Glikoz gibi organik bileşiklerden, hücre içinden kimyasal (genellikle organik) bileşikler kullanılarak oksidasyon yoluyla enerji üretilmesine "elektron alıcıları" denir. fermantasyon.
Bu, glikozdan ve oksitlenen diğer bileşiklerden elektronların hücre dışından getirilen bir alıcıya, tipik olarak oksijene aktarıldığı hücresel solunuma bir alternatiftir. Bu, hücresel solunuma bir alternatiftir (oksijen olmadan hücresel solunum gerçekleşemez).
Fermantasyon vs. Hücresel solunum
Fermantasyon anaerobik (oksijen eksikliği) koşullar altında gerçekleşebilirken, oksijenin bol olduğu durumlarda da gerçekleşebilir.
Örneğin maya, bol oksijen mevcut olsa bile, süreci desteklemek için yeterli glikoz mevcutsa, hücresel solunum yerine fermantasyonu tercih eder.
Glikoliz: Fermantasyondan Önce Şekerin Parçalanması
Enerji açısından zengin şeker - özellikle glikoz - bir hücreye girdiğinde, glikoliz adı verilen bir süreçte parçalanır. Glikoliz hem hücresel solunum hem de fermantasyon için ön koşul bir adımdır.
Bu, şekerin parçalanması için yaygın bir yoldur ve bu, ya fermantasyona ya da hücresel solunum.
Glikoliz Oksijen Gerektirmez
Glikoliz, evrimsel tarihin çok erken dönemlerinde ortaya çıkmış eski bir biyokimyasal süreçtir. Glikoliz için çekirdek reaksiyonlar, kabaca 3.5 ortaya çıkan fotosentez gelişmeden çok önce mikroorganizmalar tarafından "icat edildi". milyar yıl önce, ancak denizleri ve atmosferi kayda değer miktarda herhangi bir miktarda doldurması kabaca 1,5 milyar yıl alacaktı. oksijen.
Böylece, karmaşık ökaryotlar (hayvanları, bitkileri, mantarları ve protist krallıkları içeren biyolojik alan) bile solunum, oksijen vb. olmadan enerji üretebilir. Mantar krallığına ait olan mayada, glikolizin kimyasal ürünleri hücre için enerji üretmek üzere fermente edilir.
Glikolizden Fermantasyona
Glikolizin sonunda, glikozun altı karbonlu yapısı, piruvat adı verilen üç karbonlu bileşiğin iki molekülüne bölünmüş olacaktır. Ayrıca, NAD+ adı verilen daha "oksitlenmiş" bir kimyasaldan kimyasal NADH üretilir.
Mayada piruvat, elektronların kazanılmasıyla "indirgenme"ye uğrar ve bunlar daha sonra glikolizde daha önce üretilen NADH'den asetaldehit ve karbon dioksit elde etmek üzere aktarılır.
Asetaldehit daha sonra fermantasyonun nihai ürünü olan etil alkole indirgenir. İnsanlar da dahil olmak üzere hayvanlarda, oksijen mevcudiyeti düşük olduğunda piruvat fermente edilebilir. Bu özellikle kas hücrelerinde geçerlidir. Bu olduğunda, küçük miktarlarda alkol üretilmesine rağmen, glikolizden kaynaklanan piruvatın çoğu alkole değil, daha çok alkole indirgenir. laktik asit.
Laktik asit hayvan hücrelerini terk edip kalpte enerji üretmek için kullanılabilirken, kaslarda birikerek ağrıya ve atletik performansın düşmesine neden olabilir. Bu, ağırlık kaldırdıktan, uzun süre koştuktan, sprint yaptıktan, ağır kutuları kaldırdıktan vb. sonra hissettiğiniz "yanma" hissidir.
Fermantasyon Yoluyla ATP ve Enerji Üretimi
Hücrelerdeki evrensel enerji taşıyıcısı olarak bilinen bir kimyasaldır. ATP (adenosin trifosfat). Hücreler oksijen kullanıyorsa, glikoliz ve ardından hücresel solunum yoluyla ATP üretebilir - öyle ki, hücre tipine bağlı olarak bir glikoz şekeri molekülü 36-38 ATP molekülü verir.
Bu 36-38 ATP molekülünden glikoliz fazı sırasında sadece ikisi üretilir. Bu nedenle, hücresel solunuma alternatif olarak fermantasyon kullanılıyorsa, hücreler solunum kullanarak yaptıklarından çok daha az enerji üretirler. Bununla birlikte, düşük oksijen veya anaerobik koşullarda, fermantasyon, oksijen olmadan solunum yapamayacakları için bir organizmayı canlı ve hayatta tutabilir.
Fermantasyon için kullanır
İnsanlar, özellikle yiyecek ve içecek söz konusu olduğunda, fermantasyon sürecini kendi yararımız için kullanırlar. Ekmek yapımı, bira ve şarap üretimi, turşu, yoğurt ve kombu çayı fermantasyon süreci.