Biyologlar - Biyolojiye Gerçekçi Yaklaşım

Oksijensiz Solunum (fermantasyon) Nedir?

---

Anaerobik solunum veya Oksijensiz solunum oksijen yokluğunda, enerji üretmek için moleküllerin oksidasyonu (indirgenme) yoluyla enerji (ATP) üretilmesidir. Aerobik solunum (Oksijenli solunum) ile temel farkı, oksijen kullanılmamasıdır. Fermantasyon ile karıştırılmamalıdır. Anaerobik solunum yapan mikroorganizmalarda elektron taşıma zincirinin sonunda elektron alıcısı olarak oksijen yerine sülfat (SO4), nitrat (NO3) veya kükürt (S) kullanılır.

Hücrelerde oluşan özel enzimler yardımıyla glikozu oluşturan atomlar arasındaki bağ, basamak basamak kopar. Her basamakta açığa çıkan enerji, hemen ATP sentezinde kullanılır. Bu olay gerçekleşirken oksijen kullanılmaz. Bu nedenle oksijensiz solunum (fermantasyon) olarak adlandırılır. Oksijensiz solunumda az miktarda enerji elde edilir. Oksijensiz solunum sonucunda glikoz bütünüyle inorganik bileşiklere kadar ayrışamaz. Enerjinin çoğu yeni oluşan organik molekülün bağlarında kalır. Örneğin; üzüm suyunda bulunan glikozu bazı bakteriler, oksijensiz solunumla aşağıdaki denklemde görüldüğü gibi etil alkol ile karbon dioksite ayrıştırır. Bu yolla yaşamsal etkinliklerini sürdürebilmeleri ve üremeleri için gerekli enerjiyi sağlar. C6H12O6 ——>2 C2H5OH + 2 CO2 + ATP

Bakterilerin bu özelliğinden yaralanarak meyve sularından şarap üretilir. Bira mayası katılan hamurun kabarması yine oksijensiz solunum yapan mantarlar sayesinde gerçekleşir. Değişik canlılarda fermantasyon sonucu oluşan son ürünler de değişik olabilir; çünkü stoplazmadaki enzim çeşitleri farklılık gösterir. Üzüm suyunun şarap olması, arpa özütünün bira olması, hamurun kabararak ekşimesi, sütün yoğurt ve peynir olması, üzüm suyunun sirke olması fermantasyon sonucudur

---

 

Fermentasyon, organik moleküllerdeki kimyasal bağ enerjisini oksijen kullanılmadan açığa çıkarılması olayıdır. Bitki ve hayvan hücrelerinde tipik olarak gerçekleşir. Örneğin; bezelye, mısır ve benzeri bitki tohumlarının çimlendirilmelerinin ilk aşamalarında yeterince oksijen akmayabilirler. Aynı şekilde su ile kaplanmış alanlarda bitki kökleri yeterince oksijen bulamazlar. Bu durumda yaşam için gerekli enerji fermentasyonla sağlanır. Bunlara ek olarak, sütün peynir ya da yoğurt haline dönüşmesi, meyve sularının sirke*leşmesi, hamurun mayalanması ve en karakteristik olarak da kas yorgunluğu, fermentasyon tepkimelerinin birer sonuçlarıdır.

Fermentasyon tepkimeleri iki aşamada gerçekleşir. Birinci aşama ak-tivasyonun sağlanması, ikinci aşama ise enerji üretim tepkimelerini kapsar. Birinci aşamada aktivasyon için 2 mol ATP kullanılır. Bu sırada, glikoz mo*lekülü iki ATP molekülü ile reaksiyona girerek altı karbonlu, aktive olmuş bir bileşik oluşturur. Bu bileşik, 3′er karbonlu ve bir fosfat grubu olan iki ay*rı küçük moleküle bölünür. Böylece birinci aşama tamamlanmış olur.

İkinci aşamada reaksiyon iki yolda ilerler. Üç karbonlu ve bir fosfat grubu bağlanmış olan moleküle ortamdan bir fosfat daha bağlanarak, üç kar*bonlu iki fosfatlı bileşikler oluşur. Buraya kadar devam eden reaksiyonlar için 2 ATP harcanmış fakat hiç ATP üretilmemiştir. Bundan sonraki tepkime*lerde üç karbonlu bileşiklerde bulunan fosfatlar, ortamda serbest halde bulu*nan ADP moleküllerine aktarılarak ATP sentezlenir.

Fosfatlarını vermiş olan üç karbonlu bileşiklerin her biri pirüvik aside dönüşür.
İnsan dahil bütün canlılarda, glikozun oksijensiz ortamda pirüvik asi*de kadar yıkım tepkimeleri aynı şekilde gerçekleşir. Bu basamakları gerçek*leştiren enzimler de aynıdır. Pirüvik asitten sonra tepkimeye katılan enzimler değişir. Buna bağlı olarak da farklı son ürünler oluşur. Örneğin; maya hücre*lerinin enzimleri, pirüvik asidi, karbondioksit ve etil alkole, bazı bakteriler ise pirüvik asidi karbondioksit ve asetik aside dönüştürürler. Omurgalı çizgi*li kaslarında ise pirüvik asit laktik aside yıkılır. Laktik asidin çizgili kaslarda fazla birikmesi yorgunluğa neden olur.

Fermentasyonda enerji hesabı
Tepkimelerde üretilen 4 ATP
Aktivasyon için kullanılan 2 ATP
Net Kazanç 2 ATP

---