademhaling (3.5.2) - PowerPoint voor volledige les/revisie. De PowerPoint is ontworpen voor het onderwijzen van de NIEUWE 2015 AQA A Level Biology Specification.

De PowerPoint omvat:
-Een inleiding tot de ademhaling
-Een overzicht van glycolyse, de linkreactie en de Krebs-cyclus
-Een overzicht van de elektronentransportketen
-Het effect van mitochondriënvergiften op de ademhaling
-Alternatieve substraten gebruikt voor ademhaling
-Vorige papieren vragen uit 2018-2010

Laat een recensie achter als u deze bron nuttig vond!

Beoordelingen

Uw beoordeling is vereist om uw geluk te weerspiegelen.

Het is goed om wat feedback achter te laten.

Er is iets misgegaan, probeer het later opnieuw.

Deze bron is nog niet beoordeeld

Om de kwaliteit van onze beoordelingen te garanderen, kunnen alleen klanten die deze bron hebben gedownload deze beoordelen

Rapporteer deze bron om ons te laten weten of deze in strijd is met onze algemene voorwaarden.
Onze klantenservice zal uw melding beoordelen en zal contact met u opnemen.


Hoe wordt de snelheid van cellulaire ademhaling gemeten?

Cellulaire ademhaling wordt voornamelijk gemeten door het gebruik van twee verschillende methoden: een waarbij veranderingen in temperatuur in de loop van de tijd worden gemeten en een andere waarbij de uitwisseling en het verbruik van verschillende gassen wordt gebruikt door het gebruik van een respirometer. Warmte kan worden gebruikt om cellulaire ademhaling te meten, omdat het een exergoon proces is. Omdat ademhaling zo nauw verbonden is met verschillende gassen, kunnen ook respirometers en meetgassen effectief worden gebruikt.

Cellulaire ademhaling is een proces dat bestaat uit veel verschillende metabolische reacties die plaatsvinden in de cellen van organismen. Deze processen zijn in staat om verschillende soorten nutriënten om te zetten in energie en verschillende afvalproducten te produceren.

Het meten van de snelheid waarmee een cel door de ademhaling gaat, kan op meerdere manieren worden gedaan. Een eenvoudige manier is om de warmte van de cel te volgen. Dit is mogelijk omdat het proces van het omzetten van voedingsstoffen in energie warmte creëert. De fluctuaties in de warmtepatronen van een cel kunnen worden geanalyseerd om wetenschappers een idee te geven van de snelheid waarmee de cel ademt. Bovendien kan de meting van bepaalde gassen, in het bijzonder zuurstof en kooldioxide, worden gebruikt. Dit komt omdat tijdens dit proces zuurstof wordt verbruikt en koolstofdioxide als afvalproduct wordt geproduceerd. Verschillende niveaus van zuurstof en koolstofdioxide kunnen aangeven of een cel recentelijk door ademhaling is gegaan of niet.


Cellulaire ademhaling

De zuurstof verkregen uit interne ademhaling wordt door cellen gebruikt bij cellulaire ademhaling. Om toegang te krijgen tot de energie die is opgeslagen in het voedsel dat we eten, moeten biologische moleculen waaruit voedsel bestaat (koolhydraten, eiwitten, enz.) Worden afgebroken tot vormen die het lichaam kan gebruiken. Dit wordt bereikt door het spijsverteringsproces waarbij voedsel wordt afgebroken en voedingsstoffen in het bloed worden opgenomen. Terwijl het bloed door het lichaam circuleert, worden voedingsstoffen naar de lichaamscellen getransporteerd. Bij cellulaire ademhaling wordt glucose verkregen uit de spijsvertering gesplitst in zijn samenstellende delen voor de productie van energie. Via een reeks stappen worden glucose en zuurstof omgezet in koolstofdioxide (CO2), water (H2O), en het hoogenergetische molecuul adenosinetrifosfaat (ATP). Kooldioxide en water gevormd tijdens het proces diffunderen in de interstitiële vloeistof die de cellen omringt. Vanaf daar, CO2 diffundeert naar bloedplasma en rode bloedcellen. ATP dat tijdens het proces wordt gegenereerd, levert de energie die nodig is om normale cellulaire functies uit te voeren, zoals de synthese van macromoleculen, spiercontractie, beweging van cilia en flagella en celdeling.


