Hvernig virkar gerjun?

Gerjun er efnaskiptaferli sem framleiðir efnafræðilegar breytingar á lífrænum hvarfefnum með verkun ensíma. Í lífefnafræði er það þröngt skilgreint sem ferlið þar sem glúkósa er brotið niður loftfirrt.

Ferlið við gerjun er flókið og tekur til nokkurra stiga. Hér er einfölduð útskýring á því hvernig gerjun virkar:

1. Glýkólýsa:Fyrsta stig gerjunar er glýkólýsa, sem á sér stað í umfrymi frumunnar. Við glýkólýsu er ein sameind af glúkósa brotin niður í tvær sameindir af pýruvati ásamt litlu magni af ATP (adenósín þrífosfati) og NADH (níkótínamíð adenín dínúkleótíð).

2. Pyruvate decarboxylering:Pyruvate, framleitt við glýkólýsu, gangast undir efnahvörf sem kallast pyruvate decarboxylation. Þetta hvarf fjarlægir kolefnisatóm úr pýruvati í formi koltvísýrings (CO2), sem leiðir til framleiðslu á asetaldehýði (ef um etanól gerjun er að ræða) eða asetýl-CoA (ef um er að ræða mjólkursýrugerjun).

3. Minnkun:Í næsta skrefi er asetaldehýðið eða asetýl-CoA minnkað til að mynda lokaafurð gerjunar. Í etanólgerjun (framkvæmt af ger) er asetaldehýð minnkað í etanól með því að nota NADH sem rafeindagjafa. Í mjólkursýrugerjun (framkvæmd af sumum bakteríum) minnkar asetýl-CoA í mjólkursýru með því að nota NADH sem rafeindagjafa.

4. Endurnýjun NAD+:Í afoxunarskrefinu er NADH notað sem rafeindagjafi. Til að viðhalda frumujafnvæginu verður að endurnýja NADH aftur í NAD+ til að halda gerjunarferlinu gangandi. Þessi endurnýjun er náð með ýmsum aðferðum, svo sem að flytja rafeindir í rafeindaflutningskeðju eða nota aðrar efnaskiptaleiðir.

Á heildina litið gerir gerjun frumum kleift að mynda ATP og framleiða sérstakar lokaafurðir (eins og etanól eða mjólkursýru) án þess að þurfa súrefni. Það gegnir mikilvægu hlutverki í ýmsum atvinnugreinum, þar á meðal matvælaframleiðslu (td bruggun og jógúrtgerð), drykkjarvöruframleiðslu og líftækni.