Fermantasyon, hücre içinde oksijen yokluğunda meydana gelen metabolik bir faaliyettir. Fermantasyon sırasında, glikoz glikoliz yoluyla kısmi oksidasyonunu takip eden metabolik adımlarla pirüvata dönüştürülür. Pirüvat, farklı mikroorganizmalara göre farklı son ürünlere dönüşebilir. Örneğin, mayalar pirüvattan etanol ve karbondioksit üretirken, laktik asit bakterileri pirüvattan laktik asit üretir. Fermantasyon sırasında, glikoz başına maksimum iki ATP molekülü üretilir. Fermantasyonun son adımı enerji üretmez, ancak glikolizin devam etmesi için NAD + molekülünü yeniler.
Oksijenli solunum ise, organik besinlerin oksijen kullanılarak inorganik moleküllere (karbondioksit ve su) kadar parçalanması ile açığa çıkan enerjiyle ATP sentezlenmesidir. Oksijenli solunum, glikoliz, Krebs döngüsü ve elektron taşıma sistemi (ETS) olarak adlandırılan üç ana aşamadan oluşur. Glikoliz sırasında, glikoz piruvata dönüştürülür ve iki ATP ve iki NADH molekülü üretilir. Krebs döngüsünde, piruvat asetil-CoA’ya dönüştürülür ve daha sonra karbon atomlarını karbondioksit olarak kaybeder. Bu sırada iki ATP, altı NADH ve iki FADH 2 molekülü üretilir. ETS’de ise, NADH ve FADH 2 elektronlarını oksijene taşır ve su oluşturur. Bu sırada proton gradyanı oluşturulur ve ATP sentaz enzimi ile 32 veya 34 ATP molekülü sentezlenir.
Fermantasyonun son ürünleri ile oksijenli solunumun son ürünleri arasındaki enerji verici özelliği bakımından karşılaştırma yaparsak, şu sonuçlara ulaşabiliriz:
-
Oksijenli solunum, fermantasyona göre çok daha fazla ATP üretir. Glikoz başına fermantasyonda iki ATP, oksijenli solunumda ise 36 veya 38 ATP molekülü elde edilir.
-
Oksijenli solunumun son ürünleri olan karbondioksit ve su, hemen hemen tüm canlılar için zararsızdır. Hatta su bazı canlılar için metabolik bir su kaynağı oluşturur. Fermantasyonun son ürünleri ise canlılara göre değişir. Bazı son ürünler (etanol, laktik asit) toksik olabilir veya hücrenin pH’ını bozabilir. Bu nedenle fermantasyon yapan canlılar son ürünlerini ortama atmak zorundadır.
-
Oksijenli solunumun son ürünleri olan karbondioksit ve su, fotosentez yapan canlılar için önemli substratlardır. Bu sayede karbon döngüsü sağlanır. Fermantasyonun son ürünleri ise fotosentez için kullanılamaz veya çok az kullanılır.