Gasuitwisseling over de longblaasjes

Verschillen in partiële drukken van O2 een gradiënt creëren die ervoor zorgt dat zuurstof van de longblaasjes naar de haarvaten en in weefsels gaat.

Leerdoelen

Het proces van gasuitwisseling door de longblaasjes uitleggen

Belangrijkste leerpunten

Belangrijkste punten

  • De verandering in partiële druk van de longblaasjes (hoge concentratie) naar de haarvaten (lage concentratie) drijft de zuurstof in het weefsel en de kooldioxide in het bloed (hoge concentratie) uit de weefsels (lage concentratie), die vervolgens wordt teruggevoerd naar de longen en uitgeademd.
  • Eenmaal in het bloed van de haarvaten, de O2 bindt aan de hemoglobine in rode bloedcellen die het naar de weefsels transporteren waar het dissocieert om de cellen van de weefsels binnen te gaan.
  • De longen lopen nooit volledig leeg, dus de lucht die wordt ingeademd, vermengt zich met de resterende lucht die is achtergebleven bij de vorige ademhaling, wat resulteert in een lagere partiële zuurstofdruk in de longblaasjes.

Sleutelbegrippen

  • hemoglobine: ijzerbevattende stof in rode bloedcellen die zuurstof van de longen naar de rest van het lichaam transporteert het bestaat uit een eiwit (globuline) en heem (een porfyrinering met ijzer in het midden)
  • wrat: in het International System of Units, de basiseenheid van de hoeveelheid stof

Gasuitwisseling over de longblaasjes

In het menselijk lichaam wordt zuurstof door cellen van de lichaamsweefsels gebruikt om ATP te produceren, terwijl koolstofdioxide als afvalproduct wordt geproduceerd. De verhouding tussen de productie van kooldioxide en het zuurstofverbruik wordt het ademhalingsquotiënt (RQ) genoemd, dat doorgaans varieert tussen 0,7 en 1,0. Als alleen glucose zou worden gebruikt om het lichaam van brandstof te voorzien, zou de RQ gelijk zijn aan één, aangezien er één mol koolstofdioxide zou worden geproduceerd voor elke verbruikte mol zuurstof. Glucose is echter niet de enige brandstof voor het lichaam, zowel eiwitten als vetten worden ook gebruikt. Aangezien glucose, eiwitten en vetten worden gebruikt als brandstofbronnen, wordt er minder koolstofdioxide geproduceerd dan zuurstof wordt verbruikt. De RQ is gemiddeld ongeveer 0,7 voor vet en ongeveer 0,8 voor eiwit.

De RQ is een sleutelfactor omdat deze wordt gebruikt om de partiële zuurstofdruk in de alveolaire ruimten in de long te berekenen: de alveolaire PO2 (PALVO2). De longen lopen nooit volledig leeg bij een uitademing, daarom vermengt de ingeademde lucht zich met deze resterende lucht, waardoor de partiële zuurstofdruk in de longblaasjes wordt verlaagd. Dit resulteert in een lagere zuurstofconcentratie in de longen dan in de lucht buiten het lichaam. Als de RQ bekend is, kan de partiële zuurstofdruk in de longblaasjes worden berekend: alveolaire PO2 = geïnspireerde PO2−((alveolaire PO2)/RQ)

