Каждое живое существо состоит из клеток, которые выполняют свои обязанности. Даже с нами, как с людьми. Чтобы выжить, клетки нашего тела выполняют различные процессы, включая дыхание. Итак, на этом этапе сахар, содержащий 6 атомов углерода, расщепляется на 2 молекулы пирувата, каждая из которых состоит из 3 атомов углерода. Этот процесс называется гликолизом и происходит в цитозоле.
Кроме того, молекула пирувата снова разрушается в результате аэробного и анаэробного дыхания. Анаэробное дыхание происходит как в дрожжевых, так и в мышечных клетках. В дрожжевых клетках пируват расщепляется на этанол и диоксид углерода. Между тем мышечные клетки превращают пируват в молочную кислоту.
В отличие от анаэробного дыхания, при аэробном дыхании пируват полностью окисляется до углекислого газа и воды с помощью кислорода.
Хм… звучит немного сложно, да? Что ж, чтобы этот мозг не закипал, давайте узнаем подробнее, что именно подразумевается под гликолизом и анаэробным дыханием.
Гликолиз
Как упоминалось ранее, гликолиз - это первая стадия клеточного дыхания. Этот процесс происходит в цитозоле клетки. Гликолиз также известен как путь Эмбдена-Мейерхоф-Парнаса или путь ЭМП. В этом процессе происходит анаэробный процесс, при котором одна молекула глюкозы расщепляется на две молекулы пировиноградной кислоты. Этапы процесса гликолиза показаны на картинке выше.
Если сформулировать это, общая реакция гликолиза выглядит следующим образом.
C 6 H 12 O 6 + 2 NAD + + 2 ADP + 2 Pi → 2 Пировиноградная кислота + 2 ATP + 2 NADH + 2 H +
Мы также можем посмотреть на расчет гликолиза в таблице ниже.
Анаэробное дыхание
В процессе гликолиза условия пирувата зависят от наличия кислорода в клетках. С кислородом молекулы пирувата могут проникать в митохондрии и окисляться с образованием диоксида углерода и воды. Но когда кислорода нет, пируват затем превращается в этанол или молочную кислоту. Этот процесс известен как анаэробное дыхание. Анаэробное дыхание, которое происходит у одноклеточных прокариот и эукариот, часто называют ферментацией. Ферментация делится на два типа: спиртовое и молочнокислое.
Спиртовое брожение осуществляется дрожжами и некоторыми другими микроорганизмами. В этом процессе пировиноградная кислота, образующаяся в результате гликолиза, будет декарбоксилироваться до ацетальдегида с использованием фермента декарбоксилазы. Затем в присутствии водорода происходит восстановление ацетальдегида за счет ферментативного дегидрирования спирта с образованием этанола или этилового спирта.
Между тем, ферментация молочной кислоты осуществляется мышечными клетками, молочнокислыми бактериями (LAB) и некоторыми грибами. Производство йогурта является примером молочнокислого брожения, поскольку бактерии Lactobacillus sp. преобразование сахара-лактозы в молочную кислоту. Вырабатываемая молочная кислота вызывает комкование или коагуляцию молока в йогурт. В этом процессе пируват в результате гликолиза напрямую восстанавливается до молочной кислоты под действием НАДН + Н +. Эта реакция катализируется ферментом лактодегидрогеназой. Во время ферментации углекислый газ не образуется.
