„Kohlenstoffdioxid-Assimilation“ – Versionsunterschied

Übergeordnet
	Stoffwechselweg
Untergeordnet
	CAM; C4; Calvin-Zyklus (C3); Red. TCA; Red. Acetyl-CoA-Weg; 3-Hydroxypropionatzyklus
Gene Ontology
	QuickGO

Versionsgeschichte interaktiv durchsuchen

[ungesichtete Version]

[gesichtete Version]

← Zum vorherigen Versionsunterschied

Inhalt gelöscht Inhalt hinzugefügt

VisuellWikitext

Inline

Aktuelle Version vom 25. Oktober 2023, 17:43 Uhr

Mit Kohlenstoffdioxid-Assimilation (lat. assimulatio „Ähnlichmachung“) bezeichnet man bei Lebewesen die Aufnahme von Kohlenstoff und Sauerstoff aus Kohlenstoffdioxid (CO₂) zum Aufbau von organischen, körpereigenen Kohlenstoffverbindungen. Der erste Schritt dazu ist die Bildung einer Carboxygruppe. Da Kohlenstoffdioxid dabei in den organischen Stoffen gebunden wird, spricht man auch von Kohlenstoffdioxid-Fixierung.

Man unterscheidet autotrophe und heterotrophe Kohlenstoffdioxid-Assimilation. Bei autotrophen Lebewesen ist Kohlenstoffdioxid die einzige Kohlenstoffquelle für den Aufbau körpereigener Baustoffe. Heterotrophe Lebewesen verwenden dagegen hauptsächlich organische Kohlenstoffverbindungen als Baustoffquelle und assimilieren Kohlenstoffdioxid nur zu einem geringen Anteil.

Da das Leben auf der Erde auf der chemischen Vielfalt der Kohlenstoffverbindungen beruht, d. h. alle Lebewesen Kohlenstoff für ihre Zellbestandteile und den Stoffwechsel benötigen, ist die Fähigkeit von Autotrophen, nämlich Pflanzen, Algen, vielen Bakterien und Archaeen, organische Kohlenstoffverbindungen ausschließlich aus anorganischen Stoffen zu synthetisieren, die Voraussetzung für die Existenz von heterotrophen Lebensformen, die auf die Verfügbarkeit von organischen Stoffen angewiesen sind.

Es gibt verschiedene Wege, auf denen Kohlenstoffdioxid assimiliert wird. Bei Autotrophen kommen folgende Wege vor:

Calvin-Zyklus (alternative Bezeichnungen: Calvin-Benson-Bassham-Zyklus, reduktiver Pentosephosphatzyklus, Dunkelreaktion der Photosynthese)
Reduktiver Citratzyklus (alternative Bezeichnung: Arnon-Buchanan-Zyklus)
Reduktiver Acetyl-CoA-Weg (alternative Bezeichnungen: Wood-Ljungdahl-Weg, CO-Dehydrogenase/Acetyl-CoA-Synthase-Weg)
3-Hydroxypropionatzyklus (alternative Bezeichnung: 3-Hydroxypropionat/Malyl-CoA-Zyklus)
3-Hydroxypropionat/4-Hydroxybutyratzyklus
Dicarboxylat/4-Hydroxybutyratzyklus
(Serinweg)
(Ethylmalonyl-CoA-Weg)

Während nur Pflanzen und Cyanobakterien den Calvin-Zyklus nutzen, finden sich die anderen Wege bei unterschiedlichen Vertretern in den Reichen der Bakterien und Archaeen, die dadurch in der Lage sind, mit Kohlenstoffdioxid als einziger Kohlenstoffquelle (autotroph) zu wachsen.

Bei Heterotrophen wird Kohlenstoffdioxid bei einigen anaplerotischen Reaktionen in den Stoffwechsel eingeschleust, zum Beispiel bei der Bildung von Oxalacetat aus Pyruvat und Kohlenstoffdioxid.

