Sisu
- Fermentatsioon vs rakuhingamine
- Glükolüüs: suhkru lagunemine enne kääritamist
- Glükolüüs ei vaja hapnikku
- Alates glükolüüsist kuni kääritamiseni
- ATP ja energia tootmine kääritamise teel
- Kasutamine kääritamiseks
Energia tootmist orgaanilistest ühenditest, näiteks glükoosist, oksüdeerimise teel, kasutades raku sees asuvaid keemilisi (tavaliselt orgaanilisi) ühendeid "elektronaktseptoritena", nimetatakse käärimine.
See on alternatiiv raku hingamisele, mille käigus glükoosist ja muudest oksüdeeruvatest ühenditest pärit elektronid kantakse rakkudest väljastpoolt toodud aktseptorisse, tavaliselt hapniku. See on alternatiiv raku hingamisele (ilma hapnikuta ei saa raku hingamine toimuda).
Fermentatsioon vs rakuhingamine
Fermentatsioon võib toimuda anaeroobsetes (hapnikuvaeguse) tingimustes, kuid ka hapniku rohkuse korral.
Pärm eelistab näiteks kääritamist rakulisele hingamisele, kui protsessi toetamiseks on piisavalt glükoosi, isegi kui hapnikku on palju.
Glükolüüs: suhkru lagunemine enne kääritamist
Kui energiarikas suhkur - eriti glükoos - siseneb rakku, laguneb see glükolüüsiks kutsutavas protsessis. Glükolüüs on nii rakkude hingamise kui ka kääritamise eeltingimus.
See on suhkru lagunemise ühine viis, mis võib viia kas kääritamiseni või rakuhingamiseni.
Glükolüüs ei vaja hapnikku
Glükolüüs on iidne biokeemiline protsess, mis on evolutsiooniajaloos tekkinud väga varakult. Glükolüüsi tuumreaktsioonid "leiutasid" mikroorganismid juba ammu enne fotosünteesi arengut, mis tekkis umbes 3,5 miljardit aastat tagasi, kuid merede ja atmosfääri täitmiseks mis tahes märgatava hapnikuhulgaga kulub umbes 1,5 miljardit aastat.
Seega on isegi keerulised eukarüootid (bioloogiline domeen, mis hõlmab looma, taimi, seeni ja protistlikke kuningriike) energia tootmiseks ilma hingamise, hapniku jmsta. Seenekuningriiki kuuluvas pärmis on glükolüüsi keemilised saadused pärmis. fermenteeritakse raku energia tootmiseks.
Alates glükolüüsist kuni kääritamiseni
Glükolüüsi lõpus on glükoosi kuue süsiniku struktuur jagatud kolme süsiniku ühendi, mida nimetatakse püruvaadiks, kaheks molekuliks. Samuti toodetakse kemikaali NADH rohkem "oksüdeerunud" kemikaalist, mida nimetatakse NAD +.
Pärmis läbib püruvaat "redutseerimise", elektronide suurenemise, mis kantakse seejärel glükolüüsi teel varem toodetud NADH-st üle atsetaldehüüdi ja süsinikdioksiidi saamiseks.
Seejärel redutseeritakse atseetaldehüüd etüülalkoholiks, mis on kääritamise lõppsaadus. Loomadel, sealhulgas inimestel, võib püruvaat käärida, kui hapniku kättesaadavus on madal. See kehtib eriti lihasrakkude kohta. Kui see juhtub, redutseeritakse glükolüüsi käigus püruvaadist mitte alkoholiks, vaid pigem piimhappeks, ehkki toodetakse väheses koguses alkoholi.
Ehkki piimhape võib lahkuda loomsetest rakkudest ja seda saab kasutada energia tootmiseks südames, võib see koguneda lihastes, põhjustades valu ja vähenenud sportlikke võimeid. See on "põletav" tunne, mida tunnete pärast raskuste tõstmist, pikka aega jooksmist, laulmist, raskete kastide tõstmist jne.
ATP ja energia tootmine kääritamise teel
Rakkudes sisalduv universaalne energiakandja on kemikaal, mida nimetatakse ATP-ks (adenosiintrifosfaat). Hapniku kasutamisel võivad rakud ATP-d toota glükolüüsi teel, millele järgneb rakuline hingamine - nii, et üks glükoosisuhkru molekul annab sõltuvalt rakutüübist 36-38 molekuli ATP-d.
Nendest ATP 36-38 molekulidest toodetakse glükolüüsi faasis ainult kaks. Seega, kui kasutada käärimist alternatiivina rakulisele hingamisele, kulutavad rakud palju vähem energiat kui hingamine. Madala hapniku või anaeroobsetes tingimustes võib kääritamine siiski organismi elada ja ellu jääda, kuna muidu ei saaks nad ilma hapnikuta hingata.
Kasutamine kääritamiseks
Inimesed kasutavad kääritamisprotsessi meie enda huvides, eriti kui tegemist on söögi ja joogiga. Leivavalmistamine, õlle ja veini tootmine, hapukurk, jogurt ja kombucha kasutavad käärimisprotsessi.