In de longen diffundeert zuurstof uit de longblaasjes en in de haarvaten rond de longblaasjes. Zuurstof (ongeveer 98 procent) bindt reversibel aan het hemoglobine van het ademhalingspigment dat in rode bloedcellen wordt aangetroffen. Deze rode bloedcellen vervoeren zuurstof naar de weefsels waar zuurstof dissocieert van de hemoglobine en diffundeert in de cellen van de weefsels. Meer specifiek, alveolaire PO2 is hoger in de longblaasjes (PALVO2= 100 mmHg) dan bloed PO2 in de haarvaten (40 mmHg). Aangezien deze drukgradiënt bestaat, kan zuurstof door zijn drukgradiënt diffunderen, uit de longblaasjes bewegen en het bloed van de haarvaten binnendringen waar O2 bindt aan hemoglobine. Tegelijkertijd, alveolaire PCO2 is lager (PALV CO2=40 mmHg) dan bloed PCO2 (45 mmHg). Door deze gradiënt, CO2 diffundeert langs zijn drukgradiënt, beweegt uit de haarvaten en gaat de longblaasjes binnen.

Zuurstof en koolstofdioxide bewegen onafhankelijk van elkaar en diffunderen via hun eigen drukgradiënten. Als bloed de longen verlaat via de longaderen, wordt de veneuze PO2= 100 mmHg, terwijl de veneuze PCO2=40 mmHg. Als bloed de systemische haarvaten binnenkomt, zal het bloed zuurstof verliezen en koolstofdioxide opnemen vanwege het drukverschil tussen de weefsels en het bloed. In systemische haarvaten, PO2= 100 mmHg, maar in de weefselcellen, PO2=40 mmHg. Deze drukgradiënt drijft de diffusie van zuurstof uit de haarvaten en in de weefselcellen. Tegelijkertijd wordt bloed PCO2=40 mmHg en systemische weefsel-PCO2=45 mmHg. De drukgradiënt drijft CO2 uit weefselcellen en in de haarvaten. Het bloed dat via de longslagaders naar de longen terugkeert, heeft een veneuze PO2=40 mmHg en een PCO2=45 mmHg. Het bloed komt de longcapillairen binnen waar het proces van gasuitwisseling tussen de capillairen en de longblaasjes opnieuw begint.

Gedeeltelijke druk: De partiële druk van zuurstof en kooldioxide verandert als het bloed door het lichaam stroomt.

Kortom, de verandering in partiële druk van de longblaasjes naar de haarvaten drijft de zuurstof in de weefsels en de koolstofdioxide in het bloed vanuit de weefsels. Het bloed wordt vervolgens naar de longen getransporteerd, waar drukverschillen in de longblaasjes resulteren in de verplaatsing van koolstofdioxide uit het bloed naar de longen en zuurstof naar het bloed.


Wat is een interne ademhaling?

Interne ademhaling vindt plaats in cellen van het lichaam en omvat alle lichaamscellen, niet alleen cellen van de longen. Het gebruikt zuurstof om moleculen af ​​te breken om energie vrij te maken in de vorm van adenosinetrifosfaat (ATP). Interne ademhaling wordt vaak ook cellulaire ademhaling genoemd, omdat het in de cel plaatsvindt.

Interne cellulaire ademhaling kan in twee vormen voorkomen:

  • Aerobe ademhaling waarvoor zuurstof nodig is
  • Anaërobe ademhaling (ook bekend als fermentatie) waarvoor geen zuurstof nodig is

De cellen van de meeste levende organismen kunnen lange perioden van anaërobe ademhaling niet overleven en daarom is zuurstof nodig. Aërobe ademhaling genereert grote hoeveelheden energie als ATP, terwijl anaërobe ademhaling niet veel energie (ATP) kan produceren.

Aërobe ademhaling omvat drie fasen:

  1. Glycolyse (splitsing van suiker) die plaatsvindt in het cytoplasma
  1. Krebs-cyclus die voorkomt in de matrix van het mitochondrion
  1. Oxidatieve fosforylering die optreedt over het membraan van het mitochondrion.

