Canlılığın temelindeki karmaşık moleküller, daha küçük yapı taşlarının birleşmesiyle oluşur. İşte bu birleşmenin en kritik ve yaygın kimyasal mekanizmalarından biri dehidrasyon sentezidir. Adından da anlaşılacağı gibi, bu süreçte moleküller birleşirken bir su molekülü (H2O) açığa çıkar. Bu nedenle Türkçe'de "kuruma sentezi" veya "su açığa çıkaran sentez" olarak da adlandırılır.
Dehidrasyon sentezi, iki küçük molekülün (monomer) birleşerek daha büyük bir molekül (polimer) oluşturduğu bir kondenzasyon reaksiyonu türüdür. Reaksiyonun özü şudur: Bir molekülden bir hidrojen atomu (H), diğer molekülden bir hidroksil grubu (OH) kopar. Bu H ve OH birleşerek bir su molekülünü (H2O) oluşturur. Geriye kalan kısımlar ise yeni bir kovalent bağla (genellikle eter, ester veya peptit bağı) birbirine bağlanır.
Reaksiyonun genel formülü şu şekilde gösterilebilir:
Monomer–H + HO–Monomer → Monomer–Monomer + H2O
Veya kimyasal olarak: R–OH + HO–R' → R–O–R' + H2O
Dehidrasyon sentezi, biyolojik makromoleküllerin inşasının temel taşıdır. İşte hayati öneme sahip dört büyük örnek:
İki monosakkarit (örneğin glikoz + glikoz), bir glikozidik bağ ile birleşerek bir disakkarit (maltoz) ve su oluşturur. Bu reaksiyon çok sayıda glikozun birleşip nişasta veya glikojen gibi polisakkaritleri oluşturmasının da temelidir.
Bir amino asidin amino grubu (–NH2) ile diğer bir amino asidin karboksil grubu (–COOH) arasında gerçekleşir. Açığa çıkan su molekülünün ardından, iki amino asit arasında güçlü bir peptit bağı kurulur. Bu reaksiyonun tekrarıyla uzun polipeptit zincirleri ve proteinler sentezlenir.
Bir gliserol molekülü ile üç yağ asidi (yağ asitlerinin karboksil grupları) arasında gerçekleşen üç ayrı dehidrasyon sentezi sonucu, üç su molekülü açığa çıkar ve üç ester bağı oluşur. Bu sayede trigliserit (nötral yağ) meydana gelir.
Nükleotidlerin birleşmesi sırasında, bir nükleotidin fosfat grubu ile diğer nükleotidin şekerinin hidroksil grubu arasında dehidrasyon sentezi olur. Açığa çıkan suyun ardından bir fosfodiester bağı kurularak nükleik asit zinciri uzar.
Dehidrasyon sentezinin tam tersi hidroliz reaksiyonudur. Büyük bir molekül, bir su molekülünün eklenmesiyle (H ve OH gruplarının ayrı bağlara katılmasıyla) daha küçük parçalara ayrılır. Sindirim işleminin kimyasal temeli hidrolizdir; yediğimiz kompleks moleküller (nişasta, protein, yağ) hidroliz ile monomerlerine parçalanarak vücudumuz tarafından emilir.
Dehidrasyon sentezi, canlılığın devamlılığı için olmazsa olmaz bir biyokimyasal süreçtir. Hücrelerimiz, bu "kurutma" mekanizmasını kullanarak enerji depolayan moleküller (nişasta, yağ), yapısal ve işlevsel elemanlar (proteinler) ve genetik bilgi taşıyıcılar (DNA) inşa eder. Bu nedenle, yaşamın moleküler dilini anlamak isteyen herkes için dehidrasyon sentezi, kilit kavramlardan biridir.
