Jokaiselle elävälle organismille on elintärkeää hankkia ja käyttää energiaa selviytyäkseen. Tämä energia saadaan pilkkomalla sokereita ja keräämällä ne sitten ATP:hen. Näin ollen ATP:llä on ratkaiseva rooli energian varastoinnissa ja siirtämisessä soluissa.
On olemassa kaksi pääprosessia, jotka johtavat ATP:n muodostumiseen. Näitä ovat soluhengitys ja käyminen.
Soluhengitys vs fermentaatio
Ero soluhengityksen ja käymisen välillä on se, että soluhengitysprosessissa glukoosi hapettuu täysin hiilidioksidiksi ja vedeksi, kun taas käymisprosessi hapettaa glukoosia vain osittain ja tuottaa pieniä orgaanisia molekyylejä jätteeksi. Tämä tarkoittaa, että soluhengitys purkaa enemmän energiaa kuin käyminen.
Soluhengitys on eloonjäämisprosessi, joka tapahtuu elävien organismien solujen sisällä. Sen toiminnan kautta ravintoaineista ja happimolekyyleistä peräisin oleva kemiallinen energia muuttuu ATP:ksi. ATP:n tuotannon myötä vapautuu myös tietty määrä jätettä. Tämä ruokkii kaikkia kehon sisällä tapahtuvia solutoimintoja.
Fermentaatio on toinen prosessi, jolla ATP:tä tuotetaan. Fermentaatio ei kuitenkaan ole yhtä tehokasta kuin edellinen, koska se ei hapeta glukoosia täysin. Tämä tarkoittaa, että vain vähän ATP:tä syntyy kemiallisesta energiasta sekä suuremman määrän jätetuotteita. Tämä jäte sisältää maitohappoa ja etanolia.
Vertailutaulukko soluhengityksen ja käymisen välillä
| Vertailuparametrit | Soluhengitys | Käyminen |
| Hapetus | Soluhengitys hapettaa glukoosin täysin ATP:n tuottamiseksi. | Käyminen hapettaa glukoosia vain osittain, mikä johtaa suurempaa jätetuotantoa. |
| Esiintyminen | Soluhengitys tapahtuu sytoplasmassa sekä mitokondrioissa. | Fermentaatio tapahtuu vain sytoplasmassa. |
| Tuotanto | Soluhengityksen kautta muodostuu noin 36 ATP:tä. | Käymisprosessi tuottaa vain 2 ATP:tä. |
| Vesi | Soluhengityksen seurauksena ATP:iden ohella sivutuotteena syntyy vettä. | Vettä ei muodostu soluissa käymisprosessin aikana. |
| Tyypit | Soluhengitys on kahta tyyppiä – aerobinen hengitys ja anaerobinen hengitys. | Käymisprosessi voi tapahtua kahdella tavalla – etanolikäyminen ja maitohappokäyminen. |
| Organismi | Soluhengitys tapahtuu korkeammissa organismeissa. | Fermentaatio tapahtuu mikro-organismeissa, kuten hiivassa. |
Mikä on soluhengitys?
Soluhengitys on prosessi, jossa glukoosi hapetetaan muodostaen kemiallista energiaa, joka sitten muunnetaan ATP:iksi. ATP:iden ohella sivutuotteina vapautuu maitohappoa ja etanolia. Tämä prosessi tapahtuu korkeammissa organismeissa, kuten ihmisissä ja muissa eläimissä. Prosessi on elintärkeä selviytymisen kannalta, koska se ruokkii solujen toimintaa kehossa, mikä mahdollistaa elävän organismin toiminnan.
Yleensä kasvi- ja eläinsolut käyttävät ravinteita, kuten sokeria, aminohappoja ja rasvahappoja soluhengitysprosessissa. Samaan aikaan happea (O2) käytetään eniten hapettavana aineena, joka johtaa kemiallisen energian purkamiseen. Tämä kemiallinen energia varastoidaan sitten ATP:hen, joka on tärkein molekyyli energian varastoimiseksi ja siirtämiseksi solutasolla. Tätä energiaa voidaan käyttää muihin prosesseihin, kuten biosynteesiin, liikkumiseen ja paljon muuta.