De zuurstof is de laatste elektronenacceptor van wat bekend staat als de elektronentransportketen die wordt aangetroffen in de laatste fase, oxidatieve fosforylering, van aerobe cellulaire ademhaling. Zuurstof zorgt voor een kracht om het transport van elektronen door de keten te drijven. Terwijl elektronen over het membraan bewegen, wordt ATP gevormd uit ADP.

Water en koolstofdioxide worden geproduceerd als afvalproducten van de interne cellulaire ademhaling. Water wordt gevormd wanneer protonen worden gecombineerd met zuurstof aan het einde van de elektronentransportketen.


Woorden om te weten

Aërobe ademhaling: Ademhaling die de aanwezigheid van zuurstof vereist.

Anaërobe ademhaling: Ademhaling waarvoor geen zuurstof nodig is.

ATP (adenosinetrifosfaat): Hoogenergetisch molecuul dat cellen gebruiken om processen die energie nodig hebben, zoals biosynthese (de productie van chemische verbindingen), groei en beweging aan te sturen.

Haarvaten: Zeer dunne bloedvaten die aders met slagaders verbinden.

Diffusie: Willekeurige verplaatsing van moleculen die leidt tot een netto verplaatsing van moleculen van een gebied met een hoge concentratie naar een gebied met een lage concentratie.

Fermentatie: Een chemische reactie waarbij koolhydraten, zoals suiker, worden omgezet in ethylalcohol.

Kieuw: Een orgaan dat door sommige dieren wordt gebruikt om te ademen, bestaande uit vele gespecialiseerde weefsels met inplooiingen. Het stelt het dier in staat om zuurstof opgelost in water te absorberen en koolstofdioxide naar het water te verdrijven.

Glucose: ook bekend als bloedsuiker, een eenvoudige suiker die in cellen wordt afgebroken om energie te produceren.

glycolyse: Een reeks chemische reacties die plaatsvindt in cellen waarbij glucose wordt omgezet in pyruvaat.

Hemoglobine: Bloedeiwit dat kan binden met zuurstof.

Melkzuur: Vergelijkbaar met lactaat, een chemische verbinding die in cellen wordt gevormd uit pyruvaat in afwezigheid van zuurstof.

Pyruvaat: De eenvoudigere verbinding glucose wordt afgebroken tijdens het proces van glycolyse.

Luchtpijp: Een buis die wordt gebruikt om te ademen.

Ten tweede verwijst ademhaling ook naar de chemische reacties die plaatsvinden in cellen waardoor voedsel wordt 'verbrand' en omgezet in koolstofdioxide en water. Ademhaling is in dit opzicht het omgekeerde van fotosynthese, de chemische verandering die plaatsvindt in planten waarbij koolstofdioxide en water worden omgezet in complexe organische verbindingen. Om te onderscheiden van de eerste betekenis van ademhaling, wordt deze 'verbranding' van voedsel ook wel aerobe ademhaling genoemd.


Cellulaire ademhaling in planten

Cellulaire ademhaling in planten omvat drie belangrijke routes om glucose te oxideren tot energie (ATP). In planten dient ATP gevormd tijdens cellulaire ademhaling als de “Energie valuta” dat helpt bij het vormen en functioneren van verschillende cellen.

Het omvat glycolyse, Krebs-cyclus en elektronentransportsysteem voor de volledige oxidatie van een glucosemolecuul tot 38 ATP-moleculen. Het hele proces van cellulaire ademhaling wordt weergegeven in een diagram:

Proces

Bij cellulaire ademhaling, glucose oxideert eerst tot pyruvaat door een reeks enzymen. Vervolgens, pyruvaat ondergaat oxidatie en wordt omgezet in acetyl-co-enzym-A door een enzym pyruvaatdehydrogenase.

De acetyl co-enzym-A komt in de cyclus van Kreb's 8217 en oxideert tot kooldioxide, protonen en elektronen door de combinatie van verschillende enzymen. Om meer te weten over glycolyse en de Krebs-cyclus, kan men het artikel bekijken verschil tussen glycolyse en Krebs-cyclus.

