Organik moleküllerden oksijen yokluğunda Krebs döngüsü ve ETS kullanılırak ATP elde edilmesine oksijensiz solunum denir. Oksijensiz solunumun işleyişi oksijenli solunuma benzer ancak oksijensiz solunumda kullanılan ETS elemanları farklıdır.
Oksijensiz solunumda oksijen (O2) yerine sülfat (SO4-2), nitrat (NO3–), karbonat (CO3-2) ve demir (Fe+3) son elektron alıcısı olarak kullanılır. Örneğin bataklıkta yaşayan bazı bakteriler besin moleküllerinden kopardıkları elektronları sülfat iyonuna aktarırlar.
Elektronları alarak indirgenen sülfat, hidrojen sülfür (H2S) oluşumunu sağlar. ETS’de elektronların taşınması sırasında açığa çıkan enerji ile ATP sentezlenir. Bataklıklardan çürük yumurta kokusunun gelmesinin nedeni, oksijensiz solunum yapan bakterilerin oluşturduğu H2S’dür.
Toprakta yaşayan ve oksijensiz solunum yapan bazı bakteriler ise ETS’de son elektron alıcısı olarak nitrat kullanır. ETS kullanılarak enerji üretilirken nitrat, denitrifikasyonla moleküler azota dönüştürülür. Bu olay, biyosferdeki azot dengesinin korunması için önemlidir.
Hücresel Solunumda Enerji Verimi
Fermantasyonda enerji verimi oksijenli solunuma göre daha azdır. Çünkü fermantasyon sırasında glikozun CO2 ve H2O’ya kadar yıkımı tam olarak gerçekleşmez. Enerjinin büyük bir kısmı, fermantasyon sonucu oluşan son ürünlerde kalır. Aynı zamanda fermantasyonda ETS’nin olmayışı enerji verimini düşürür.
Oksijenli solunumda ise glikoz, H2O ve CO2 gibi inorganik bileşiklere kadar yıkılır. NADH ve FADH2 moleküllerinin taşıdıkları elektronların ETS’ye aktarılmasıyla en yüksek seviyede ATP üretilmiş olur. Fermantasyonda sadece substrat düzeyinde fosforilasyon görülürken oksijenli solunumda substrat düzeyinde fosforilasyon ve oksidatif fosforilasyon birlikte görülür.
Oksijensiz solunumda ise substrat düzeyinde fosforilasyon ve oksidatif fosforilasyon ile ATP üretimi görülür. Bu sebeple oksijensiz solunumda oksijenli solunuma göre daha az sayıda ATP, fermantasyona göre ise daha fazla sayıda ATP açığa çıkar. Her üç yöntem karşılaştırıldığında NADH moleküllerinin oksitlenme (yükseltgenme) yolları farklıdır.