Hur har cellandningen uppkommit?

Innan molekylärt syre (O2) genom cyanobakteriers fotosyntes började anhopas i vatten och luft för så där två och en halv miljarder år sedan förekom inte någon syreandning hos någon organism. Det har därför varit ett mysterium att det redan tidigare funnits enzymer av den typ som reducerar O2 till vatten. Molekylärbiologisk analys tyder på att redan den sista urorganism som alla varelser härstammar från hade sådana. Denna enzymtyp representeras i vår kropp av cytokrom c-oxidas. Det är ju väl känt att kolmonoxid (CO) och cyanid (CN-) är giftiga, och det beror på att de binder sig till detta enzym på det ställe där annars O2 skulle fångas in, och förhindrar reaktionen med syre. Men också andra ämnen, som kvävemonoxid (NO) och dikväveoxid (lustgas, N2O) kan bindas till enzymet.Enligt en ny teori för uppkomsten av denna enzymtyp skulle den ursprungliga funktionen ha varit att bli av med elektroner genom att reducera NO, inte O2. Den tidiga atmosfären på jorden karakteriserades inte bara av frånvaro av O2, utan också av en hög halt av koldioxid. Under sådana förhållanden kan stora mängder kvävemonoxid (NO) uppkomma genom att syreatomer frigörs ur koldioxiden genom åskväder och meteoriter. Fortfarande finns det bakterier som ”andas” med NO i stället för O2, och reducerar det till kvävgas, N2.Vårt cytokrom c-oxidas (O2-reduktas) skulle alltså ha utvecklats ur NO-reduktas.