Dan de protonen en elektronen die vrijkomen tijdens de Krebs-cyclus, nemen deel aan het elektronentransportsysteem. De zuurstof accepteert een elektron en combineert met een proton om a . vrij te maken water molecuul. Per glucosemolecuul worden 38 ATP-moleculen geproduceerd na voltooiing van de cellulaire ademhaling.

Soorten ademhaling in planten

Op basis van de zuurstofbehoefte wordt de ademhaling in planten onderverdeeld in twee typen:

Aërobe ademhaling

Het komt voor in de aanwezigheid van atmosferische zuurstof. Een plant gebruikt zuurstof om te oxideren hoge energie organische verbinding (glucose) in laagenergetische moleculen (zoals water en koolstofdioxide). Bij aerobe ademhaling in planten komt een grote hoeveelheid energie vrij, die de planten gebruiken om de ATP-synthese aan te drijven.

De ATP wordt verder afgebroken tot ADP en anorganisch fosfaat en daarbij komt energie vrij. Planten gebruiken de energie om te presteren cellulaire functies. Aerobe ademhaling vindt plaats in de mitochondriën met een netto productie van 38 ATP moleculen door de volledige oxidatie van één glucosemolecuul.

Anaërobe ademhaling

Het is intramoleculaire ademhaling die voorkomt in vetplanten zoals cactussen, meristeemweefsel en ontkiemende zaden. Het komt voor bij afwezigheid van zuurstof. Anaërobe ademhaling resulteert in onvolledige oxidatie van de ademhalingssubstraten in kooldioxide en ethylalcohol door vrij te geven weinig energie.

Zo is anaërobe ademhaling in planten gerelateerd aan alcoholische fermentatie. De energie die vrijkomt tijdens anaërobe ademhaling wordt benut om de protoplasmatische activiteit. Anaërobe ademhaling vindt plaats in de cytoplasma met een netto productie van 2 ATP moleculen. Het gaat om onvolledige oxidatie van een glucosemolecuul.

Mechanisme van ademhaling

Net als andere levende organismen hebben planten ook zuurstof nodig om te ademen en energie te produceren. Vervolgens levert een plant energie aan de verschillende onderdelen. Bij planten vindt ademhaling plaats in de wortels, stengels en bladeren. Wortelharen, huidmondjes, lenticellen zijn de ademhalingsdelen waardoor een plant gasuitwisseling mogelijk maakt.

Ademhaling in de wortels

Wortel ademt door de zuurstofrijke lucht uit de bodemdeeltjes te halen via wortelharen. Wortelharen zijn buisvormige structuren en in direct contact met de gronddeeltjes. Diffusie van zuurstof vindt plaats van de gronddeeltjes naar de wortelharen en uiteindelijk naar de andere delen.

Tijdens de ademhaling verbruiken wortels zuurstof en geven ze koolstofdioxide af aan de atmosfeer. Een plant gebruikt de vrijgekomen kooldioxide weer om voedsel te bereiden en zuurstof af te geven.

De grond mag niet vochtigof bodem met overmatig water kan de beschikbaarheid van vrije zuurstof in de bodem blokkeren. Er is geen zuurstofbehoefte tijdens het ontkiemen van zaden in de beginfase, omdat de testa of zaadbedekking geen zuurstof doorlaat.

Ademhaling is stengels

Stengels van kruidachtige planten ademen door a stomatale porie gevonden in de epidermis van de stengel. Stengels van houtige planten ademen via lenticellen gevonden in de periderm van de stengel, die meestal bestaat als los verpakte dode cellen.

Zowel de huidmondjes als de lenticellen laten dus zuurstof binnen in de intercellulaire ruimten van de plant en geven koolstofdioxide af aan de atmosfeer.

Ademhaling in bladeren

Kleine poriën aanwezig in de onderste epidermislaag van het blad genaamd huidmondjes gasuitwisseling tussen de bladeren en de omgeving mogelijk maken. Bewakingscellen regelen de stomatale activiteit en regelen het openen en sluiten van de huidmondjes voor de gasuitwisseling.


