Dissimilation (Biologie)

Im Rahmen der Dissimilation werden von einem Organismus angelegte Energiespeicher (zum Beispiel Fette oder die Kohlenhydrate Stärke oder Glykogen) abgebaut, wobei Energie freigesetzt wird. Diese wird als ATP und/oder Wärme nutzbar.

Dissimilationen sind Reaktionen des katabolischen Stoffwechsels.

Man unterscheidet Atmung (aerob und anaerob) und Gärung.

Bei der Atmung werden Substrate oxidiert. Die dabei freigesetzten Elektronen werden über die Atmungskette auf externe Elektronenakzeptoren übertragen.

Prinzip der Dissimilation bei Kohlenstoff

• Bei der aeroben Atmung dient Sauerstoff (O₂ ) als Elektronenakzeptor. Sie tritt bei allen aeroben Lebewesen auf und liefert die meiste Energie (Freie Enthalpie). Das Substrat wird dabei vollständig zu CO₂ und Wasser abgebaut.
• Bei der anaeroben Atmung dienen Nitrat (NO₃^-), Fumarat, Fe³⁺ oder Sulfat (SO₄^2-) als Elektronenakzeptoren.

Gärungen finden dann statt, wenn keine Atmungskette oder kein externer Elektronenakzeptor zur Verfügung steht. Als Elektronenakzeptoren dienen dann interne Akzeptoren, wie das durch die Glykolyse entstehende Pyruvat oder Acetyl-CoA. Der Abbau des Substrats ist meist unvollständig, die Abbauprodukte werden ausgeschieden. Die ATP-Ausbeute ist relativ gering und liegt bei ca. 2 bis 4 ATP/Substrat

Worterklärung

Dissimilation kommt vom lateinischen dissimilis, d. h. unähnlich. Dies ist im Gegensatz zu Assimilation (Biologie) (lat. assimilatio = Angleichung) zu verstehen: hier werden aus der Umgebung aufgenommene, körperfremde organische oder anorganische Stoffe zu körpereigenen. Bei der Dissimilation werden diese Stoffe wieder zu körperfremden Stoffen, die ausgeschieden werden.

Zellatmung

Die aerobe Zellatmung lässt sich in 4 Schritte untergliedern:

• Die Glykolyse
• Die oxidative Decarboxylierung des Pyruvats
• Den Citratzyklus
• Die Atmungskette

Im Folgenden sollen die Schritte einzeln ausgeführt werden.

• Die Glykolyse:
  • Die Glucose ist Reaktionsträger und muss erst mit 2 ATP phosphoryliert werden.
  • Durch zwei energieliefernde Schritte werden 4 ATP frei
  • Es werden Reduktionsäquivalente in Form von 2 Molekülen NADH gewonnen
  • Es bleibt Pyruvat übrig

• Die oxidative Decarboxylierung des Pyruvats
  • Aus Pyruvat wird unter Abgabe von Kohlenstoffdioxid Acetat, dabei wird ein NAD⁺ zu NADH/H⁺ reduziert
  • Acetat wird mit Coenzym A verestert. Das Produkt ist Acetyl-CoA, die „aktivierte Essigsäure“.

• Citratzyklus (auch Tricarbonsäurezyklus genannt)
  • Acetyl-CoA wird zu zwei Molekülen Kohlenstoffdioxid oxidiert. Die Elektronen gelangen auf zwei Coenzyme (NAD⁺ und FAD)
  • Der Start erfolgt durch die Bindung von Acetyl-CoA an Oxalessigsäure (C₄). Das entstehende Produkt ist Citronensäure.

Siehe auch

• Assimilation