Glikoliza nasuprot fermentaciji: razlika i usporedba

Svuda oko nas odvijaju se razni kemijski procesi. No, usprkos nezainteresiranosti, ponovno se suočavamo s dva takva uobičajena fenomena: glikolizom i fermentacijom.

Proces počinje u stanicama živih organizama. Oni su nedvojbeno različiti, ali koliko su različiti?

To je nešto što ćemo istražiti u ovom članku.

Ključni za poneti

1. Glikoliza je metabolički proces koji razgrađuje glukozu u piruvat, dok fermentacija pretvara piruvat u različite krajnje proizvode.
2. Glikoliza se odvija u citoplazmi stanica i ne zahtijeva kisik, dok fermentacija može biti aerobna ili anaerobna.
3. Fermentacija omogućuje stanicama da regeneriraju NAD+ za nastavak glikolize, posebno u anaerobnim uvjetima.

Glikoliza vs fermentacija 

Glikoliza je anaerobni proces koji razgrađuje glukozu u dvije molekule piruvata, proizvodeći ATP i NADH, koji se mogu koristiti za stvaranje više ATP-a kroz aerobno disanje. Fermentacija omogućuje stanicama da proizvode ATP u nedostatku kisika, regenerirajući NAD+ za korištenje u glikolizi.

Glikoliza je prvi korak u procesu stanično disanje.

Proces počinje razgradnjom glukoze, molekule od šest ugljika koja je podijeljena u dvije molekule sa po tri ugljikova atoma.

Proces se može odvijati iu prisutnosti kisika iu odsutnosti kisika.

S druge strane, fermentacija je anaerobna kemijska reakcija koja se javlja kao dio staničnog disanja. Anaerobno disanje je drugi izraz za fermentaciju.

Reakcija se odvija u citoplazma eukariotskih stanica. Ovaj način reakcije također je manje učinkovit od prvog jer se događa kada je kisika malo.

Tabela za usporedbu

Parametri usporedbe	glikoliza	Vrenje
Treba li u prisutnosti kisika?	Da	Ne
Pojavljivanje	Mitohondriji	Citoplazma
Koliko ATP molekula proizvodi?	4 ATP molekule	2 ATP molekule
Kemijska pretvorba	Glukoza u piruvat	Piruvat u mliječnu kiselinu i alkohol
Krajnji proizvodi	2 molekule piruvata, 4 molekule ATP i dvije molekule NADH.	CO2, etanol i energija.

Što je glikoliza?

Hranu organizam koristi kao gorivo, a hrana se nizom kemijskih reakcija pretvara u gorivo. Govorimo o glikolizi, prvoj fazi staničnog disanja.

Pomaže u stvaranju ATP-a ili adenozin trifosfata, vrste energetske molekule. Razgradnja molekule glukoze je prvi korak u procesu glikolize.

Šest atoma ugljika čini molekulu glukoze. Postupak se može izvesti u prisutnosti ili odsutnosti kisika.

U prisutnosti kisika glikoliza napreduje do Krebovog ciklusa. Korak promjene prijenosa elektrona u Krebsovom ciklusu slijedi nakon ciklusa limunske kiseline.

ATP se inicijalno proizvodi u ovom koraku.

Iako je glavni cilj procesa proizvodnja energije (ATP-a), on počinje razgradnjom glukoze uz pomoć dviju molekula ATP-a. Glukoza se dijeli na dvije molekule, svaka s tri ugljika.

Ova dva-tri ugljika, ili fosfogliceraldehid, zatim se pretvaraju u piruvat, molekulu od tri ugljika.

Također je vrijedno napomenuti da svaki fosfogliceraldehid stvara dvije molekule ATP-a, što znači ukupno četiri molekule ATP-a i NADH. U ETC fazi, NADH pomaže u proizvodnji ATP-a.

Najvažnije je zapamtiti da se glukoza pretvara u molekule piruvata.

Što je fermentacija?

Nasuprot tome, fermentacija je anaerobna kemijska reakcija koja se odvija tijekom staničnog disanja. Anaerobno disanje je drugi naziv za fermentaciju.

Reakcija se odvija u citoplazmi eukariotskih stanica. Ovaj način reakcije je manje učinkovit od prvog jer se događa kada je kisika malo.

Fermentacija može imati dva oblika: jedan se javlja u biljkama i kvascima, a drugi se javlja u životinjama. Vrijedno je napomenuti da su kvasci jednostanični organizmi.

Glukoza je temeljna molekula za obje vrste; kao što je prethodno navedeno, to je molekula sa šest atoma ugljika.

Ono što razlikuje dvije vrste biljaka, kvasac i životinje, jesu njihovi krajnji proizvodi. Proizvodi etanol, ugljični dioksid i energiju u biljkama i kvascima.

Egzotermni procesi su oni pri kojima se oslobađa energija, pa se zato disanje naziva egzotermnim procesom.

Životinje, s druge strane, proizvode mliječnu kiselinu i energiju. U usporedbi s fermentacijom, koja je aerobni respiratorni proces, glikoliza oslobađa puno više energije.

Dakle, tijekom glikolize nastaju četiri molekule ATP-a, dok se tijekom fermentacije mogu proizvesti samo dvije molekule ATP-a.

U fermentaciji nedostaje oksidativna fosforilacija, koja se događa u nedostatku kisika. Za razliku od glikolize, fermentacija ne dopušta Krebsov ciklus ili fazu prijenosa elektrona.

Glavne razlike između glikolize i fermentacije

1. Glikoliza može biti u prisutnosti zraka ili u odsutnosti zraka, ali fermentacija se odvija samo u odsutnosti zraka.
2. Glikoliza proizvodi više energije u usporedbi s fermentacijom.
3. Glikoliza daje krajnji proizvod piruvat, dok fermentacija proizvodi kiselinu ili alkohol i energiju.
4. Završne faze glikolize (aerobne) odvijaju se u mitohondrijima eukariotskih stanica, dok se fermentacija odvija u citoplazmi.
5. Ugljični dioksid ne nastaje glikolizom, već fermentacijom u biljkama i kvascima.

Reference

1. https://cdnsciencepub.com/doi/pdf/10.1139/cjms51-008
2. https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1007/s10310-004-0140-9

Zadnje ažuriranje: 11. lipnja 2023