Bilim

Kemosentez Nedir, Çeşitleri Nelerdir?

Kemosentez, klorofil yapısı bulunmadığı halde proyakort hücre yapısına sahip olan bakteri ve arkelerin, inorganik maddelerin oksidasyonu sonucu açığa çıkan kimyasal enerjiyi kullanıp organ madde sentezlenmesi olayıdır.

Başka bir deyişle: inorganik bir kimyasal oksidasyon reaksiyonu, adenozin trifosfat formunda harmanlanan enerjiyi serbest bırakır. Bu kullanım kemosentez olarak bilinir.

Kemosentez nedir? Teknik anlamda tanımladık. Kemosentez ne demek? Olarak basitçe sözlük anlamına baktığımız zaman ise; ışık enerjisi olmadan organik madde üretimidir tanımıyla karşılaşırız.

Önceden doğadaki üretici canlıların sadece ışık enerjisi kullanıp fotosentez yaparak besin üreten canlılar olduğu sanılırken, sonradan yapılan araştırmalar ile okyanus derinliklerinde yaşayan ve hiç ışık almayan bir canlıların bile yaşadığı keşfedildi. Bu ortamdaki canlılar hiç ışık enerjisinden faydalanmadığı halde inorganik maddelerden, organik maddeler sentezliyordu. Bu olaya kemosentez adı verildi. Kemosentez olayı gerçekleştirilen canlılara ise kemoototrof canlılar denir.

Kemosentez Çeşitleri

Aşağıda yer alan reaksiyonlarla elde edilen enerjiler, bakterilerin metabolik ihtiyaçlarını karşılamaktadır. Kemosentez çeşitlerini inceleyelim.

Azot Bakterilerinin Kemosentezi

Bitkiler kökleri sayesinde topraktan, nitrat (NO-3) ve amonyum (NH+4) alır. Ayrıştır mikroorganizmalar tarafından üretirken NH3’ün bir kısmı topraktan H+ alıp, amonyum ( NH4) formuna dönüşerek bitkiler tarafından alınırken, bir kısmı ise amonyak (NH3) ise nitrit bakterileri tarafından önce nitrite daha sonra nitrat bakterilerinin devreye girmesiyle nitrata dönüştürülür. Bu olaya nitrifikasyon denir.

Nitrifikasyon sayesinde,  hem amonyak bitkilerin alabileceği nitrat üretilir hem de kimyasal enerji üretilir. Nitrifikasyon olayında açığa çıkan elektronlar ETS’den geçirilip, ATP üretir. Üretilen ATP’nin bir kısmı NADPH oluşumunda kullanılır. Sonuçta ATP ve NADPH kullanımıyla CO2 ve H2O glikoza dönüştürülmüş olur.

  • Nitrosomonas bakterilerinde kemosentez:

2 NH3 + 3O2 → 2 HNO2 + 2 H2O + 158 Kal (enerji)

  • Nitrosococus bakterilerinde kemosentez:

2 HNO2 + O2 → 2 HNO3 + 43 Kal (enerji)

Kükürt Bakterilerinin Kemosentezi

Kükürt bakterileri, H2S gibi kükürtlü bileşenleri oksitler. Oksitlenme sonucu kimyasal enerji açığa çıkar. Bu enerjiyle CO2 ve H2O’nun glukoza dönüştürülmesinde kullanılır.

Arkeler ( Arkea ) canlılarında kemosentez yapan bazı türler vardır. Termal veya volkanik kaynak sularında bazı kemosentetik arkeler hidrojen sülfürü enerji kaynağı olarak kullanır.

Demir Bakterilerinin Kemosentezi

Kemosentez yapan demir bakterileri, Fe+2 iyonunu Fe+3 olarak oksitler. Bu sırada enerji açığa çıkar ve bu enerji sayesinde besin üretimi sağlanır.

2Fe(OH)2 + O2 → H2O + Fe2O3

Kemosentezin Önemi

  • Çevre kirliliğine neden olan zararlı zehirli maddeler ve işe yaramayacağı düşünülen amonyak (NH3) , hidrojen sülfür (H2S) gibi maddeler yararlı ve işe yarar hale getirilir.
  • Azotlu bileşikler, bitkilerin faydalanabileceği azot tuzlarına dönüşür.
  • Azot döngüsü başta olmak üzere doğadaki madde döngüleri önemli bir rol oynar.
  • Kemosentetik bakteriler, kemosentez ile kendi besinini üretir, aynı zamanda toprak açısından faydalı olan azotlu bileşiklerin toprağa tutunmasını sağlarlar.
  • Biyolojik dengenin korunmasında kemosentezin önemi vardır.

Kemosentez Nerede Oluşur?

Hidrotermal bölgeler, çevreden izole mağazalar, metan klatratlarında, balina şelalesi ve soğuk su akıntılarının bulunduğu bölgeler kemosentez yapıldığını bilinmektedir. Şimdiye kadar bilinenin aksine fotosentez yapan bazı canlılar aynı zamanda kemosentez de yapabilmektedir. Fakat bu tür canlılar genelde fotosentez yapabiliyorlarsa, bunu tercih ederler. Fakat yeterli güneş ışığının bulunmadığı yerlerde bazı canlılar enerji ihtiyacını kemosentezden karşılarlar.

Fotosentez ve Kemosentezin Ortak Özellikleri

  • İnorganik maddeler girer, organik madde çıkar.
  • CO2 ( Karbondioksit) tüketilir.
  • ATP sentezlenir ve harcanır.
  • Enzim reaksiyonlarıyla gerçekleşir.
  • ETS görev yapar. NADP+ indirgenir.
  • Oksijen içermeyen ortamlarda gerçekleşebilirler.
  • Hidrojen kaynağı olarak kullanılır.

Fotosentez – Kemosentez Karşılaştırması

 

Fotosentez ve Kemosentez Karşılaştırması

Kemosentezin Endüstriyel Alanda Kullanımı

  • Kemosentetik mikroorganizmalar; uranyum, altın ve bakır gibi madenlerin cevherlerinden ayrıştırılması olarak bilinen biyomadencilik işlemlerinde kullanılması, kemosentezin endüstriyel alanda kullanımına örnektir.
  • Atık sular arıtılırken açığa çıkan çamura, kemosentetik bakteri ve arkeler ilave edilip, atıkların gübre olarak kullanabilecek düzeye getirilmesini sağlanır.
  • Arıtma tesitlerinde atık su tesislerinin temizlenmesinde fayda sağlar.
  • Kemosentez, çöplerin ayrıştırılmasında, biyoyakıt ve biyogaz üretilmesinde de önemli rol oynar. Bu duruma örnek olarak; kemosentetik arkelerden olan metanojenlerin, ürettiği metan gazının, artırma sistemlerinde ve sanayide enerji kaynağı olarak kullanılması gösterilebilir.
  • Biyogaz üretimi sırasında oluşan; amonyak ve fosfatlı bileşikler, gübre ve hayvan yemi olarak kullanılması da kemosentezin endüstriyel alanda kullanımına örnektir.
  • Petrol ile karışarak kirlenen su kıyılarına, gübre püskürtülerek, kemosentetik bakterilerin çoğalması yardımıyla, petrolün parçalanması hızlandırılabilmektedir.
  • Özel tankların içerisindeki kemosentetik bakteriler sayesinde altın, cevherlerinden ayrıştırılır.

İlgili Makaleler

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu