Verscheidenheid in elektronenacceptoren

Net als menscellen hebben bacteriën ademhaling nodig om ATP te produceren. Waar mensen zuurstof gebruiken als uiteindelijke elektronenacceptor, kunnen bacteriën een scala aan anorganische en organische moleculen gebruiken, zoals nitraat, sulfaat, carbonaat en zelfs metalen. Hierdoor kunnen ze leven in extreme omstandigheden (anaëroob).

Glycolyse en de citraatcyclus (Krebs)

Bacteriële ademhaling begint met glycolyse: suiker wordt afgebroken tot pyruvaat, wat verder wordt geconverteerd tot acetyl-CoA. De citraatcyclus produceert een klein beetje ATP en grote hoeveelheden NADH en FADH₂, die elektronen dragen naar de elektronen-transportketen (ETK).

Protonengradiënt en ATP-synthese

In de ETK doneren NADH en FADH₂ elektronen, waarbij protonen (H⁺) naar buiten de celmembraan worden gepompt. Dit creëert een electrochemische gradiënt. De terugstroom van protonen via ATP-synthase drijft de fosforylering van ADP naar ATP.

Uniciteit van bacteriële ETK

De bacteriële ETK is flexibeler dan die van eukaryoten; verschillende enzymcomplexen kunnen verschillende elektronenacceptoren hanteren. Dit maakt bacteriën in staat om in diverse niches te overleven.

Kwetsbaarheden: mutaties en gifstoffen

Mutaties in genen van de ETK kunnen de energieproductie laagdoven en celdood veroorzaken. Gifstoffen als cyanide, koolmonoxide en rattengif blokkeren specifieke stappen in de keten. Omdat deze gifstoffen ook de mitochondriale ETK van mensen beïnvloeden, zijn ze gevaarlijk voor beide.