Avainero kasvien ja eläinten anaerobisen hengityksen välillä on, että kasvien anaerobisen hengityksen lopputuotteet ovat etanoli ja hiilidioksidi, kun taas eläinten anaerobisen hengityksen lopputuote on maitohappo.
Soluhengitys on aineenvaihduntaprosessi, joka tapahtuu elävien organismien soluissa. Se on joukko biokemiallisia reaktioita, jotka muuttavat ravintoaineista tai happimolekyyleistä peräisin olevan kemiallisen energian adenosiinitrifosfaatiksi (ATP). Tämä prosessi vapauttaa myös jätetuotteita. Yleisimpiä ravintoaineita, joita kasvi- ja eläinsolut käyttävät hengityksessä, ovat sokeri (glukoosi), aminohapot ja rasvahapot. Lisäksi solut käyttävät molekyylistä happea tavallisena hapettimena, joka tuottaa suurimman osan kemiallisesta energiasta. Hengitystä on pääasiassa kahta tyyppiä, aerobista ja anaerobista, jotka perustuvat molekyylihapen läsnäoloon ja puuttumiseen. Anaerobinen hengitys kasveissa ja eläimissä on prosessi, jossa hengitys tapahtuu ilman molekyylihappea.
Mitä on anaerobinen hengitys kasveissa?
Anaerobinen hengitys on prosessi, jossa energiaa vapautuu entsymaattisesti kontrolloidulla vaiheittaisella tavalla, joka perustuu molekyylisen hapen puuttumiseen. Se määritellään myös luomuelintarvikkeiden epätäydelliseksi hajoamiseksi käyttämättä happea oikeana hapettimena. Anaerobinen hengitys on joidenkin loisten, prokaryoottien ja useiden yksisoluisten eukaryoottien ainoa hengitystapa. Kasvien anaerobisen hengityksen lopputuotteet ovat etanoli ja hiilidioksidi. Etyylialkoholin tuotannon vuoksi se tunnetaan myös alkoholikäymisenä. Hiilidioksidin tuotannon ansiosta se antaa väliaineille vaahtoavan ulkonäön reaktion lopussa.
Kuva 01: Anaerobinen hengitys kasveissa
Lisäksi kaksi tunnettua entsyymiä osallistuu tähän prosessiin. Pyruvaattidekarboksylaasi on ensimmäinen sytoplasminen entsyymi, joka muuttaa pyruvaatin asetaldehydiksi poistamalla yhden CO2-molekyylin. Tässä reaktiossa käytetään myös koentsyymitiamiinipyrofosfaattia (TPP). Myöhemmin entsyymi alkoholidehydrogenaasi muuttaa asetaldehydin etyylialkoholiksi. Yllä olevaa tarkoitusta varten vetyä saadaan NADH:sta, jota syntyy glykolyysin aikana. Normaalisti 2ATP:tä tuotetaan tämän tyyppisen anaerobisen hengityksen kautta. Lisäksi alkoholin kerääntyminen tietyn rajan yli voi vahingoittaa kasvisoluja.
Mitä on anaerobinen hengitys eläimissä?
Eläinten anaerobinen hengitys tapahtuu lihassoluissa molekyylihapen puuttuessa. Eläinten anaerobisen hengityksen lopputuote on maitohappo. Siksi se tunnetaan myös homolaktisena käymisenä. Lihassoluissa tuotettu maitohappo lähetetään suoraan maksaan glukoosin uudistamiseksi. Yleensä maitohappofermentaatiossa glykolyysissä syntyvä palorypälehappo pelkistyy suoraan NADH:lla maitohapoksi.
Kuva 02: Anaerobinen hengitys eläimillä
Tässä reaktiossa ei synny CO2 kaasua. Tätä reaktiota katalysoiva entsyymi on maitohappodehydrogenaasi, joka vaatii koentsyymiä FMN (flaviinimononukleotidi) ja kofaktoria Zn2+ Lisäksi 2ATP:tä syntyy anaerobisen hengityksen kautta eläimissä (maitohappofermentaatio).
Mitä yhtäläisyyksiä kasvien ja eläinten anaerobisella hengityksellä on?
- Anaerobinen hengitys kasveissa ja eläimissä tapahtuu molekyylihapen puuttuessa.
- Molemmissa prosesseissa tuotetaan kaksi ATP:tä.
- Molempiin prosesseihin liittyy hengityselinten substraatin epätäydellinen hajoaminen.
- Näissä prosesseissa käytetään usein glykolyysissä syntyvää NADH:ta.
- Elektronin kuljetusketju puuttuu molemmista prosesseista.
- Ne ovat molemmat entsyymitatalysoimia reaktioita.
Mitä eroa on kasvien ja eläinten anaerobisella hengityksellä?
Kasvien anaerobisen hengityksen lopputuotteet ovat etanoli ja hiilidioksidi, kun taas eläinten anaerobisen hengityksen lopputuote on maitohappo. Joten tämä on avainero kasvien ja eläinten anaerobisen hengityksen välillä. Lisäksi reaktiosta vapautuva CO2 aiheuttaa vaahtoamista kasvien anaerobisessa hengityksessä, mutta ei eläinten anaerobisessa hengityksessä.
Seuraava infografiikka luettelee kasvien ja eläinten anaerobisen hengityksen väliset erot taulukkomuodossa vertailua varten.
Yhteenveto – Anaerobinen hengitys kasveissa vs eläimissä
Anaerobinen hengitys kasveissa ja eläimissä on prosessi, jossa hengitys tapahtuu ilman molekyylihappea. Anaerobisessa hengityksessä solut eivät käytä molekyylistä happea hapettavana aineena. Lisäksi kasvien anaerobinen hengitys on prosessi, jonka lopputuotteena syntyy etanolia ja hiilidioksidia. Toisa alta eläinten anaerobinen hengitys on prosessi, jonka lopputuotteena syntyy maitohappoa. Näin ollen tämä on avainero kasvien ja eläinten anaerobisen hengityksen välillä.