Onderzoek openen

Bodemademhalingsgegevens van de SAF-01, SAF-02, SAF-03, SAF-04, SAF-05, DAN-04, DAN-05, MLA-01 en MLA-02 plots in zullen openlijk beschikbaar zijn in Zenodo, op https://doi.org/10.5281/zenodo.3266770. Bodemademhalingsgegevens van de LAM-06 en LAM-07, en de hulpgegevens van alle percelen zullen op redelijk verzoek verkrijgbaar zijn bij de corresponderende auteur. Schattingen op plotniveau van de componenten van de ondergrondse koolstofcyclus zoals weergegeven in figuur 4 zijn beschikbaar voor alle plots in Zenodo, op https://doi.org/10.5281/zenodo.3266770.

Bestandsnaam Beschrijving
gcb15522-sup-0001-FigS1.pdfPDF-document, 157,1 KB Afb. S1
gcb15522-sup-0002-FigS2.pdfPDF-document, 90,1 KB Afb. S2
gcb15522-sup-0003-FigS3.pdfPDF-document, 670.9 KB Afb. S3
gcb15522-sup-0004-FigS4.pdfPDF-document, 237.1 KB Afb. S4
gcb15522-sup-0005-FigS5.pdfPDF-document, 628,8 KB Afb. S5

Let op: De uitgever is niet verantwoordelijk voor de inhoud of functionaliteit van eventuele ondersteunende informatie die door de auteurs wordt aangeleverd. Alle vragen (behalve ontbrekende inhoud) moeten worden gericht aan de corresponderende auteur van het artikel.


4 antwoorden 4

Prof. Allen Gathman heeft een geweldige video van 10 minuten op Youtube, waarin hij de reactie uitlegt van het toevoegen van nucleotide in de 5' naar 3' richting, en waarom het niet andersom werkt.

Kortom, de energie voor de vorming van de fosfodiesterbinding komt van het dNTP, dat moet worden toegevoegd. dNTP is een nucleotide waaraan twee extra fosfaten zijn bevestigd aan het 5'-uiteinde. Om de 3'OH-groep te verbinden met het fosfaat van de volgende nucleotide, moet er één zuurstof uit deze fosfaatgroep worden verwijderd. Deze zuurstof zit ook vast aan twee extra fosfaten, die ook aan een Mg++ gebonden zijn. Mg++ trekt de elektronen van de zuurstof omhoog, waardoor deze binding verzwakt en de zogenaamde nucleofiele aanval van de zuurstof uit de 3'OH slaagt, waardoor de fosfodiesterbinding wordt gevormd.

Als je probeert de 3'OH-groep van de dNTP te verbinden met het 5'-fosfaat van het volgende nucleotide, zal er niet genoeg energie zijn om de binding tussen de zuurstof die is verbonden met het 5'-fosfor te verzwakken (de andere twee fosfaten van het dNTP zijn aan het 5'-uiteinde, niet aan het 3'-uiteinde), wat de nucleofiele aanval moeilijker maakt.

Bekijk de video, daar wordt het beter uitgelegd.

DNA-replicaties hebben een energiebron nodig om door te gaan, deze energie wordt gewonnen door het 5'-trifosfaat van het nucleotide dat aan de bestaande DNA-keten wordt toegevoegd te splitsen. Elk alternatief polymerasemechanisme moet rekening houden met de bron van de energie die nodig is voor het toevoegen van een nucleotide.

De eenvoudigste manier die men zich kan voorstellen om omgekeerde 3'-5'-polymerisatie uit te voeren, zou zijn om nucleotide-3'-trifosfaat te gebruiken in plaats van het nucleotide-5'-trifosfaat dat elk bestaand polymerase gebruikt. Dit zou een praktisch identiek mechanisme mogelijk maken als bestaande polymerasen, alleen met verschillende nucleotiden als substraten. Het probleem met dit model is dat ribonucleotide-3'-trifosfaten onder zure omstandigheden minder stabiel zijn vanwege het aangrenzende 2'-OH (hoewel dit uiteraard alleen geldt voor RNA, niet voor DNA).

