www.turkbiyoloji.com

        HÜCRESEL SOLUNUM

 

*Canlılar hayatsal faaliyetlerini gerçekleştirebilmek için enerjiye(ATP) ihtiyaç duyarlar.

*Tüm canlılar ATP enerjisini solunum reaksiyonlarında besinleri parçalayarak sağlarlar.Burdaki parçalama olayı bir sindirim veya hidroliz değildir.Solunum başlı başına ayrı bir olaydır.

*Doğada enerji yoktan var olamaz ama birbirine dönüşebilir.Fotosentez ile ışık enerjisi besinlerin yapısındaki kimyasal bağ enerjisine dönüşür.Besinleri solunumda kullandığımız zamanda kimyasal bağ enerjisi ATP enerjisi olarak açığa çıkar.Bizlerde bu ATP enerjisini çeşitli biyokimyasal olaylarda kullanırız.Ör)sentez reaksiyonları,aktif taşıma,kas faaliyetleri,sinirsel iletim vb olaylarda.

*İki çeşit solunum vardır oksijensiz solunum ve oksijenli solunum.

 OKSİJENSİZ SOLUNUM(Fermantasyon-Anaerobik solunum)

 *Oksijen kulanılmadan glikozun parçalanarak enerji elde edilmesi olayıdır.

*Oksijensiz solunumda glikoz tam olarak parçalanamadığı için enerjinin büyük birkısmı son ürünlerde kalır(laktik asit veya etil alkol).Enerji verimi düşüktür.

*Bundan dolayı genellikle enerji ihtiyacı az olan canlılarda görülür.

*Oksijensiz solunumun tamamı hücrenin sitoplazmasında gerçekleşir.Mitokondri ile bir alakası yoktur.

*Oksijensiz solunum iki evrede gerçekleşir

1)Glikoliz

2-)Son ürün oluşumu evresi

*ATP sentezlenmesi sadece glikolizde olur.Son ürün evresinin olmasının sebebi ise NAD molekülünü tekrar kullanılabilir hale getirmek ve pürivik asiti ortamdan uzaklaştırmak için.

*Oksijensiz solunumda toplam 4 ,net olarak ise 2 ATP üretilir.

*Oksijensiz solunumda sadece substrat düzeyinde fosforilasyon(SDF) ile ATP sentezlenir

*İki çeşit fermantasyon vardır.Etil alkol fermantasyonu ve laktik asit fermantasyonu

 ETİL ALKOL FERMANTASYONU

 *Bazı bakteriler(şarap bakterileri) ve bira mayasında görülür

*Karbondioksit çıkışı olur.

*Asetaldehit oluşumu görülür.

*4 ATP (sdf ile),2 CO2,2 etil alkol üretilir.

*2 ATP glikozu aktifleştirmek için kullanıldığı için net 2 ATP kazanç vardır.

*Glikolizde NAD molekülü indirgenir NADH2 oluşur.Son ürün evresinde NADH2 molekülü hidrojenlerini(elektrn) asetaldehite vererek yükseltgenir.

*Oluşan etil alkol belli bir oranın üzerine çıkarsa bakterilerin gelişimini olumsuz yönde etkiler.Bundan dolayı ortam şartları iyileştirilmezse bakteriler sürekli çoğalamaz.

                                                                                                                                  

Glikoliz Şeması

 Etil Alkol Fermantasyonu Şeması

 

LAKTİK ASİT FERMANTASYONU

 *Yoğurt bakterileri ve oksijen eksikliğinde insanın çizgili kaslarında görülür.

*Etil alkol fermantasyonundan farklı olarak karbondioksit çıkışı ve asetaldehit oluşumu gözlenmez

*İnsanda üretilen laktik asit kana geçip beyindeki yorgunluk merkezini uyarıp uykuya sebeb olur

*İnsanda üretilen laktik asitin fazlası kana geçip karaciğere gider.Karaciğerde glikoza dönüşüp glikojen şeklinde depolanabilir veya asetilcoa dönüşüp oksijenli solunuma katılır.

*4 ATP(sdf ile) ve 2 Laktik asit üretilir.

*Glikolizde NAD molekülü indirgenir NADH2 oluşur.Son ürün evresinde NADH2 hidrojenlerini pürivik asite vererek yükseltgenir.

Glikoliz Şeması

                                                                                                                                                                                                                                                       

 Laktik Asit Fermantasyonu Şeması

 NOT:)Oksijensiz solunumda su oluşumu gözlenmez.Oksijensiz solunumda oluşan son ürünler(laktik asit ve etil alkol) organik yapılıdır.Etil alkol fermantasyonunda co2 oluşurken laktik asitte oluşmaz.

                                                                                                                                                                                                                                                       www.turkbiyoloji.com

 OKSİJENLİ SOLUNUM(Aerobik solunum)

 *Besinlerin oksijen varlığında parçalanarak ATP üretilmesidir.

*Oksijenli solunumda besinler co2 ve H2O ya kadar parçalandığı için enerji üretimi fazladır.

*Oksijenli solunumda hem substrat düzeyinde fosforilasyon ile(glikoliz ve krebs) hemde oksidatif fosforilasyon ile(ets de) ATP sentezlenir.

*En çok ATP sentezi oksidatif fosforilasyon ile olur(ETS de)

*Oksijenli solunumda karbonhidrat,yağ,protein kullanılabilir.

*Karbonhidrat ve yağlar kullanılırsa karbondioksit ve su açığa çıkar.Proteinler kullanılırsa karbondioksit,su ve amonyak açığa çıkar

*Oksijenli solunum ökaryotlarda sitoplazmada başlar mitokondride biter.Prokaryotlarda ise mitokondri olmadığı için sadece sitoplazmada olur(oksijenli solunum yapan bakterilerde mezozomda)

*Oksijenli solunumda NAD molekülünden başka FAD molekülüde görev alır.NAD molekülü glikoliz ve krebsde indirgenirken FAD molekülü sadece krebsde indirgenir.Her iki molekülde indirgendikten sonra ETS de yükseltgenir.

*3 bölümde gerçeklşir

1)Glikoliz(sitoplazmada)

2)Krebse hazırlık ve krebs(mitokondri matriksi)

3)E.T.S(mitokondri kristasında)

 

             GLİKOLİZ

 *Glikoliz bir molekül glikoz un 2 molekül pürivik asite(pürivat) kadar parçalanması olayıdır.

*Tüm canlılarda gerçekleşir.oksijensiz ve oksijenli solunumun ortak tepkimesidir.

*Burda görev alan enzimler tüm canlılarda aynı olduğu için tüm canlılarda aynı şekilde gerçekleşir.

*Glikolizden sonraki enzimler farklılık gösterdiğinden burdan sonraki olaylarda farklılık gösterir.Oluşan pürivik asit bazılarında laktik asite,bazılarında etil alkole,bazılarında ise oksijenli solunuma katılr.

*Glikoliz sitoplazmada gerçekleşir.

*Glikozu aktifleştirmek için 2ATP harcanır.4 ATP üretilir.Net 2 ATP kazanç vardır

*Glikolizde sadece substrat düzeyinde fosforilasyon ile ATP sentezi vardır.Bundan dolayı SDF ile ATP sentezi tüm canlılarda görülür.

*Oksijenli solunumda Glikolizde oluşan 2 NADH2 molekülü ETS ye giderek ATP sentezi sağlar.(ETS de üretilir)

 Glikoliz Şeması

 

                                               KREBS

*Ökaryotik canlılarda mitokondrinin matriksinde gerçekleşir.

*Krebse hazırlık aşaması ve krebs çemberinden oluşur.

*Krebse hazırlık aşamasında pürivik asit molekülü asetilkoenzima ya dönüşür.Bu dönüşüm sırasında 2 CO2 ve 2 NADH2 oluşur

*Krebs çemberinde ise 2 molekül pürivik asit için 6 NADH2,2 FADH2,4 CO2,2 ATP(sdf ile) üretilir.

*Burda üretilen NADH2 ve FADH2 molekülleri ETS ye giderek ATP sentezlenmesini sağlarlar.

*Krebs çemberini başlatan molekül asetil co-a dır.Krebsde asetil co-a molekülü oksalaasetikasit molekülü ile birleşip sitrik asit denilen molekülü oluştururlar.

 

 

ETS(electron taşıma sistemi)

 *ETS de sadece oksidatif fosforilasyon ile ATP sentezi olur

*ETS de karbondioksit üretimi olmaz su üretimi olur.

*ETS de açığa çıkan elektron enerjilerinin yüzde 40 ATP, yüzde 60 ısı enerjisi olarak açığa çıkar.

*ETS elemanları mitokondrinin kristası üzerine dizilmiştir(ökaryotlarda).

*ETS elemanları electron ilgilerine gore dizilmiştir.Enfazla electron ilgisi oksijendir,en az NAD molekülüdür.

*ETS de son electron alıcısı oksikendir.

*Oksijen ile hidrojen molekülleri birleşerek su oluşur.Toplam 12 molekül su oluşur.

*ETS de toplam 34 ATP sentezlenir.Bu ATP ler oksidatif fosforilasyon ile üretilir

*ETS de NADH2 ve FADH2 molekülleri yükseltgenir.

*ETS elamanları electron alır indirgenir verir yükseltgenir.

 

 

ENERJİ HESAPLAMASI

 Sustrad düzeyinde fosforilasyon(sdf) ile üretilen ATP ler:

 Glikolizden=4ATP

Krebsden=2ATP

Toplam=6ATP(sdf)


Oksidatif fosforilasyon(odf) ile ETS de üretilen ATP ler:

 Glikolizden=2NADH2*3ATP=6ATP

Krebsehazırlık=2NADH2*3ATP=6ATP

Krebs=6NADH2*3ATP=18ATP

Krebs=2FADH2*2ATP=4ATP

Toplam=34ATP(Odf)

 

 34ATP oksidatif fosforilasyon ile

6ATP substrat düzeyinde fosforilasyon ile

Toplam=40 ATP üretilir-2ATP glikolizde harcandığı için NET=38 ATP üretilir.

 NOT:

Yağ asitleri,gliserol,aminoasitler ve karbonhidratlar farklı sayıda karbon ve hidrojen taşıdıkları için farklı sayılarda ATP üretilmesine sebep olurlar. Solunumda besinlerin reaksiyonlara katılmasında  karbon sayısı dikkate alınır.4C’lu ve 5C'lu Aminoasitler krebsden,  3C’lu Aminoasitler Pirüvatdan,2C’lu aminoasitler Asetil Co-a’dan solunuma katılırlar.Yağ asitleri 2C’lu bileşiklere parçalanarak Asetil Co-a dan solunuma katılırlar.Gliserol ise pürivikasitten katılırlar.Karbonhidratlar ise glikoza dönüşerek reaksiyona katılırlar.Glikoza dönüştükten sonra normal glikoliz,krebs ve ETS reaksiyonları gerçekleşir.

Solunumda karbondioksit ve suyun yanı sıra NH3 oluşumuda varsa solunumda proteinler kullanılmıştır.Bundan dolayı NH3 açığa çıkmıştır.

                                                                                                                                                                                                                                                           www.turkbiyoloji.com