Fermentacija nasuprot disanju: razlika i usporedba

Fermentacija se odvija u anaerobnom okruženju. Kao rezultat toga, glukoza se velikim dijelom pretvara u gazirane masne kiseline tijekom metabolizma. Kada je kisik dostupan, proces disanja stvara energiju iz glukoze.

Zatim se iz jedne molekule glukoze fermentacijom i disanjem stvara dodatni ATP. Štoviše, disanje rezultira potpunom razgradnjom supstrata, dok fermentacija rezultira djelomičnom razgradnjom.

Ključni za poneti

1. Fermentacija se odvija u nedostatku kisika, dok je za disanje potreban kisik.
2. Disanje proizvodi više ATP-a (energije) nego fermentacija.
3. Fermentacija stvara krajnje proizvode poput alkohola i mliječne kiseline, dok disanje proizvodi ugljični dioksid i vodu.

Fermentacija vs disanje

Fermentacija je metabolički proces koji pretvara organske spojeve poput šećera u jednostavnije spojeve. Disanje je metabolički proces koji se odvija u prisutnosti kisika i uključuje razgradnju organskih spojeva, poput glukoze, kako bi se oslobodila energija u obliku ATP-a.

Fermentacija je proces razgradnje molekula šećera u jednostavnije kemikalije koje se mogu iskoristiti za stvaranje kemijske energije. Kemijska energija, u obliku ATP-a, ključna je jer pokreće niz bioloških funkcija.

Fermentacija je anaerobna jer ne troši kisik. Krajnji proizvodi stvoreni iz piruvata ili njegovih derivata razlikuju mnoge različite oblike fermentacije.

Kod aerobnih vrsta, disanje je biološki proces stvaranja energije. Uzima glukozu kao supstrat i stvara 36 molekula ATP-a iz jedne molekule glukoze. Proizvodnja energije putem disanja zahtijeva upotrebu kisika.

Tri primarna koraka su glikoliza, Krebsov ciklus i transportni lanac elektrona.

Tabela za usporedbu

Parametri usporedbe	Vrenje	Disanje
Kisik	Ne zahtijeva kisik.	Kisik je neophodan.
Ipak od ATP-a	Dva ATP-a.	36 ATP-a.
Tipovi	Etanolna fermentacija i mliječno kiselinska fermentacija.	Aerobno i anaerobno disanje.
Krajnji proizvod	Etanol i CO2 nastaju fermentacijom etanola, a mliječna kiselina je krajnji proizvod fermentacije mliječne kiseline.	Ugljični dioksid i voda.
Doprinos u stvaranju energije	Najmanje doprinosi.	Najviše doprinosi.

Što je Vrenje?

Kad je u pitanju fermentacija, kisik se ne koristi. Troši glukozu i stvara ATP, kao i drugu molekulu kao nusprodukt. Tijekom fermentacije stvara se manje energije nego tijekom disanja.

It receives its energy from glucose as well. Lactate bacteria are introduced to milk for it to ferment into yoghurt.

Laktatne bakterije će ga naknadno fermentirati. Kao rezultat, krajnji proizvod je kiseli jogurt. Tehnika se može modificirati u drugoj robi, kao što je pivo, zatvaranjem alkoholnog pića.

Kao rezultat toga, na kraju fermentacije će generirati pivo kao krajnji proizvod. Isto se može reći i za korijensko pivo. Etanol i mliječno kiselo vrenje su dva oblika fermentacije.

U nedostatku kisika u kvascu dolazi do fermentacije etanola. Zbog toga su poznati kao fakultativni anaerobi. Bakterije proizvode mliječnu kiselinu. Životinje stvaraju mliječnu kiselinu uglavnom u svojim mišićima kada im nedostaje kisika.

Mliječna kiselina iritira tkiva. Za obje fermentacije, glikoliza je ista.

Tijekom glikolize, glukoza se razgrađuje u dvije molekule piruvata, proizvodeći dvije molekule ATP. Dobivanjem elektrona iz gliceraldehid-3-fosfata nastaju dvije molekule NADH.

Piruvat se dekarboksilira u acetaldehid kada se ugljikov dioksid ukloni tijekom proizvodnje etanola. Atomi vodika NADH koriste se za pretvaranje acetaldehida u etanol.

Pjenušavost uzrokuju stanice u mediju koje proizvode ugljični dioksid.

Što je disanje?

Disanje je prirodni proces kroz koji prolazi svaki oblik života kako bi stvorio energiju razgradnjom molekula unutar stanice i korištenjem kisika za to. Kao što svi znamo, ATP, ili adenozin trifosfat, temeljna je vrsta energije u stanicama.

Pohranjena energija unutar ovih stanica se oslobađa i razgrađuje dok se one razgrađuju i podvrgavaju disanju.

Da bi se to postiglo, potreban je kisik za oslobađanje energije koja je pohranjena. Kontrakcije mišića i proizvodnja impulsa još su dvije uloge staničnog disanja.

Tri faze disanja su glikoliza, ciklus limunske kiseline i lanac prijenosa elektrona. Glikoliza se događa u citoplazmi stanice, slično kao tijekom fermentacije.

Mitohondrijski matriks prima dvije molekule piruvata nastale tijekom glikolize. Tijekom oksidativne dekarboksilacije oslobađaju dvije molekule ugljičnog dioksida, po jednu iz svake, i tvore acetil-CoA.

Ciklus limunske kiseline, poznat kao Krebsov ciklus, uzima ovaj acetil-CoA.

Jedna molekula glukoze u cijelosti se oksidira u šest molekula ugljičnog dioksida tijekom ciklusa limunske kiseline, dajući 2 GTP-a, 6 NADH i 2 FADH2.

Tijekom oksidativne fosforilacije, koja se odvija u unutarnjoj mitohondrijskoj membrani, ovi NADH i FADH2 spajaju se s kisikom kako bi proizveli ATP.

Lanac prijenosa elektrona, koji je niz prijenosnika elektrona, pomiče elektrone u NADH i FADH2 tijekom oksidativne fosforilacije.

Glavne razlike između fermentacije i disanja

1. Fermentacija ne treba koristiti kisik za izvođenje procesa, dok disanje treba.
2. Razgradnja jedne molekule glukoze stvara samo dva ATP-a u fermentaciji, ali razgradnja jedne molekule glukoze daje 36 ATP-a u disanju.
3. Dva oblika fermentacije koja se nalaze u organizmima su etanolna fermentacija i mliječno-kisela fermentacija, dok su dvije vrste disanja koje se nalaze u organizmima aerobno i anaerobno disanje.
4. Tijekom proizvodnje etanola nastaju i etanol i CO2. Fermentacija mliječne kiseline rezultira proizvodnjom mliječne kiseline, dok disanje rezultira proizvodnjom anorganskih krajnjih proizvoda kao što su ugljikov dioksid i voda.
5. Na Zemlji fermentacija najmanje doprinosi stvaranju energije za rad stanica, dok disanje najviše doprinosi stvaranju energije za stanične procese.

Reference

1. https://journals.asm.org/doi/full/10.1128/JB.183.15.4509-4516.2001
2. https://www.nature.com/articles/2151038a0

Zadnje ažuriranje: 23. lipnja 2023