Dus elk 3'-5'-polymerase zou waarschijnlijk dezelfde nucleotide-5'-trifosfaten moeten gebruiken als het 5'-3'-polymerase. Dit zou betekenen dat het trifosfaat dat de energie levert voor het toevoegen van een nieuw nucleotide zich op de DNA-streng zou bevinden die wordt verlengd, en niet op het nieuw toegevoegde nucleotide.

Een nadeel van deze benadering is dat nucleotidetrifosfaten spontaan hydrolyseren onder waterige omstandigheden. Dit is geen significant probleem voor het 5'-3'-polymerase, aangezien het trifosfaat op het nieuwe nucleotide zit en het polymerase alleen een nieuw nucleotide moet vinden. Voor het 3'-5'-polymerase is spontane hydrolyse een probleem omdat het trifosfaat zich in de groeiende keten bevindt. Als die wordt gehydrolyseerd, moet de hele polymerisatie worden afgebroken of moet het trifosfaat door een of ander mechanisme worden aangepast.

U kunt het artikel "A Model for the Evolution of Nucleotide Polymerase Directionality" van Joshua Ballanco en Marc L. Mansfield bekijken voor meer informatie hierover. Ze creëerden een model over vroege polymerase-evolutie, hoewel ze geen definitieve conclusie trekken.

Naar mijn mening is de "geweldige video van 10 minuten op YouTube" van prof. Allen Gathman behoorlijk tijdverspilling als je al weet hoe hydrolyse plaatsvindt. In feite heeft hij de 3'->5'-route niet op een onbevooroordeelde manier overwogen. Hij lijkt niet te kijken naar de mogelijkheid dat een trifosfaat verschijnt aan de groeiende 5'-punt van de streng in de 3'->5' geval.

Eigenlijk is het enige verschil tussen de twee routes (5'->3' en 3'->5') dat het reagerende trifosfaat op verschillende plaatsen verschijnt. In het gebruikelijke geval behoort het gehydrolyseerde trifosfaat tot het toegevoegde nucleotide, terwijl in het laatste geval het gehydrolyseerde trifosfaat tot het nucleotide op de groeiende streng behoort. Beide zijn haalbaar.

In feite is het bekend dat RNA polymerase heeft een dubbele activiteit, maar zie je, RNA-polymerase heeft geen proefleesactiviteit!. Proeflezen vereist verwijdering van de niet-overeenkomende base, maar in de 3'->5-richting had de aanhechting van de base het trifosfaat aan de 5'-punt van de streng verbruikt, dus het is niet langer beschikbaar om de vervangende base toe te voegen. 3'->5'-activiteit vernietigt gemakkelijk het proefleesvermogen van een polymerase Dus eigenlijk, het is de behoefte aan proeflezen die de synthese van DNA-strengen beperkt tot 5'->3'. Waarom het zo is, zou veel meer uitleg nodig hebben (als het in woorden is), maar ik denk dat een foto een veel betere verklaringskracht heeft dan duizend woorden. Ik heb een foto toegevoegd van Essentiële celbiologie dat het antwoord op de 'WAAROM'-vraag laat zien:

De andere belangrijke overweging is reparatie. Als een of meer nucleotiden in één streng ontbreken, zou reparatie van het ontbrekende nucleotide onmogelijk zijn voor 3' naar 5'-synthese, omdat er geen 5'-trifosfaat aanwezig is. Aan de andere kant vereist de synthese van 5' naar 3' geen 3'-trifosfaat dat aanwezig is op de reparatieplaats. Dit is belangrijk. Dat wil zeggen dat de synthese van 3' naar 5' geen nucleotideherstel mogelijk maakt.


Bekijk de video: Uitleg examenstof biologie door SSL: ademhaling (Januari- 2022).