Πώς είναι η ζύμωση παρόμοια με την κυτταρική αναπνοή

Πώς είναι η ζύμωση παρόμοια με την κυτταρική αναπνοή;

Η κυτταρική αναπνοή και η ζύμωση είναι διαδικασίες που παράγουν ενέργεια μέσω της οξείδωσης οργανικών ενώσεων. Και οι δύο μέθοδοι λαμβάνουν χώρα παρουσία ή απουσία οξυγόνου. Η ζύμωση περιλαμβάνει το στάδιο της γλυκόλυσης που συμβαίνει στην αναπνοή αλλά δεν περνάει από τον κύκλο του Kreb ή την αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων. Η ζύμωση παράγει μόνο δύο καθαρά ATP και ενέργεια 16 φορές λιγότερο αποτελεσματικά από την αναπνοή. Ωστόσο, και οι δύο διαδικασίες είναι απαραίτητες για τη ζωή.

Όταν ασκείσαι, κάνεις τους μύες σου να δουλεύουν σκληρότερα από το μέσο όρο. Η κυτταρική αναπνοή παράγει οξυγόνο στους μύες σας, αλλά οι μύες σας δεν το λαμβάνουν όταν ασκείστε πολύ σκληρά. Αυτό είναι όταν η ζύμωση γαλακτικού οξέος αναλαμβάνει. Οι μύες σας θα αρχίσουν να αισθάνονται ένα αίσθημα καύσου, το οποίο μπορεί να είναι μια προειδοποίηση για να σταματήσετε να καταπονείτε τους μύες σας και να τους επιτρέψετε να ανακάμψουν. Ωστόσο, η ζύμωση γαλακτικού οξέος δεν προκαλεί μόνιμη βλάβη στους μύες σας.

Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας, τα σάκχαρα μετατρέπονται σε ATP, που χρησιμοποιείται για ενέργεια. Αυτή η μέθοδος είναι ισοδύναμη με την κυτταρική αναπνοή στην απελευθέρωση ενέργειας όταν το οξυγόνο δεν είναι διαθέσιμο. Η ζύμωση με γαλακτικό οξύ είναι πανομοιότυπη με αυτή τη διαδικασία επειδή χρησιμοποιεί σάκχαρα για ενέργεια αντί για οξυγόνο για να τροφοδοτήσει το κύτταρο. Ενώ η ζύμωση παράγει γαλακτικό οξύ, η κυτταρική αναπνοή δημιουργεί ΑΤΡ. Έτσι, και οι δύο διαδικασίες χρησιμοποιούν τα σάκχαρα ως σημείο εκκίνησης.

Υπάρχουν δύο είδη ζύμωσης γαλακτικού οξέος

Υπάρχουν δύο είδη ζύμωσης γαλακτικού οξέος. Η πρώτη, γνωστή ως γλυκόλυση, παράγει δύο μόρια γαλακτικού οξέος. Αυτή η διαδικασία πραγματοποιείται από ένα ένζυμο που ονομάζεται γαλακτική αφυδρογονάση. Η δεύτερη, ετεροτακτική ζύμωση, παράγει τέσσερα μόρια ATP και δύο μόρια NADH. Το τελικό προϊόν της διαδικασίας είναι το CO2, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παρασκευή αλκοόλ, ξυδιού και ψωμιού.

Και οι δύο διαδικασίες είναι απαραίτητες. Το πρώτο, αναερόβιο, βρίσκεται στο κυτταρόπλασμα και το δεύτερο αερόβιο. Και οι δύο μέθοδοι παράγουν ATP και ενέργεια. Και τα δύο απαιτούνται για τη διατήρηση της ζωής. Το ATP είναι απαραίτητο για την κυτταρική δραστηριότητα αλλά δεν είναι σταθερό μακροπρόθεσμα.

Για το λόγο αυτό, οι δύο διαδικασίες είναι παρόμοιες. Και οι δύο προσεγγίσεις χρησιμοποιούν γλυκόζη για μακροχρόνια αποθήκευση. Όταν συμβαίνει ζύμωση, η τελευταία διεργασία παράγει γαλακτικό οξύ ως υποπροϊόν.