Literatur

Berg, IA. et al. (2010): Autotrophic carbon fixation in archaea. In: Nat Rev Microbiol. ; PMID 20453874; doi:10.1038/nrmicro2365

@@ Zeile 1: / Zeile 1: @@
+{{Infobox GO-Terminus
-Die '''Fixierung von Kohlenstoffdioxid''' wird definiert als die biochemische Umwandlung (den Einbau) von [[anorganisch]]em CO<sub>2</sub> in [[organisch]]e [[Kohlenstoff]]verbindungen durch Lebewesen. Da das [[Leben]] auf der [[Erde]] auf der chemischen Vielfalt der Kohlenstoffverbindungen beruht, d.h. alle [[Lebewesen]] Kohlenstoff für ihre [[Zell]]bestandteile und den [[Stoffwechsel]] benötigen, ist diese Fähigkeit von [[Pflanzen]], manchen [[Bakterien]] und [[Archaeen]] die Voraussetzung für die Existenz von Lebensformen, die nicht zur Fixierung von CO<sub>2</sub> in der Lage sind. Zur Zeit sind vier unterschiedliche Wege wissenschaftlich anerkannt:
+| Typ = P
+| GO = 0015977
+| Eltern = [[Stoffwechselweg]]
+| Kinder = [[Crassulaceen-Säurestoffwechsel|CAM]]<br/>[[C4-Pflanze|C<sub>4</sub>]]<br/>[[Calvin-Zyklus]] (C<sub>3</sub>)<br/>[[Reduktiver Citratzyklus|Red. TCA]]<br/>[[Reduktiver Acetyl-CoA-Weg|Red. Acetyl-CoA-Weg]]<br/>[[3-Hydroxypropionatzyklus]]
+}}
+Mit '''Kohlenstoffdioxid-Assimilation''' ([[Lateinische Sprache|lat.]] ''{{lang|la|assimulatio}}'' „Ähnlichmachung“) bezeichnet man bei [[Lebewesen]] die Aufnahme von [[Kohlenstoff]] und [[Sauerstoff]] aus [[Kohlenstoffdioxid]] (CO<sub>2</sub>) zum Aufbau von [[Organische Chemie|organischen]], körpereigenen Kohlenstoffverbindungen. Der erste Schritt dazu ist die Bildung einer [[Carboxygruppe]]. Da Kohlenstoffdioxid dabei in den organischen Stoffen gebunden wird, spricht man auch von '''Kohlenstoffdioxid-Fixierung'''.
+Man unterscheidet [[Autotrophie|autotrophe]] und [[Heterotrophie|heterotrophe]] Kohlenstoffdioxid-Assimilation. Bei autotrophen Lebewesen ist Kohlenstoffdioxid die einzige Kohlenstoffquelle für den Aufbau körpereigener Baustoffe. Heterotrophe Lebewesen verwenden dagegen hauptsächlich organische Kohlenstoffverbindungen als Baustoffquelle und assimilieren Kohlenstoffdioxid nur zu einem geringen Anteil.
-* [[Calvin-Zyklus]] (alternative Bezeichnungen: Calvin-Benson-Bassham-Zyklus, Reduktiver [[Pentosephosphat-Zyklus]], Dunkelreaktion der [[Photosynthese]])
-* [[Reduktiver Citrat-Zyklus]] (alternative Bezeichnung: Arnon-Buchanan-Zyklus)
-* [[Reduktiver Acetyl-CoA-Weg]] (alternative Bezeichnungen: Wood-Ljungdahl-Weg, CO-Dehydrogenase/Acetyl-CoA-Synthase-Weg)
-* [[3-Hydroxypropionat-Zyklus]]
+Da das [[Leben]] auf der [[Erde]] auf der chemischen Vielfalt der Kohlenstoffverbindungen beruht, d.&nbsp;h. alle [[Lebewesen]] Kohlenstoff für ihre [[Zelle (Biologie)|Zellbestandteile]] und den [[Stoffwechsel]] benötigen, ist die Fähigkeit von Autotrophen, nämlich [[Pflanzen]], [[Alge]]n, vielen [[Bakterien]] und [[Archaeen]], organische Kohlenstoffverbindungen ausschließlich aus anorganischen Stoffen zu synthetisieren, die Voraussetzung für die Existenz von heterotrophen Lebensformen, die auf die Verfügbarkeit von organischen Stoffen angewiesen sind.
-Während [[Pflanzen]] und [[Cyanobakterien]] nur den [[Calvin-Zyklus]] nutzen, finden sich die anderen Wege bei unterschiedlichsten Vertretern in den Reichen der [[Bakterien]] und [[Archaeen]], die dadurch in der Lage sind, mit Kohlenstoffdioxid als einziger Kohlenstoffquelle (-> [[autotroph]]) zu wachsen.
+Es gibt verschiedene Wege, auf denen Kohlenstoffdioxid assimiliert wird. Bei Autotrophen kommen folgende Wege vor:
-== Prinzip der CO2-Fixierung bei Pflanzen ==
+* [[Calvin-Zyklus]] (alternative Bezeichnungen: Calvin-Benson-Bassham-Zyklus, reduktiver [[Pentosephosphatweg|Pentosephosphatzyklus]], Dunkelreaktion der [[Photosynthese]])
-Die CO2-Fixierung in Pflanzen findet, wie auch der Rest der Photsynthese, in den [[Chloroplasten]] statt.
+* [[Reduktiver Citratzyklus]] (alternative Bezeichnung: Arnon-Buchanan-Zyklus)
-Die eigentliche CO2-Fixierung wird durch das [[Enzym]] Ribulosebisphosphat-Carboxylase oder kurz '[[Rubisco]]' realisiert und wird als [[Dunkelreaktion]] bezeichnet.
+* [[Reduktiver Acetyl-CoA-Weg]] (alternative Bezeichnungen: Wood-Ljungdahl-Weg, CO-Dehydrogenase/[[Acetyl-CoA]]-Synthase-Weg)
-Dabei wird CO2 an einen C5-[[Zucker]] (Ribulose 1,5 bisphosphat) gebunden, es entsteht ein C6-Zucker. Durch den [[Calvin-Zyklus]] wird der C5-Zucker wiederhergestellt und C3-Zucker als Reaktionsprodukt für weitere Synthesen ausgeschleust.
+* [[3-Hydroxypropionatzyklus]] (alternative Bezeichnung: 3-Hydroxypropionat/Malyl-CoA-Zyklus)
-In [[CAM-Pflanzen]] und [[C4-Pflanzen]] findet eine Vorfixierung und teilweise Aufkonzentrierung bzw Speicherung an C3-Körper statt. Diese geben dann das CO2 aber auch wieder an [[Rubisco]] ab.
+* [[3-Hydroxypropionat/4-Hydroxybutyratzyklus]]
+* [[Dicarboxylat/4-Hydroxybutyratzyklus]]
+* ([[Serinweg]])
+* ([[Ethylmalonyl-CoA-Weg]])
+Während nur [[Pflanzen]] und [[Cyanobakterien]] den [[Calvin-Zyklus]] nutzen, finden sich die anderen Wege bei unterschiedlichen Vertretern in den Reichen der [[Bakterien]] und [[Archaeen]], die dadurch in der Lage sind, mit Kohlenstoffdioxid als einziger Kohlenstoffquelle ([[autotroph]]) zu wachsen.
-[[Kategorie:Biochemie]]
-[[Kategorie:Photosynthese]]
+Bei Heterotrophen wird Kohlenstoffdioxid bei einigen [[Anaplerotische Reaktionen|anaplerotischen Reaktionen]] in den Stoffwechsel eingeschleust, zum Beispiel bei der Bildung von [[Oxalacetat]] aus [[Pyruvat]] und Kohlenstoffdioxid.
-[[en:Carbon fixation]]
-[[fr:Fixation du carbone]]
+== Literatur ==
-[[ja:炭素固定]]
+* Berg, IA. ''et al''. (2010): ''Autotrophic carbon fixation in archaea''. In: ''[[Nat Rev Microbiol]]''. ; PMID 20453874; {{DOI|10.1038/nrmicro2365}}
+[[Kategorie:Stoffwechselweg]]