Entiendo que el oxígeno es el aceptor de electrones e iones de hidrógeno durante la fosforilación de transferencia de electrones, el último paso de la respiración aeróbica productora de ATP.
¿Pero por qué?
¿No hay otras alternativas para este aceptador? Ya se reconoce que el oxígeno tiene varios efectos nocivos para las células. ¿No sería mejor elegir otra molécula?
¿Por qué incluso requiere un " aceptor " para aceptar los electrones y los iones de hidrógeno? ¿Qué pasaría si los dejaran solos?
Pido disculpas si mi pregunta se debió a mi ignorancia en química básica o biología, pero por favor indíquelo y explíquemelo. ¡Gracias!
¿No hay otras alternativas para este aceptador?
No que seamos conscientes. Cualquier otra alternativa requiere un entorno anaeróbico, lo que significa que es pequeño y, a menudo, menos eficiente.
Ya se reconoce que el oxígeno tiene varios efectos nocivos para las células. ¿No sería mejor elegir otra molécula?
Cuando hablamos del ajuste de una molécula, hay muchas cosas a considerar. Principalmente su electronegatividad, ya que determina su estabilidad, capacidad para aceptar y donar electrones, protones y su facilidad de adquisición dadas las cantidades abundantes en el medio ambiente.
El oxígeno molecular es comparativamente estable a muchas moléculas diatómicas y comparativamente reactivo a otras. Está en la zona de mantequilla por el acto de ser el aceptador terminal.
Pensemos en el fluoruro: casi todo está ligado a las rocas con otros elementos. No está disponible en todas partes. Podría ser un buen candidato si pudiéramos comer rocas, pero también reemplaza los minerales en nuestros huesos y dientes. Sí, está familiarizado con esto, pero demasiado conduce a la fluorosis, donde se reemplaza demasiado compuesto de calcio y termina debilitando mucho los huesos y los dientes .
Muy bien, pensemos en el nitrógeno: muy estable, bastante buena electronegatividad, abundante... pero un poco demasiado estable. Sí, es un gas, está en todas partes, y no podemos usarlo. Es tan estable que es básicamente inerte. La única razón por la que los rizomas y otras bacterias beneficiosas pueden usarlo es porque están en un ambiente controlado lejos del oxígeno con procesos bioquímicos significativamente diferentes que producen mucha menos energía (y probablemente no serían capaces de soportar grandes organismos multicelulares que son tan activos como somos). Entonces, el nitrógeno está fuera.
¿Carbón? No, como ion es peligrosamente reactivo, y como cualquier otra cosa, es demasiado estable. Además, ¡estamos basados en carbono! Si usáramos carbono como aceptor terminal, entonces las proteínas que manejan los electrones tendrían que ser aún más exóticas y estar llenas de otros elementos para evitar que engullan accidentalmente el electrón y se vuelvan inútiles.
¿Azufre? Desafortunadamente, no es lo suficientemente electronegativo para propósitos humanos. No actuaría como un aceptor terminal a menos que nuestros cuerpos lo oxidaran seriamente; y cualquier molécula oxidada flotando sería más peligrosa que el oxígeno molecular flotando. Además, la mayor parte del azufre también está ligado a los minerales; no es abundante a menos que estés en el océano.
El oxígeno es increíblemente abundante y fácil de realizar la química. Por lo general, las moléculas más reactivas no abundan y están atrapadas en la corteza terrestre y podrían ser más peligrosas .
Las moléculas menos reactivas tienden a ser tan no reactivas que no podemos hacer nada con ellas, y si pudiéramos forzarlas a un estado en el que serían reactivas, tienden a ser violentamente reactivas o requieren entornos muy específicos que no podemos. reproducir en una escala necesaria para ser tan móviles como nosotros.
El oxígeno no es perfecto, pero encaja bien.
¿Por qué incluso requiere un "aceptor" para aceptar los electrones y los iones de hidrógeno? ¿Qué pasaría si los dejaran solos?
Lo mismo que pasaría si obstruyes una tubería o manguera. Una vez que todos los aceptores de electrones en la cadena de transporte están llenos, el movimiento se detiene. Los electrones no serán absorbidos por arte de magia por otras partes de las proteínas que forman las cadenas, y aunque puede haber reacciones errantes con otras moléculas, tendrá suerte si obtiene una molécula de ATP completa en un día, suponiendo que pueda hacerlo por arte de magia. quedarse vivo.
En realidad, el envenenamiento por cianuro es precisamente lo que estás preguntando y te matará muy rápidamente.
¿No hay otras alternativas para este aceptador?
Sí, existen muchos otros aceptores utilizados por las bacterias anaerobias. El hierro es probablemente el otro aceptor más común utilizado por una variedad de organismos en una variedad de entornos, pero también se usan otros, como el azufre.
¿No hay otras alternativas para este aceptador? Ya se reconoce que el oxígeno tiene varios efectos nocivos para las células. ¿No sería mejor elegir otra molécula?
No, el oxígeno es un muy buen aceptor. Es altamente electronegativo, lo que hace que el proceso sea muy eficiente, y también es abundante en el medio ambiente ya que se crea mediante la fotosíntesis. Esto tiene dos consecuencias: en primer lugar, hay mucho para usar, por lo que es una buena opción (obviamente) y, en segundo lugar, las células deben lidiar con los efectos nocivos del oxígeno independientemente de si van a aprovecharlo.
Devashish Das