Στη δεύτερη, ο αερόβιος μεταβολισμός είναι πιο αποτελεσματικός. Αυτή η διαδικασία παράγει διοξείδιο του άνθρακα και οξυγόνο, αλλά όταν είναι υπερβολική, μπορεί να είναι επιβλαβής. Ως εκ τούτου, οι δύο μέθοδοι χρησιμοποιούνται συχνά για διαφορετικούς σκοπούς. Το ένα είναι η διαδικασία παραγωγής καυσίμου από προϊόντα ζωντανών φυτών. Η άλλη είναι η διαδικασία ζύμωσης γαλακτικού οξέος, που χαρακτηρίζεται από υψηλότερο pH και χαμηλότερη περιεκτικότητα σε οξυγόνο. Η αερόβια ζύμωση είναι πιο αποτελεσματική σε μια τυπική περίπτωση και παράγει περισσότερα καύσιμα.

Το βήμα ονομάζεται γλυκόλυση και χρησιμοποιεί ένα ηλεκτρόνιο

Τόσο η ζύμωση όσο και η αναερόβια αναπνοή είναι διαδικασίες κατά τις οποίες τα κύτταρα διασπούν τα μόρια σακχάρου για να παράγουν ενέργεια. Η ζύμωση περιλαμβάνει ένα βήμα που ονομάζεται γλυκόλυση και χρησιμοποιεί ένα σύστημα αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων για να περάσει τα ηλεκτρόνια σε έναν δέκτη ηλεκτρονίων. Η αναερόβια αναπνοή χρησιμοποιεί οξυγόνο ενώ η ζύμωση όχι. Και οι δύο μέθοδοι έχουν ενέργεια με τη μορφή ATP και χρησιμοποιούνται συνήθως στις βιομηχανίες τροφίμων και ποτών.

Η γλυκόλυση είναι η πρώτη σειρά αντιδράσεων που συμβαίνει κατά την κυτταρική αναπνοή. Η γλυκόλυση απαιτεί γλυκόζη και απελευθερώνει δύο ηλεκτρόνια. Στην αερόβια αναπνοή, και οι δύο αντιδράσεις χρησιμοποιούν ηλεκτρόνια για να παράγουν υψηλές ποσότητες ATP. Σε αντίθεση με την αερόβια αναπνοή, η ζύμωση παρακάμπτει τα στάδια απελευθέρωσης ηλεκτρονίων και παράγει διοξείδιο του άνθρακα. Και οι δύο διαδικασίες είναι απαραίτητες για τη ζωή. Συνεχίστε να διαβάζετε εάν αναρωτιέστε πώς σχετίζονται η ζύμωση και η αναερόβια αναπνοή.

Το πρώτο βήμα στην αναερόβια αναπνοή περιλαμβάνει το σχηματισμό ενός οργανικού μορίου γνωστού ως ακετυλοσυνένζυμο Α. Στη συνέχεια, αυτή η ένωση μεταφέρεται στην αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων. Το δεύτερο στάδιο της διαδικασίας απαιτεί την απελευθέρωση πρωτονίων, τα οποία στη συνέχεια μετατοπίζονται πάνω από την κυτταρική μεμβράνη. Τέλος, ένα ένζυμο που ονομάζεται συνθάση ATP μετατρέπει αυτή τη δυναμική ενέργεια σε ATP.

Προστατεύει τα κύτταρα από το θάνατο μεταξύ των αναπνοών

Η αερόβια και η αναερόβια αναπνοή δημιουργούν επίσης ενέργεια, αλλά η αερόβια αναπνοή απαιτεί οξυγόνο για την παραγωγή ενέργειας. Η αναερόβια αναπνοή είναι παρόμοια με τη ζύμωση, καθώς προστατεύει τα κύτταρα από το θάνατο μεταξύ των αναπνοών και η αναερόβια αναπνοή προστατεύει τα κύτταρα κατά τη διάρκεια έντονης σωματικής δραστηριότητας. Η ζύμωση παράγει γαλακτικό οξύ, το οποίο βοηθά να διατηρούνται ανέπαφα τα κύτταρα όταν υπο-οξυγονώνονται. Κατά τη διάρκεια έντονης άσκησης, η συσσώρευση γαλακτικού οξέος μπορεί να οδηγήσει σε μυϊκό πόνο και δυσφορία.

