Verschil tussen gisting en anaërobe ademhaling

Belangrijkste verschil - Vergisting versus anaërobe ademhaling

Fermentatie en anaerobe ademhaling zijn twee soorten cellulaire respiratiemechanismen die worden gebruikt om ATP te produceren voor het functioneren van de cel. Zowel fermentatie als anaerobe ademhaling gebeurt bij afwezigheid van zuurstof. Ze gebruiken hexosesuikers als substraat. Hexosesuikers ondergaan eerst glycolyse. De grootste verschil tussen fermentatie en anaerobe ademhaling is dat fermentatie ondergaat geen citroenzuurcyclus (Krebs-cyclus) en elektronentransportketen terwijl anaerobe ademhaling citroenzuurcyclus en elektronentransportketen ondergaat.

Key Areas Covered

1. Wat is vergisting
      - Definitie, proces, toepassing
2. Wat is Anaërobe ademhaling
      - Definitie, proces
3. Wat zijn de overeenkomsten tussen fermentatie en anaërobe ademhaling
      - Overzicht van gemeenschappelijke functies
4. Wat is het verschil tussen fermentatie en anaërobe ademhaling
      - Vergelijking van belangrijke verschillen

Belangrijkste begrippen: Adenosine-trifosfaat (ATP), Anaërobe ademhaling, citroenzuurcyclus, elektronentransportketen, ethanolfermentatie, gisting, glucose, glycolyse, melkzuur

Wat is vergisting

Fermentatie verwijst naar elke groep van chemische reacties geïnduceerd door micro-organismen om suikers om te zetten in koolstofdioxide en ethanol. De suikers ondergaan eerst glycolyse. Tijdens glycolyse wordt de hexose-suikerglucose afgebroken in twee pyruvaatmoleculen. Het pyruvaat is een verbinding met drie koolstofatomen. Glycolyse maakt gebruik van twee ATP-moleculen terwijl vier ATP-moleculen worden geproduceerd uit de energie die vrijkomt uit glucose. Het pyruvaat wordt geoxideerd tot ethanol of melkzuur. Gebaseerd op het type van het eindproduct, is fermentatie onderverdeeld in twee processen als respectievelijk ethanolfermentatie en melkzuurgisting. Gist en sommige bacteriesoorten voeren fermentatie uit. Ethanolvergisting wordt gebruikt voor de productie van bier, brood en wijn. De netto chemische vergelijking voor ethanolfermentatie wordt hieronder getoond.

C₆H₁₂O₆ (Glucose) → 2 C₂H₅OH (ethanol) + 2 CO₂ (Kooldioxide)

Figuur 1: Ethanolvergisting

De melkzuurfermentatie vindt plaats in dierlijke spieren en weefsels wanneer weefsels meer energie vereisen. Bij de yoghurtproductie wordt de melkzuurfermentatie gebruikt om melkzuur te produceren uit lactose. De netto chemische reactie voor de productie van melkzuur uit glucose wordt hieronder getoond.

C₆H₁₂O₆ (Glucose) → 2 CH₃CHOHCOOH (melkzuur)

Wat is Anaërobe ademhaling

Anaërobe ademhaling is een vorm van cellulaire ademhaling die optreedt bij afwezigheid van zuurstof. Het komt op dezelfde manier voor als aerobe ademhaling. Anaërobe ademhaling begint met glycolyse zoals het fermentatieproces, maar stopt niet bij glycolyse zoals fermentatie dat doet. Na de productie van het acetyl co-enzym A, zet de anaerobe ademhaling de citroenzuurcyclus voort evenals de elektronentransportketen.

Figuur 2: Methanogene bacteriën

De uiteindelijke elektronenacceptor is niet de moleculaire zuurstof zoals bij aerobe ademhaling. Verschillende soorten organismen gebruiken verschillende soorten uiteindelijke elektronenacceptoren. Dit kunnen sulfaationen, nitraationen of koolstofdioxide zijn. Methanogene bacteriën zijn zo'n soort organismen die koolstofdioxide gebruiken als de laatste elektronacceptor in afwezigheid van zuurstof. Ze produceren methaangas als bijproduct. Sommige methanogene bacteriën worden getoond in Figuur 2. 

Overeenkomsten tussen fermentatie en anaërobe ademhaling

• Zowel fermentatie als anaërobe ademhaling gebeurt bij afwezigheid van zuurstof om energie te produceren.
• Het ademhalingssubstraat van zowel fermentatie als anaerobe ademhaling zijn hexosesuikers.
• Zowel fermentatie als anaerobe ademhaling ondergaan glycolyse.
• De eindproducten van zowel fermentatie als anaerobe ademhaling zijn koolstofdioxide en ethanol.
• Het pyrodruivenzuur en het acetylcholine zijn tussenproducten van zowel fermentatie als anaerobe ademhaling.
• Zowel fermentatie als anaerobe ademhaling worden aangedreven door enzymen.
• De snelheid van de suikerafbraak door zowel fermentatie als anaerobe ademhaling neemt toe in de aanwezigheid van anorganische fosfaten.

Verschil tussen gisting en anaërobe ademhaling

Definitie

Fermentatie: Fermentatie verwijst naar elke groep van chemische reacties geïnduceerd door micro-organismen om suikers om te zetten in koolstofdioxide en ethanol.

Anaerobe ademhaling: Anaërobe ademhaling verwijst naar een soort cellulaire ademhaling die optreedt bij afwezigheid van zuurstof.

Intracellulaire / extracellulaire

Fermentatie: Fermentatie is een extracellulair proces.

Anaerobe ademhaling: Anaërobe ademhaling is een intracellulair proces.

Zuurstof

Fermentatie: Fermentatie wordt veroorzaakt door lage zuurstofconcentraties.

Anaerobe ademhaling: Anaërobe ademhaling vindt plaats in afwezigheid van zuurstof.

Na glycolyse

Fermentatie: Bij fermentatie volgt de glycolyse niet de citroenzuurcyclus en elektronentransportketen.   Anaerobe ademhaling: Bij anaerobe ademhaling volgt de glycolyse de citroenzuurcyclus en de elektronentransportketen.

Totale ATP-productie

Fermentatie: De totale ATP-productie is vier in gisting.

Anaerobe ademhaling: De totale productie van ATP in anaerobe ademhaling is 38.

In vitro

Fermentatie: De enzymen geëxtraheerd uit de fermenterende cellen kunnen de reactie in een extracellulair medium verwerken.

Anaerobe ademhaling: De enzymen geëxtraheerd uit de cellen kunnen de anaërobe ademhaling niet verwerken in een extracellulair medium.

Conclusie

Fermentatie en anaerobe ademhaling zijn twee soorten ademhalingsmechanismen die optreden bij afwezigheid van zuurstof. Zowel fermentatie als anaerobe ademhaling gebeurt door glycolyse. Bij fermentatie worden de pyruvaatmoleculen omgezet in melkzuur of ethanol. Bij anaerobe ademhaling worden ook de citroenzuurcyclus en de elektronentransportketen uitgevoerd. Maar de uiteindelijke elektronenacceptor is een anorganisch molecuul zoals sulfaat, nitraat of koolstofdioxide. Het belangrijkste verschil tussen fermentatie en anaerobe ademhaling is het mechanisme van elk type ademhaling. 

Referentie:

1. "Fermentatie." Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, inc., 27 juni 2017, hier beschikbaar. Toegankelijk 30 september 2017.
2. "Anaërobe ademhaling." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 27 september 2017, hier beschikbaar. Toegankelijk 30 september 2017.

Afbeelding met dank aan:

1. "Fermentation alcoolique" door Pancrat - Eigen werk (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "Phylogenetic tree methanogen" By Crion - Bestand: メ タ ン 菌 の 系統 関係 .png (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia