Innhold
- Fermentering vs. cellulær respirasjon
- Glykolyse: nedbrytningen av sukker før gjæring
- Glykolyse krever ingen oksygen
- Fra glykolyse til gjæring
- ATP og energiproduksjon via gjæring
- Bruk for gjæring
Produksjon av energi fra organiske forbindelser, slik som glukose, ved oksidasjon ved bruk av kjemiske (vanligvis organiske) forbindelser fra en celle som "elektronakseptorer" kalles gjæring.
Dette er et alternativ til cellulær respirasjon der elektroner fra glukose og andre forbindelser som oksideres overføres til en akseptor brakt fra utenfor cellen, typisk oksygen. Dette er et alternativ til cellulær respirasjon (uten oksygen kan ikke cellulær respirasjon forekomme).
Fermentering vs. cellulær respirasjon
Mens fermentering kan skje under anaerobe forhold (mangel på oksygen), kan det skje når oksygen også er rikelig.
Gjær foretrekker for eksempel gjæring fremfor cellulær respirasjon hvis nok glukose er tilgjengelig for å støtte prosessen, selv om rikelig med oksygen er tilgjengelig.
Glykolyse: nedbrytningen av sukker før gjæring
Når energirikt sukker - spesielt glukose - kommer inn i en celle, brytes det ned i en prosess som kalles glykolyse. Glykolyse er et forutsetningstrinn både for cellulær respirasjon og gjæring.
Det er en vanlig vei for nedbrytning av sukker, som kan føre til enten gjæring eller cellulær respirasjon.
Glykolyse krever ingen oksygen
Glykolyse er en eldgamell biokjemisk prosess, som har oppstått veldig tidlig i evolusjonshistorien. Kjernereaksjonene for glykolyse ble "oppfunnet" av mikroorganismer lenge før fotosyntesen utviklet seg, som dukket opp for omtrent 3,5 milliarder år siden, men som vil ta omtrent 1,5 milliarder år å fylle havene og atmosfæren med en betydelig mengde oksygen.
Således er selv komplekse eukaryoter (det biologiske domenet som inkluderer dyr, planter, sopp og protistriker) i stand til å produsere energi uten åndedrett, uten oksygen, etc. I gjær, som tilhører soppriket, de kjemiske produktene av glykolyse er gjæret for å produsere energi til cellen.
Fra glykolyse til gjæring
På slutten av glykolysen vil seks-karbonstrukturen i glukose ha blitt delt opp i to molekyler av den tre-karbonforbindelse kalt pyruvat. Også produsert er kjemikaliet NADH, fra et mer "oksidert" kjemikalie kalt NAD +.
I gjær gjennomgår pyruvat "reduksjon", forsterkningen av elektroner, som deretter overføres fra NADH produsert tidligere i glykolyse for å gi acetaldehyd og karbondioksid.
Acetaldehyd reduseres deretter ytterligere til etylalkohol, det endelige fermenteringsproduktet. Hos dyr, inkludert mennesker, kan pyruvat fermenteres når tilgjengeligheten av oksygen er liten. Dette gjelder spesielt i muskelceller. Når dette skjer, selv om det produseres små mengder alkohol, reduseres mesteparten av pyruvat fra glykolyse ikke til alkohol, men heller til melkesyre.
Mens melkesyre kan forlate dyreceller og brukes til å produsere energi i hjertet, kan den bygge seg opp i muskler, forårsake smerter og redusert atletisk ytelse. Dette er den "brennende" følelsen du føler etter å ha løftet vekter, løpt i lang tid, sunget, løftet tunge kasser osv.
ATP og energiproduksjon via gjæring
Den universelle energibæreren i celler er et kjemisk stoff som kalles ATP (adenosintrifosfat). Hvis man bruker oksygen, kan celler produsere ATP gjennom glykolyse fulgt av cellulær respirasjon - slik at ett molekyl glukosesukker gir 36-38 molekyler av ATP, avhengig av celletypen.
Av disse 36-38 molekylene av ATP produseres bare to i løpet av glykolysefasen. Så hvis du bruker gjæring som et alternativ til cellulær respirasjon, gir celler mye mindre energi enn de bruker respirasjon. Imidlertid kan fermentering under lite oksygen eller anaerobe forhold føre til at en organisme lever og overlever siden de ellers ikke ville ha respirasjon uten oksygen.
Bruk for gjæring
Mennesker bruker fermenteringsprosessen til vår egen fordel, spesielt når det gjelder mat og drikke. Brødfremstilling, øl- og vinproduksjon, sylteagurk, yoghurt og kombucha bruker alle fermenteringsprosessen.