Η αναερόβια αναπνοή χρησιμοποιείται από διάφορους μικροοργανισμούς, συμπεριλαμβανομένων ορισμένων ειδών βακτηρίων και αρχαίων. Τα βακτήρια που χρησιμοποιούν αναερόβια αναπνοή είναι μεθανογόνα επειδή χρησιμοποιούν διοξείδιο του άνθρακα ως δέκτη ηλεκτρονίων. Βρίσκονται στο έδαφος και στο πεπτικό σύστημα των μηρυκαστικών. Ωστόσο, οι διαδικασίες στις οποίες χρησιμοποιούν το διοξείδιο του άνθρακα για ενέργεια διαφέρουν ως προς τον τρόπο με τον οποίο διασπούν τα μόρια της γλυκόζης.

Η κυτταρική αναπνοή και η ζύμωση παράγουν ενέργεια από τη διάσπαση των υδατανθράκων. Και οι δύο μέθοδοι χρησιμοποιούν οξυγόνο ως δέκτη ηλεκτρονίων, αλλά η ζύμωση χρησιμοποιεί επίσης ανόργανους δότες όπως το μεθάνιο και το θείο. Η κυτταρική αναπνοή παράγει 38 ATP, ενώ η ζύμωση παράγει μόνο δύο. Η κυτταρική αναπνοή είναι ταχύτερη και πιο αποτελεσματική από τη ζύμωση. Ωστόσο, η ζύμωση έχει ένα πλεονέκτημα: μπορεί να χρησιμοποιήσει την ενέργεια που παράγεται όταν η κυτταρική αναπνοή είναι αργή ή όταν υπάρχει ανεπαρκής παροχή οξυγόνου.

διάσπαση της τροφής παρουσία οξυγόνου Το

ATP παράγεται στην αερόβια αναπνοή από τη διάσπαση της τροφής παρουσία οξυγόνου. Τα επακόλουθα προϊόντα είναι το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό και μόρια ATP. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, η γλυκόζη, μια πηγή ενέργειας, μετατρέπεται σε ακετυλοσυνένζυμο Α. Το ATP συντίθεται όταν το μόριο γλυκόζης συνδυάζεται με έξι μόρια οξυγόνου, το οποίο παράγει έξι μόρια νερού.

Το ATP παράγεται στην αερόβια και αναερόβια αναπνοή. Στην αερόβια αναπνοή, οι υδατάνθρακες διασπώνται σε πυροσταφυλικό, χάνοντας ένα ηλεκτρόνιο. Το πυροσταφυλικό στη συνέχεια περνά στην επόμενη φάση, την αερόβια αναπνοή. Το αποτέλεσμα είναι ένα καθαρό κέρδος δύο ATP στη διαδικασία. Αυτές οι δύο διαδικασίες είναι πολύ παρόμοιες στις αντίστοιχες λειτουργίες τους. Ίσως αναρωτιέστε πώς διαφέρουν και αυτό το άρθρο θα εξηγήσει πώς διαφέρει η ζύμωση από την κυτταρική αναπνοή.

Στην αερόβια αναπνοή, το ATP, που παράγεται από τη γλυκόλυση, υφίσταται εννέα διαφορετικές αντιδράσεις. Οι αντιδράσεις συμβαίνουν στο κυτταρόπλασμα και καταλύονται από ένα συγκεκριμένο ένζυμο. Αυτή η διαδικασία συμβαίνει σε ΟΛΟΥΣ τους οργανισμούς και είναι απαραίτητη για την κυτταρική αναπνοή. Το ATP διασπάται σε δύο μόρια, το NAD+ και το ADP. Το NAD+ μετατρέπεται σε μόριο φωσφορικού άλατος που χρησιμοποιείται από το κύτταρο για ενέργεια.

Η ποσότητα του διοξειδίου του άνθρακα (CO2)

Εκτός από την αερόβια αναπνοή, η ζύμωση χρησιμοποιείται και από προαιρετικά αναερόβια. Αυτό συμβαίνει επειδή το πυροσταφυλικό που παράγεται είναι υψηλότερο από την ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα (CO2) στην αερόβια αναπνοή. Επιπλέον, τα προαιρετικά αναερόβια όπως η μαγιά σχάσης προτιμούν τη ζύμωση ακόμη και όταν υπάρχει οξυγόνο. Το Kluyveromyces lactis, από την άλλη πλευρά, προτιμά την αναπνοή εάν υπάρχει οξυγόνο.

Η παραγωγή ATP στη ζύμωση είναι παρόμοια με την κυτταρική αναπνοή ενός κυττάρου, αν και με λίγες διαφορές. Και στα δύο συστήματα, τα πρωτόνια απομακρύνονται από το νερό μέσω μιας αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων (ETC) και διαχέονται στη βαθμίδα μέσω μιας συνθάσης ATP. Η ροή των υδρογόνων καταλύει τη σύζευξη φωσφορικών και ADP, παράγοντας ATP. Τα μιτοχόνδρια του κυττάρου πρέπει να έχουν έναν δέκτη ηλεκτρονίων και στα δύο συστήματα, όπως το οξυγόνο. Μερικοί οργανισμοί μπορούν να χρησιμοποιήσουν άλλους τελικούς δέκτες ηλεκτρονίων, όπως νιτρικά ιόντα ή θειικά ιόντα και διοξείδιο του άνθρακα.

Σε αναερόβιες συνθήκες, τα κύτταρα υφίστανται αναερόβια αναπνοή, κατά την οποία συσσωρεύονται μόρια NADH. Αυτά τα μόρια αναστέλλουν τη δράση του GAPDH και περιορίζουν την κατανάλωση γλυκόζης. Στις αερόβιες ανάγκες, το πυροσταφυλικό μετατρέπεται σε γαλακτικό, αποδίδοντας την οξείδωση ενός μορίου NADH. Η γαλακτική ζύμωση, από την άλλη πλευρά, παράγει δύο μόρια NADH. Σε αυτή τη διαδικασία, δύο μόρια ATP δημιουργούνται για κάθε μόριο γλυκόζης.

Τα βακτηριακά κύτταρα υφίστανται μια διαδικασία

Τα βακτηριακά κύτταρα υποβάλλονται σε μια διαδικασία που ονομάζεται κύκλος Krebs. Αυτή η μεταβολική διαδικασία απελευθερώνει βιοχημική ενέργεια από τα θρεπτικά συστατικά που καταναλώνουν σε ATP και απελευθερώνει άχρηστα προϊόντα. Τα κύτταρα υφίστανται επίσης αρκετές μικρές αντιδράσεις κατά τη διαδικασία της αναπνοής, οι περισσότερες από τις οποίες είναι καταβολικές. Οι καταβολικές αντιδράσεις περιλαμβάνουν την ανάλυση γιγάντων μορίων σε λιγότερο, απλούστερα. Το αποτέλεσμα είναι μια απελευθέρωση ενέργειας καθώς οι ισχυρότεροι στα προϊόντα αντικαθιστούν τους ασθενείς δεσμούς «υψηλής ενέργειας».

Η διαδικασία της κυτταρικής αναπνοής ξεκινά στο κυτταρόπλασμα και τελειώνει στα μιτοχόνδρια. Είναι παρόμοιο με την αναπνοή στο ότι ένα σάκχαρο διασπάται σε δύο μόρια πυροσταφυλικού οξέος, απελευθερώνοντας δύο μονάδες ενέργειας ATP. Αυτά τα μόρια κινούνται στα μιτοχόνδρια και διασπώνται σε ακετυλ CoA. Στη συνέχεια, το οξυγόνο, το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό διασπούν αυτά τα μόρια σε μόρια.

Παρά τις ομοιότητες μεταξύ των δύο διαδικασιών, η ζύμωση σε ζυμομύκητες και βακτήρια είναι παρόμοια με την κυτταρική αναπνοή. Και οι δύο μέθοδοι χρησιμοποιούν την ίδια αρχική ύλη και τα ίδια τελικά προϊόντα. Στη ζύμη, το ATP παράγεται από τη διαδικασία ζύμωσης. Αυτή η διαδικασία δημιουργεί δύο μόρια ATP σε κάθε κύτταρο. Αυτά τα μόρια είναι που οδηγούν το κύτταρο. Είναι επίσης η διαδικασία παραγωγής ενέργειας στον άνθρωπο. Παράγει επίσης διοξείδιο του άνθρακα, το οποίο κάνει το ψωμί και άλλα αρτοσκευάσματα να φουσκώνουν.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *