Gli eucarioti sono cellule con nuclei e altri organelli. Non tutti gli eucarioti richiedono ossigeno per sopravvivere, ma la maggior parte lo fa. Gli eucarioti usano l'ossigeno per convertire il cibo in energia, che è una forma molto efficiente di metabolismo. Questi sono aerobi e organismi eucarioti 'aerobici' (che consumano ossigeno). Ci sono anche cellule eucariotiche che non richiedono ossigeno nel processo di produzione di energia. Questo metodo per produrre energia è anaerobico.

Ossigeno per la produzione di energia negli eucarioti

Le cellule convertono i nutrienti in energia utilizzata per l'attività cellulare. Le reazioni coinvolte in questo processo richiedono che una cellula abbatta le grandi molecole di nutrienti in quelle più piccole, producendo energia come prodotto. Per eseguire questa funzione, la cellula richiede una molecola in grado di accettare un elettrone da una molecola donatrice prodotta nel processo di demolizione. Poiché questo elettrone viene accettato dalla molecola di ossigeno, l'energia viene rilasciata. Questa è chiamata respirazione cellulare aerobica.

Produzione di energia senza ossigeno

Alcune cellule eucariotiche possono produrre energia in assenza di ossigeno. Gli esempi includono le cellule del muscolo scheletrico umano e i lieviti. I muscoli scheletrici umani possono sopravvivere senza ossigeno solo molto brevemente. Molti lieviti possono sopravvivere indefinitamente senza ossigeno.

Respirazione anaerobica e fermentazione

Le cellule eucariotiche, per la maggior parte, utilizzano un processo chiamato fermentazione per consentire la produzione di energia senza ossigeno. La fermentazione è un processo che ricicla l'energia piuttosto che produrla. Questo riciclaggio consente al metabolismo di continuare in presenza di nutrienti anche quando l'ossigeno non è disponibile. Una piccola minoranza di organismi eucarioti può utilizzare percorsi di respirazione anaerobica che, come la respirazione aerobica, coinvolgono una catena di trasporto di elettroni, per generare energia. A differenza della respirazione aerobica, tuttavia, la respirazione anaerobica non utilizza l'ossigeno come recettore finale di elettroni. Viene utilizzata una diversa molecola.

I lieviti e le cellule muscolari animali cariche di ossigeno sono esempi di cellule eucariotiche che utilizzano la fermentazione per mantenere il metabolismo attivo. Ci sono alcune alghe eucariotiche che sono in grado di convertire l'energia del sole in energia cellulare e sono in grado di vivere in ambienti con poco o nessun ossigeno. Queste alghe usano principalmente anche il processo di fermentazione, tuttavia alcuni usano la respirazione anaerobica.

Facultativo Versus Anaerobes Obbligato

Alcune cellule eucariotiche possono sopravvivere con o senza ossigeno. Questi sono conosciuti come anaerobi facoltativi. Esempi di anaerobi facoltativi includono lieviti e invertebrati marini, inclusi mitili e crostacei. Gli anaerobi facoltativi possono passare dall'utilizzo dell'ossigeno per produrre energia ai processi anaerobici in base alla disponibilità di ossigeno. Nessun organismo eucariotico richiede l'assenza di ossigeno per prosperare. Tuttavia, alcuni batteri procariotici (privi di organelli) non possono sopravvivere in presenza di ossigeno. Sono chiamati anaerobi obbligati.