Co to jest fermentacja beztlenowa?
Fermentacja beztlenowa jest metodą wykorzystującą komórki do wydobywania energii z węglowodanów, gdy tlen lub inne akceptory elektronów nie są dostępne w otaczającym środowisku.Odróżnia to od oddychania beztlenowego, który nie wykorzystuje tlenu, ale wykorzystuje cząsteczki akceptujące elektron, które pochodzą spoza komórki.Proces ten może następować po glikolizy jako następnym etapie rozkładu glukozy i innych cukrów w celu wytworzenia cząsteczek trikuhosforanu adenozynowego (ATP), które tworzą źródło energii dla komórki.
Za pomocą tej metody komórka jest w stanie zregenerować nikotynamid adeninę dinukleotyd(NAD+) Z zmniejszonej postaci dinukleotydu adeniny nikotynamidu (NADH), cząsteczki niezbędnej do kontynuowania glikolizy.Fermentacja beztlenowa opiera się na enzymach w celu dodania grupy fosforanowej do poszczególnej cząsteczki adenozyny (ADP) do wytwarzania ATP, co oznacza, że jest to forma fosforylacji na poziomie substratu.Kontrastuje to z fosforylacją oksydacyjną, która wykorzystuje energię z ustalonego gradientu protonu do wytwarzania ATP.
Istnieją dwa główne typy fermentacji beztlenowej: fermentacja etanolu i fermentacja kwasu mlekowego.Oba przywracają NAD+, aby komórka mogła kontynuować generowanie ATP poprzez glikolizę.Fermentacja etanolu przekształca dwie cząsteczki pirogronianu, produkty glikolizy, w dwie cząsteczki etanolu i dwie cząsteczki dwutlenku węgla.Reakcja jest dwuetapowym procesem, w którym pirogronian jest przekształcany w pierwszą liczbę dwutlenku octacyjnego i dwutlenku węgla, przez enzym pirogronianem dekarkbokinianem.
W drugim etapie dehydrogenaza alkoholowa przekształca acetaldehyd w etanol.Ten proces metaboliczny występuje w niektórych typach komórek bakterii i w komórkach drożdży.To sprawia, że drożdże są popularne w tworzeniu chleba, piwa i wina, używając dwutlenku węgla lub etanolu z fermentacji.
Fermentacja kwasu mlekowego jest kolejną postacią fermentacji beztlenowej i jest powszechnie stosowana przez komórki mięśniowe w czasach stresu, gdy nie jestDostępna jest wystarczająca ilość tlenu.Komórki te przekształcają dwie cząsteczki pirogronianu z glikolizy na dwie cząsteczki L-laktanu za pomocą dehydrogenazy mleczanowej enzymu.Proces ten jest znany jako fermentacja homolaktyczna, ponieważ dwie cząsteczki pirogronianu ulegają tym samym reakcjom chemicznym, a ta postać fermentacji kwasu mlekowego występuje w komórkach mięśni zwierzęcych i czerwonych krwinkach.
W heterolaktycznych fermentacji, cząsteczki pirogronianu przechodzą różne reakcje chemiczne.Jeden jest przekształcany na mleczan, podczas gdy drugi jest przekształcany na etanol i dwutlenek węgla.Proces ten występuje u niektórych gatunków organizmów beztlenowych.
u zwierząt produkt uboczny mleczanu z fermentacji beztlenowej jest pompowany do krwioobiegu, gdzie jest transportowany do wątroby.W procesie zwanym cyklem Cori wątroba wykorzystuje swój własny zestaw enzymów do przekształcania mleczanu z powrotem na glukozę, gdzie może być poddany recyklingowi przez ciało.Glukoza jest zwykle transportowana z powrotem do mięśni, gdzie można go przechowywać jako glikogen w celu przyszłych potrzeb energetycznych.