Skillnad mellan aerob och anerobe jäsning

De huvudskillnad mellan aerob och anaerob jäsning är det aerob jäsning regenererar NAD⁺ vid elektrontransportkedjan medan regenerering av NAD⁺ i anaerob respiration följer glykolys.

Fermentering är en term som används för att beskriva mekanismerna för cellulär andning, som uppstår i frånvaro av syre. Vid aerob jäsning är emellertid den slutliga elektronacceptorn i elektrontransportkedjan syre. Därmed kallas det mer exakt aerob andning snarare än aerob fermentation. De två mekanismerna för anaerob jäsning är etanolfermentering och mjölksyrajäsning.

Viktiga områden som omfattas

1. Vad är aerobic fermentation
     - Definition, Process, Roll
2. Vad är Anaerobic Fermentation
     - Definition, Process, Typer, Roll
3. Vad är likheterna mellan aerob och anerobe jäsning
     - Översikt över gemensamma funktioner
4. Vad är skillnaden mellan aerob och anerobe jäsning
     - Jämförelse av viktiga skillnader

Viktiga termer: Aerobic Fermentation, Anaerob Fermentation, ATP, Glukos, NAD⁺, Syre

Vad är aerobic fermentation

Som nämnts ovan är aerob andning det mer exakta och vetenskapliga uttrycket för aerob fermentation. Aerob andning avser uppsättningen av kemiska reaktioner som är involverade i produktionen av energi genom att helt oxidera mat. Det släpper ut koldioxid och vatten som biprodukter. Aerob andning sker huvudsakligen hos högre djur och växter. Det är den mest effektiva processen bland olika processer för energiproduktion. De tre stegen av aerob andning är glykolys, Krebs-cykel och elektrontransportkedja.

glykolys

Glykolys är det första steget av aerob andning, som uppträder i cytoplasman. Denna process bryter ner glukos i två pyruvatmolekyler. Pyruvatmolekylerna genomgår oxidativ dekarboxylering för att bilda acetyl-CoA. 2 ATP och 2 NADH är utbytet av denna process.

Krebs cykel

Krebs-cykeln sker inuti mitokondriematrisen. En fullständig uppdelning av acetyl-CoA i koldioxid sker i Krebs-cykeln, regenerering av utgångsföreningen, oxaloacetat. Under Krebs-cykeln producerar frigöring av energi från acetyl-CoA 2 GTP, 6 NADH och 2 FADH₂.

Elektron transport kedja

Produktionen av ATP under oxidativ fosforylering använder reducerande kraft för NADH och FADH2. Det förekommer i mitokondriernas inre membran. Nedanstående bild visar den totala kemiska reaktionen av aerob andning.

C₆H₁₂O₆ + 6o₂ → 6CO₂ + 6H₂O + 36ATP

Figur 1: Aerobisk Andning - Steg

Vad är Anaerobic Fermentation

Fermentation hänvisar till den kemiska nedbrytningen av organiska substrat med mikroorganismer i etanol eller mjölksyra i frånvaro av syre. Normalt ger det bort brus och värme. Fermentation sker i cytoplasmens lokalitet i mikroorganismer såsom jäst, parasitära maskar och bakterier. De två stegen av jäsning är glykolys och partiell oxidation av pyruvat. Baserat på pyruvatoxidationsvägen består fermentationen av två typer; etanolfermentering och mjölksyrajäsning. Nettoeffekten av jäsning är endast 2 ATP.

Figur 2: Aerob och anerobe jäsning

Etanolfermentering

Etanolfermentering förekommer huvudsakligen i jäst i frånvaro av syre. Vid denna process resulterar avlägsnande av koldioxid i dekarboxyleringen av pyruvat i acetaldehyd. Acetaldehyd omvandlas sedan till etanol genom att använda väteatomerna i NADH. Brusningen sker på grund av utsläpp av koldioxidgas i mediet. Den balanserade kemiska ekvationen för etanolfermentering är som följer:

C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂ + 2ATP

Mjölksyra Fermentation

Mjölksyrajäsning sker huvudsakligen i bakterier. Under fermentering av mjölksyra omvandlas pyruvat till mjölksyra. Den totala kemiska reaktionen för fermentering av etanol och mjölksyra fermentation är som följer:

C₆H₁₂O₆ → 2C₃H₆O₃ + 2ATP

Likheter mellan aerob och anerobe jäsning

• Aerob och anaerob fermentering är två mekanismer för cellulär andning som genererar energi för cellprocesserna.
• Båda fermentationerna använder glukos som substratet och producerar ATP under bearbetningen.
• Koldioxid är en produkt i båda processerna.
• De båda genomgår glykolys i cytoplasman.

Skillnad mellan aerob och anerobe jäsning

Definition

Aerob fermentering: Sats av kemiska reaktioner som är involverade i produktionen av energi genom att helt oxidera mat

Anaerob fermentation: Kemisk nedbrytning av organiska substrat i etanol eller mjölksyra av mikroorganismer i närvaro av syre

Förekomst

Aerob fermentering: Förekommer i både cytoplasma och mitokondrier

Anaerob fermentation: Förekommer i cytoplasman

Typ av organismer

Aerob fermentering: Förekommer hos högre djur och växter

Anaerob fermentation: Förekommer i jäst, parasiter och bakterier

Syre

Aerob fermentering: Använder molekylärt syre som den sista elektronacceptorn i elektrontransportkedjan

Anaerob fermentation: Använd inte syre

Vatten

Aerob fermentering: Producerar sex vattenmolekyler per glukosmolekyl

Anaerob fermentation: Producerar inte vatten

Substratoxidisering

Aerob fermentering: Glukos är helt uppdelad i koldioxid och syre 

Anaerob fermentation: Glukos oxideras ofullständigt antingen i etanol och mjölksyra

NAD⁺ Regeneration

Aerob fermentering: NAD⁺ regenerering sker i elektrontransportkedjan

Anaerob fermentation: NAD⁺ regenerering sker under partiell oxidation av pyruvat

ATP-produktion under NAD⁺ Regeneration

Aerob fermentering: ATP är ett utbyte under NAD⁺ regeneration 

Anaerob fermentation: ATP är inte ett utbyte under NAD⁺ regeneration

Antal producerade ATP: er

Aerob fermentering: Producerar 36 ATP

Anaerob fermentation: Producerar 2 ATP

Slutsats

Aerob och anaerob fermentering är två typer av cellulär andning involverad i produktion av energi från glukos. Aerob fermentation kräver syre medan anaerob fermentation inte kräver syre. NAD⁺ regenerering sker i elektrontransportkedjan av den aeroba andningen medan den uppträder under partiell oxidation av pyruvat vid anaerob andning. 

Referens:

1. "Fermentation and Anaerob Respiration." Khan akademin, Tillgänglig här.

Image Courtesy:

1. "Flödesplan för cellulär andning" Av Användare Daycd, Pdefer, Bdesham på en.wikipedia - Skapat av bdesham med en: OmniGraffle; efterbehandlad i en: GraphicConverter (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. "Cell respiration" Av Darekk2 - Egent arbete (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia