Her canlı organizmanın hayatta kalmak için enerji elde etmesi ve kullanması hayati önem taşır. Bu enerji, şekerlerin parçalanması ve ardından ATP'de biriktirilmesiyle elde edilir. Sonuç olarak, ATP hücrelerde enerjinin depolanmasında ve aktarılmasında çok önemli bir rol oynar.
ATP oluşumuna yol açan iki ana süreç vardır. Bunlar hücresel solunum ve fermantasyonu içerir.
Hücresel Solunum vs Fermantasyon
Hücresel solunum ve fermantasyon arasındaki fark, hücresel solunum sürecinde glikozun tamamen karbondioksit ve suya oksitlenmesi, fermantasyon işleminin ise atık olarak küçük organik moleküller üretirken glikozu yalnızca kısmen oksitlemesidir. Bu, hücresel solunumun fermantasyondan daha fazla enerji boşalttığı anlamına gelir.
Hücresel solunum, canlı organizmaların hücrelerinin içinde gerçekleşen bir hayatta kalma sürecidir. Eylemi ile besinlerden ve oksijen moleküllerinden elde edilen kimyasal enerji ATP'ye dönüştürülür. ATP üretimi ile birlikte bir miktar atık da açığa çıkar. Bu, vücudun içinde gerçekleşen tüm hücresel aktiviteleri besler.
Fermantasyon, ATP'nin üretildiği başka bir süreçtir. Bununla birlikte, fermantasyon, glikozu tamamen oksitlemediğinden, birincisi kadar verimli değildir. Bu, daha fazla miktarda atık ürünle birlikte kimyasal enerjiden yalnızca küçük bir ATP'nin oluşturulduğu anlamına gelir. Bu atık, laktik asit ve etanol içerir.
Hücresel Solunum ve Fermantasyon Karşılaştırma Tablosu
| Karşılaştırma Parametreleri | Hücresel solunum | fermantasyon |
| oksitlenme | Hücresel solunum, ATP üretmek için glikozu tamamen okside eder. | Fermantasyon, glikozu yalnızca kısmen oksitleyerek daha büyük atık üretimine neden olur. |
| oluşum | Hücresel solunum, sitoplazmada ve mitokondride gerçekleşir. | Fermantasyon sadece sitoplazmada gerçekleşir. |
| Üretme | Hücresel solunum yoluyla yaklaşık 36 ATP üretilir. | Fermantasyon süreci sadece 2 ATP üretir. |
| Suçlu | Hücresel solunumun bir sonucu olarak, ATP'lerle birlikte yan ürün olarak su üretilir. | Hücrelerde fermantasyon işlemi sırasında su üretilmez. |
| Türler | Hücresel solunum iki tiptir - Aerobik solunum ve anaerobik solunum. | Fermantasyon süreci iki şekilde gerçekleşebilir – Etanol fermantasyonu ve laktik asit fermantasyonu. |
| organizma | Hücresel solunum yüksek organizmalarda gerçekleşir. | Fermantasyon, maya gibi mikroorganizmalarda gerçekleşir. |
Hücresel Solunum Nedir?
Hücresel solunum, glikozun kimyasal enerji oluşturmak için oksitlendiği ve daha sonra ATP'lere dönüştürüldüğü süreçtir. ATP'lerle birlikte laktik asit ve etanol yan ürün olarak atılır. Bu süreç, insanlar ve diğer hayvanlar gibi daha yüksek organizmalarda gerçekleşir. Süreç, vücuttaki hücresel aktiviteyi beslediği için hayatta kalmak için çok önemlidir, bu da canlı bir organizmanın çalışmasına izin verir.
Genel olarak bitki ve hayvan hücreleri, hücresel solunum sürecinde şeker, amino asitler ve yağ asitleri gibi besinleri kullanır. Bu arada oksijen (O2) en çok kimyasal enerjinin boşalmasına yol açan oksitleyici ajan olarak kullanılır. Bu kimyasal enerji daha sonra hücresel düzeyde enerjiyi depolamak ve aktarmak için ana molekül olan ATP'de depolanır. Bu enerji, biyosentez, hareket ve çok daha fazlası gibi diğer süreçleri gerçekleştirmek için kullanılabilir.
Hücresel solunum iki tiptir - Aerobik solunum ve Anaerobik solunum. Aerobik solunum, oksijenin ATP'lerin oluşturulmasında hayati bir rol oynadığı süreçtir. Öte yandan, Anaerobik solunum oksijen kullanımını gerektirmez. Böyle bir süreç, sualtı mağaraları veya hidrotermal menfezler gibi olağandışı veya nadir yerlerde bulunan organizmada gerçekleşir.
Fermentasyon Nedir?
Fermantasyon, canlılarda ATP'lerin üretildiği başka bir süreçtir. Ancak bu işlem sadece maya gibi mikroorganizmalarda gerçekleşir. Fermantasyon, glikozu kısmen oksitleyerek yüksek miktarda atık üretimine yol açan ATP'leri oluşturur. Hücresel solunumun aksine, fermantasyon süreci yavaştır ve her seferinde sadece 2 ATP üretildiği kadar verimli değildir.
Fermantasyon süreci, hücrede oksijen alımı eksikliği olduğunda gerçekleşir. Böyle bir durumda pirüvik asit hücresel solunumla değil, fermantasyonla metabolize olur. Pirüvik asit, aynı zamanda piruvatı mitokondriye taşıyan hücresel solunumun aksine, yalnızca sitoplazmada kalır. Sitoplazmada piruvat, hücrelerden boşaltılabilen veya atılamayan atık ürünlere dönüştürülür.
Mikroorganizmalarda gerçekleşen iki tür fermantasyon işlemi vardır. Bunlara etanol fermantasyonu ve laktik asit fermantasyonu dahildir. Fermentasyon, NADH'yi daha sonra glikolizde yeniden kullanılan NAD+'ya dönüştürmek için oksitler. İşlem sırasında ortaya çıkan atık ürünler etanol ve karbondioksite dönüştüğünde etanol fermantasyonu gerçekleşmiş olur. Benzer şekilde, atık ürün laktik asit olduğunda, örneğin iskelet kaslarında olduğu gibi, laktik asit fermantasyonu gerçekleşmiştir.
Hücresel Solunum ve Fermantasyon Arasındaki Temel Farklılıklar
- Hücresel solunum, ATP üretmek için glikozu tamamen oksitlerken, fermantasyon glikozu yalnızca kısmen oksitler.
- Hücresel solunum sitoplazmada ve mitokondride meydana gelirken, fermantasyon sadece sitoplazmada meydana gelir.
- Hücresel solunum yaklaşık 36 ATP üretirken fermantasyon sadece 2 ATP üretir.
- Hücresel solunum yan ürün olarak su üretirken fermantasyon su üretmez.
- Hücresel solunum, daha yüksek organizmalarda gerçekleşirken, fermantasyon yalnızca maya gibi mikroorganizmalarda gerçekleşir.
- Oksijen, hücresel solunum sürecinde çok önemlidir, oysa fermantasyon oksijen gerektirmez.
Çözüm
Hücresel solunum ve fermantasyon, canlı organizmalarda ATP oluşumuna yol açan iki süreçtir. Bununla birlikte, hücresel solunum daha yüksek organizmalarda gerçekleşirken, fermantasyon sadece mikroorganizmalarda gerçekleşir. Bu, hücresel solunumun neden ATP'leri fermantasyondan daha hızlı ve daha büyük ölçekte ürettiğine dair yararlı bir açıklama olabilir.
İkisi arasındaki en büyük fark, hücresel solunumun glikozu tamamen okside etmesi, fermentasyonun ise glikozu sadece kısmen okside etmesidir. Sonuç olarak, deşarj edilen atık ürünlerin türü ve miktarı da farklılık göstermektedir. Aralarındaki bir diğer önemli fark, hücresel solunumun sitoplazmada ve mitokondride gerçekleşmesi, fermantasyonun ise sadece sitoplazmada gerçekleşmesidir.
