Διαφορά μεταξύ ζύμωσης και αναερόβιας αναπνοής

Κύρια διαφορά – Ζύμωση έναντι αναερόβιας αναπνοής

Η ζύμωση και η αναερόβια αναπνοή είναι δύο τύποι μηχανισμών κυτταρικής αναπνοής που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ATP για τη λειτουργία του κυττάρου. Τόσο η ζύμωση όσο και η αναερόβια αναπνοή συμβαίνουν απουσία οξυγόνου. Χρησιμοποιούν σάκχαρα εξόζης ως υπόστρωμα. Τα σάκχαρα εξόζης υφίστανται πρώτα γλυκόλυση. Η κύρια διαφορά μεταξύ ζύμωσης και αναερόβιας αναπνοής είναι ότι η ζύμωση δεν υφίσταται κύκλο κιτρικού οξέος (κύκλος Krebs) και αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων, ενώ η αναερόβια αναπνοή υφίσταται κύκλο κιτρικού οξέος και αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων .

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι η Ζύμωση
      – Ορισμός, Διαδικασία, Εφαρμογή
2. Τι είναι η Αναερόβια Αναπνοή
      – Ορισμός, Διαδικασία
3. Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ ζύμωσης και αναερόβιας αναπνοής
      – Περίληψη κοινών χαρακτηριστικών
4. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ζύμωσης και αναερόβιας αναπνοής
      – Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι:Τριφωσφορική αδενοσίνη (ATP), αναερόβια αναπνοή, κύκλος κιτρικού οξέος, αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων, ζύμωση αιθανόλης, ζύμωση, γλυκόζη, γλυκόλυση, ζύμωση γαλακτικού οξέος

Τι είναι η Ζύμωση

Η ζύμωση αναφέρεται σε οποιαδήποτε ομάδα χημικών αντιδράσεων που προκαλούνται από μικροοργανισμούς για τη μετατροπή των σακχάρων σε διοξείδιο του άνθρακα και αιθανόλη. Τα σάκχαρα υφίστανται πρώτα γλυκόλυση. Κατά τη διάρκεια της γλυκόλυσης, η γλυκόζη του σακχάρου της εξόζης διασπάται σε δύο μόρια πυροσταφυλικού. Το πυροσταφυλικό είναι μια ένωση τριών ανθράκων. Η γλυκόλυση χρησιμοποιεί δύο μόρια ATP ενώ παράγει τέσσερα μόρια ATP από την ενέργεια που απελευθερώνεται από τη γλυκόζη. Το πυροσταφυλικό άλας οξειδώνεται σε αιθανόλη ή γαλακτικό οξύ. Με βάση τον τύπο του τελικού προϊόντος, η ζύμωση κατηγοριοποιείται σε δύο διαδικασίες, τη ζύμωση αιθανόλης και τη ζύμωση γαλακτικού οξέος, αντίστοιχα. Η ζύμωση και ορισμένα βακτηριακά είδη πραγματοποιούν ζύμωση. Η ζύμωση αιθανόλης χρησιμοποιείται για την παραγωγή μπύρας, ψωμιού και κρασιού. Η καθαρή χημική εξίσωση για τη ζύμωση αιθανόλης φαίνεται παρακάτω.

C₆ H₁₂ O₆ (Γλυκόζη) → 2 C₂ H₅ ΟΗ (Αιθανόλη) + 2 CO₂ (διοξείδιο του άνθρακα)

Εικόνα 1:Ζύμωση με αιθανόλη

Η ζύμωση γαλακτικού οξέος συμβαίνει στους μύες και τους ιστούς των ζώων όταν οι ιστοί απαιτούν περισσότερη ενέργεια. Στην παραγωγή γιαουρτιού, η ζύμωση γαλακτικού οξέος χρησιμοποιείται για την παραγωγή γαλακτικού οξέος από λακτόζη. Η καθαρή χημική αντίδραση για την παραγωγή γαλακτικού οξέος από τη γλυκόζη φαίνεται παρακάτω.

C₆ H₁₂ O₆ (Γλυκόζη) → 2 CH₃ CHOHCOOH (Γαλακτικό οξύ)

Τι είναι η Αναερόβια Αναπνοή

Η αναερόβια αναπνοή είναι ένας τύπος κυτταρικής αναπνοής που συμβαίνει απουσία οξυγόνου. Συμβαίνει με τον ίδιο τρόπο όπως η αερόβια αναπνοή. Η αναερόβια αναπνοή ξεκινά με τη γλυκόλυση όπως η διαδικασία της ζύμωσης, αλλά δεν σταματά από τη γλυκόλυση όπως κάνει η ζύμωση. Μετά την παραγωγή του ακετυλοσυνενζύμου Α, η αναερόβια αναπνοή συνεχίζει τον κύκλο του κιτρικού οξέος καθώς και την αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων.

Εικόνα 2:Μεθανογόνα βακτήρια

Ο τελικός δέκτης ηλεκτρονίων δεν είναι το μοριακό οξυγόνο όπως στην αερόβια αναπνοή. Διαφορετικοί τύποι οργανισμών χρησιμοποιούν διαφορετικούς τύπους τελικών δεκτών ηλεκτρονίων. Αυτά μπορεί να είναι θειικά ιόντα, νιτρικά ιόντα ή διοξείδιο του άνθρακα. Τα μεθανογόνα βακτήρια είναι ένας τέτοιος τύπος οργανισμών που χρησιμοποιούν διοξείδιο του άνθρακα ως τελικό δέκτη ηλεκτρονίων απουσία οξυγόνου. Παράγουν αέριο μεθάνιο ως υποπροϊόν. Ορισμένα μεθανογόνα βακτήρια φαίνονται στο σχήμα 2 .

Ομοιότητες μεταξύ ζύμωσης και αναερόβιας αναπνοής

• Τόσο η ζύμωση όσο και η αναερόβια αναπνοή συμβαίνουν απουσία οξυγόνου για την παραγωγή ενέργειας.
• Το αναπνευστικό υπόστρωμα τόσο της ζύμωσης όσο και της αναερόβιας αναπνοής είναι τα σάκχαρα εξόζης.
• Τόσο η ζύμωση όσο και η αναερόβια αναπνοή υφίστανται γλυκόλυση.
• Τα τελικά προϊόντα τόσο της ζύμωσης όσο και της αναερόβιας αναπνοής είναι το διοξείδιο του άνθρακα και η αιθανόλη.
• Το πυροσταφυλικό οξύ και η ακετυλοχολίνη είναι ενδιάμεσα τόσο της ζύμωσης όσο και της αναερόβιας αναπνοής.
• Τόσο η ζύμωση όσο και η αναερόβια αναπνοή οδηγούνται από ένζυμα.
• Ο ρυθμός διάσπασης του σακχάρου τόσο από τη ζύμωση όσο και από την αναερόβια αναπνοή αυξάνεται παρουσία ανόργανων φωσφορικών αλάτων.

Διαφορά μεταξύ ζύμωσης και αναερόβιας αναπνοής

Ορισμός

Ζύμωση: Η ζύμωση αναφέρεται σε οποιαδήποτε ομάδα χημικών αντιδράσεων που προκαλούνται από μικροοργανισμούς για τη μετατροπή των σακχάρων σε διοξείδιο του άνθρακα και αιθανόλη.

Αναερόβια αναπνοή: Η αναερόβια αναπνοή αναφέρεται σε έναν τύπο κυτταρικής αναπνοής που συμβαίνει απουσία οξυγόνου.

Ενδοκυτταρική/Εξωκυτταρική

Ζύμωση: Η ζύμωση είναι μια εξωκυτταρική διαδικασία.

Αναερόβια αναπνοή: Η αναερόβια αναπνοή είναι μια ενδοκυτταρική διαδικασία.

Οξυγόνο

Ζύμωση: Η ζύμωση προκαλείται από χαμηλές συγκεντρώσεις οξυγόνου.

Αναερόβια αναπνοή: Η αναερόβια αναπνοή λαμβάνει χώρα απουσία οξυγόνου.

Μετά τη γλυκόλυση

Ζύμωση: Στη ζύμωση, η γλυκόλυση δεν ακολουθεί τον κύκλο του κιτρικού οξέος και την αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων. Αναερόβια αναπνοή: Στην αναερόβια αναπνοή, η γλυκόλυση ακολουθεί τον κύκλο του κιτρικού οξέος και την αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων.

Συνολική παραγωγή ATP

Ζύμωση: Η συνολική παραγωγή ATP είναι τέσσερις σε ζύμωση.

Αναερόβια αναπνοή: Η συνολική παραγωγή ATP στην αναερόβια αναπνοή είναι 38.

In vitro

Ζύμωση: Τα ένζυμα που εξάγονται από τα κύτταρα που ζυμώνουν μπορούν να επεξεργαστούν την αντίδραση σε ένα εξωκυτταρικό μέσο.

Αναερόβια αναπνοή: Τα ένζυμα που εξάγονται από τα κύτταρα δεν μπορούν να επεξεργαστούν την αναερόβια αναπνοή σε ένα εξωκυτταρικό μέσο.

Συμπέρασμα

Η ζύμωση και η αναερόβια αναπνοή είναι δύο τύποι μηχανισμών αναπνοής που συμβαίνουν απουσία οξυγόνου. Τόσο η ζύμωση όσο και η αναερόβια αναπνοή συμβαίνουν μέσω της γλυκόλυσης. Κατά τη ζύμωση, τα μόρια πυροσταφυλικού μετατρέπονται σε γαλακτικό οξύ ή αιθανόλη. Στην αναερόβια αναπνοή διεξάγεται επίσης ο κύκλος του κιτρικού οξέος και η αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων. Όμως, ο τελικός δέκτης ηλεκτρονίων είναι ένα ανόργανο μόριο όπως θειικό, νιτρικό ή διοξείδιο του άνθρακα. Η κύρια διαφορά μεταξύ ζύμωσης και αναερόβιας αναπνοής είναι ο μηχανισμός κάθε τύπου αναπνοής.

Αναφορά:

1. «Ζύμωση». Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, inc., 27 Ιουνίου 2017, Διαθέσιμο εδώ. Πρόσβαση στις 30 Σεπτεμβρίου 2017.
2."Αναερόβια αναπνοή." Wikipedia, Ίδρυμα Wikimedia, 27 Σεπτεμβρίου 2017, Διαθέσιμο εδώ. Πρόσβαση στις 30 Σεπτεμβρίου 2017.

Εικόνα Ευγενική προσφορά:

1. "Fermentation alcoolique" By Pancrat – Own έργο (CC BY-SA 3.0) μέσω Commons Wikimedia
2. "Phylogenetic tree methanogen" By Crion – Αρχείο:メタン菌の系統関 係0.ng.ng. ) μέσω του Commons Wikimedia