Fermantasyon ve Anaerobik Solunum
Oksijen yokluğunda, mikroplar enerjiyi içsel redoks dengesi sağlayan fermantasyon yoluyla veya alternatif terminal elektron alıcıları kullanan anaerobik solunum yoluyla korumaktadır.
Tanım
Fermantasyon, harici bir elektron alıcısı olmaksızın substrat düzeyinde fosforilasyon ile enerji koruyan anaerobik, elektron dengeli bir katabolizma iken, anaerobik solunum oksijen dışındaki bir alıcıya elektron transferi yoluyla enerji korumaktadır.
Kapsam
Bu konu, fermantasyonun ilkelerini ve laktik asit, alkolik ve karışık asit fermantasyonları dahil olmak üzere başlıca yollarını; nitrat, sülfat, ferrik demir ve karbondioksit gibi alıcıları kullanan anaerobik solunum çeşitliliğini; ve anaerobik metabolizmanın ekolojik ve uygulamalı önemini kapsamaktadır. Bu stratejilerin enerjilerini aerobik solunumla karşılaştırmaktadır.
Temel sorular
- Oksijen bulunmadığında hücreler enerjiyi nasıl korur?
- Başlıca fermantasyon yollarını hangi ürünler karakterize eder?
- Anaerobik solunumu hangi alternatif elektron alıcıları destekler?
- Anaerobik stratejiler neden aerobik solunumdan genellikle daha az enerji üretir?
Anahtar kavramlar
- Fermantasyon ve içsel redoks dengesi
- Laktik, alkolik ve karışık asit fermantasyonları
- Alternatif elektron alıcıları
- Nitrat, sülfat ve karbonat solunumu
- Anaerobik ve aerobik metabolizmanın enerji verimi
Mekanizmalar
Fermantasyonda bir substrat kısmen oksitlenir ve elektronları organik bir ara maddeye aktarılır, bu da elektron taşıyıcılarını yeniler ve substrat düzeyinde fosforilasyon ile ATP üretir; sonuç karakteristik fermantasyon ürünleridir. Anaerobik solunumda, elektronlar bir taşıma zinciri aracılığıyla oksijen dışındaki inorganik veya organik bir alıcıya akar ve bir proton itici kuvveti oluşturur; bu alıcıların oksijenden daha düşük indirgeme potansiyellerine sahip olması nedeniyle, genellikle daha az enerji korunmaktadır.
Klinik önem
Anaerobik metabolizma, fermente gıdaların, içeceklerin ve biyoyakıtların üretimi, tortular ve bağırsak gibi anaerobik habitatların işlevi ve solunumsal indirgemeler yoluyla azot ve kükürtün küresel döngüsü dahil olmak üzere birçok endüstriyel ve çevresel süreç için merkezi bir öneme sahiptir.
Tarihçe
Louis Pasteur'ün on dokuzuncu yüzyıldaki çalışmaları, fermantasyonu havada yaşayan mikroplar tarafından gerçekleştirilen biyolojik bir süreç olarak ortaya koymuştur ve daha sonraki çalışmalar, anoksik ortamlarda alternatif elektron alıcılarını kullanan anaerobik solunumun birçok formunu karakterize etmiştir.
Öne çıkan isimler
- Louis Pasteur
- Sergei Winogradsky
İlgili konular
Temel eserler
- madigan2018
- willey2020
Sıkça sorulan sorular
- Fermantasyon anaerobik solunumdan nasıl farklıdır?
- Her ikisi de oksijen olmadan gerçekleşir, ancak fermantasyon, son alıcı olarak organik bir molekül kullanarak elektronları dahili olarak dengeler ve substrat düzeyinde fosforilasyon ile ATP üretirken, anaerobik solunum elektronları bir taşıma zinciri aracılığıyla nitrat veya sülfat gibi harici bir alıcıya aktararak bir proton itici kuvveti oluşturur.