Soluhengitys on kahta tyyppiä - aerobinen hengitys ja anaerobinen hengitys. Aerobinen hengitys on prosessi, jossa hapella on tärkeä rooli ATP:iden luomisessa. Toisaalta anaerobinen hengitys ei vaadi hapen käyttöä. Tällainen prosessi tapahtuu organismissa, joka löytyy epätavallisista tai harvinaisista paikoista, kuten vedenalaisista luolista tai lähellä hydrotermisiä aukkoja.
Mitä on fermentointi?
Fermentaatio on toinen prosessi, jolla ATP:itä tuotetaan elävissä olennoissa. Tämä prosessi tapahtuu kuitenkin vain mikro-organismeissa, kuten hiivassa. Käyminen hapettaa glukoosia osittain muodostaen ATP:itä, mikä johtaa suureen määrään jätetuotantoa. Toisin kuin soluhengitys, käymisprosessi on hidas eikä niin tehokas, koska vain 2 ATP:tä tuotetaan joka kerta.
Käymisprosessi tapahtuu, kun solussa ei ole happea. Tällaisessa tapauksessa palorypälehappo ei metaboloidu soluhengityksen, vaan käymisen kautta. Pyruviinihappo jää vain sytoplasmaan, toisin kuin soluhengitys, joka myös kuljettaa pyruvaattia mitokondrioihin. Sytoplasmassa pyruvaatti muuttuu jätetuotteiksi, jotka voivat tai olla poistumatta soluista.
Mikro-organismeissa tapahtuu kahdenlaisia käymisprosesseja. Näitä ovat etanolikäyminen ja maitohappokäyminen. Fermentaatio hapettaa NADH:n ja muuttaa sen NAD+:ksi, jota sitten käytetään uudelleen glykolyysissä. Kun jätetuotteet prosessin aikana osoittautuvat etanoliksi ja hiilidioksidiksi, on tapahtunut etanolikäyminen. Samoin kun jätetuote on maitohappoa, kuten luurankolihasten tapauksessa, maitohappokäyminen on tapahtunut.
Tärkeimmät erot soluhengityksen ja käymisen välillä
- Soluhengitys hapettaa glukoosin täysin ATP:n tuottamiseksi, kun taas käyminen hapettaa glukoosia vain osittain.
- Soluhengitys tapahtuu sytoplasmassa sekä mitokondrioissa, kun taas käyminen tapahtuu vain sytoplasmassa.
- Soluhengitys tuottaa noin 36 ATP:tä, kun taas käyminen tuottaa vain 2 ATP:tä.
- Soluhengitys tuottaa vettä sivutuotteena, kun taas käyminen ei tuota vettä.
- Soluhengitys tapahtuu korkeammissa organismeissa, kun taas käyminen tapahtuu vain mikro-organismeissa, kuten hiivassa.
- Happi on ratkaisevan tärkeää soluhengitysprosessissa, kun taas käyminen ei vaadi happea.
Johtopäätös
Soluhengitys ja käyminen ovat kaksi prosessia, jotka johtavat ATP:iden muodostumiseen elävissä organismeissa. Vaikka soluhengitys tapahtuu korkeammissa organismeissa, käyminen tapahtuu vain mikro-organismeissa. Tämä voi olla hyödyllinen selitys sille, miksi soluhengitys tuottaa ATP:itä nopeammin ja suuremmassa mittakaavassa kuin fermentaatio.
Suurin ero näiden kahden välillä on se, että soluhengitys hapettaa glukoosin kokonaan, kun taas käyminen hapettaa glukoosia vain osittain. Tästä johtuen myös jätetuotteiden tyyppi ja määrä eroavat toisistaan. Toinen suuri ero niiden välillä on, että soluhengitys tapahtuu sytoplasmassa sekä mitokondrioissa, kun taas käyminen tapahtuu vain sytoplasmassa.
