ANA SAYFA

OKSİJENLİ SOLUNUM
 
 



Oksijenli solunum:

→Besinlerin, hücre içinde oksijen yardımıyla parçalanarak ATP
sentezlenmesine oksijenli solunum denir.


Glikoz + 6O2 + 6H2O + 2 ATP ------> 6CO2 + 12H2O + 32-34 ATP

→Oksijenli solunumun başlaması için başlangıçta 2 ATP harcandığından;
 solunum sonunda ortalama olarak: 30-32 ATP net kazanç elde edilir.




Not: Beyin ve çizgili kas hücrelerinde 30 ATP; kalp kası, böbrek ve
karaciğer hücrelerinde
32 ATP net kazanç elde edilir.

→ATP sentezi sayısındaki bu farklılık, oksijenli solunumun başlangıç
evresinde
(glikoliz) üretilen NADH2 moleküllerinin; farklı dokularda,
değişik mekanizmalarla elektro taşıma evresine 
(ETS)
 katılmalarından kaynaklanır.



Oksijenli solunumun tepkimeleri, bazı bakterilerde ve arkelerde
sitoplazmada gerçekleşir. Bu canlılarda, oksijenli solunumun
son evresi (ETS) mezozom adı verilen hücre zarı kıvrımlarında
gerçekleşir.

Ökaryatik canlılarda (bitki, hayvan...)  ise oksijenli solunum
 sitoplazmada başlar, mitokondri organelinde tamamlanır.


Mitokondrinin yapısı:
 
Çift zarlı bir organeldir.
 
İç zar, yüzeyini artırmak için çok sayıda kıvrımlar yapar. 
Bu kıvrımlara krista adı verilir. Burada ETS enzimleri bulunur.
 
→İç zar içinde kalan boşluğa matriks adı verilir. Bu boşlukta
 matriks sıvısı bulunur. Burada kreps reaksiyonları enzimleri bulunur.


→Oksijenli solunum tepkimeleri; glikoliz, kreps reaksiyonları ve
oksidatif fosforilasyon (ETS) olmak üzere 3 evrede gerçekleşir.
 
 
 
→Glikoliz evresi, sitoplazmada; kreps çemberi reaksiyonları ve
ETS evresi ise mitokondride gerçekleşir.
 
→Kreps çemberi reaksiyonları, mitokondrinin matriksinde; 
ETS evresi ise mitokondrinin kristasında gerçekleşir.
 
→Glikoliz ve kreps reaksiyonları evresinde, substrat düzeyinde
fosforilasyonla ATP sentezlenir.
 
ETS evresinde ise oksidatif fosforilasyonla ATP sentezlenir.



Glikoliz evresi:

Glikoz (C6H12O6) 2ATP  -------->  2Piruvat  + 2NADH2 + 4ATP

→Glikoliz evresi sonunda 2 ATP net kazanç elde edilir.

Not: Glikoliz evresi, bütün canlılarda ortak olarak gerçekleşir. Çünkü
bu evrenin gerçekleşmesi için kullanılan 
enzimler, bütün canlılarda
ortak olarak bulunur.


Glikoliz evresinin temel amacı: substrat düzeyinde fosforilasyonla
ATP sentezlemektir.



Glikoliz evresi tepkimeleri:




→Bu evrede: glikozun parçalanması sonucu açığa çıkan
hidrojen iyonları (H+), NAD++ molekülü tarafından yakalanır
 (NAD indirgenir) ve böylece 2NADH2 molekülü sentezlenir.


→Bu evre sonunda, açığa çıkan piruvat molekülleri mitokondri
içine girerek kreps reaksiyonları evresine katılırlar.




Kreps reaksiyonları evresi:

Kreps reaksiyonları evresi; Asetil Co-A oluşumu ve kreps çemberi
olmak üzere iki aşamada gerçekleşir.





Kreps reaksiyonları tepkimeleri:




Asetil Co-A oluşumu:
→Glikoliz evresi sonunda oluşan pirüvat, mitokondri içine girer.
→Pirüvat molekülünden, 1 CO2 ve 2 H+ iyonu ayrılarak; 1 Asetil-CoA
molekülü oluşur.

→Ayrılan H+ iyonları, NAD tarafından yakalanır ve NADH2 sentezlenir.
Oluşan Asetil Co-A molekülü ise, kreps çemberine katılır.


Kreps çemberi:

→Asetil-CoA molekülü, okzalo asetik asit  ile birleşerek sitrik asiti
 oluşturur.


→Sitrik asit, bir dizi reaksiyonlar sonucunda parçalanarak; tekrar
okzalo asetik asit molekülü sentezlenir.


→Kreps çemberinde 3NADH2 ve 1FADH2 molekülü ve substrat
düzeyinde 1ATP sentezlenir.


Sonuç:
→Kreps  reaksiyonları tepkimeleri sonunda, 1 pürivat molekülüne
karşılık; 1ATP, 4NADH2 ve 1FADH2 sentezlenirken ve 3CO2 gazı açığa çıkar.


→Bu evrede, 2 pürivat molekülü kullanıldığından; bu evrenin sonunda
 toplam: 2ATP, 8NADH2 ve 2FADHsentezlenir ve 6CO2 açığa çıkar.


Not: Kreps reaksiyonlarının gerçekleşmesi sırasında 6H2O kullanılır.



Oksidatif fosforilasyon evresi (ETS):

→Bu evrede; glikoliz ve kreps reaksiyonları evresinden gelen hidrojenler, 
oksijenle yakılarak (oksitlenerek) ATP sentezlenir.


ETS genel denklemi:  

10NADH2 +  2FADH2 + 6O2  ------------> 28ATP + 12H2O

→Elektron taşıma sistemi (ETS): NAD, FAD, CoQ ve
sitokrom sistemi' den oluşur.


→Sitokromların yapısında demir bulunur.

ETS' yi oluşturan moleküller, elektron çekim kuvvetlerine
göre; küçükten-büyüye doğru şöyle sıralanır:


NAD ---> FAD ---> CoQ (Ubikinon) ---> Sitokrom-b ---> Sitokrom-c
 ---> Sitokrom-a ---> Sitokrom-a3





→Glikoliz ve kreps reaksiyonlarında açığa çıkan H+ iyonları ve
 elektronlarmitokondri kristasına aktarılır.


H+ iyonları; NAD, FAD ve CoQ   tarafından yakalanır ve
krista zarının, dış zar kısmına bakan boşluğa bırakılır.


→Elektronlar ise NAD,  FAD, CoQ ve sitokrom sistemi
tarafından oksijene doğru taşınır.


→Elektronların, ETS tarafından aktarılmaları sırasında
oksidatif fosforilasyonla ATP sentezi gerçekleşir.


→Böylece, elektronların  NAD ile aktarılması sonucunda 2.5 ATP;
 
 FAD ile aktarılması sonunda ise 1.5ATP sentezi gerçekleşir.





→Elektronlar ve hidrojenler en sonunda oksijen tarafından yakalanır
ve bunun sonucunda H2oluşur.


→ETS’de 24H+ iyonunun, 6O2 ile yakılması sonucunda
 toplam: 12H2O oluşur.

→Kreps reaksiyonlarının gerçekleşmesi sırasında 6H2O
 
kullanıldığından; oksijenli solunum sonunda net 6H2açığa çıkar.



Not:

En yüksek enerjili elektronlar, NAD tarafından yakalanır.

En düşük enerjili elektronlar, oksijen tarafından yakalanır.

→Elektronu en az seven NADen çok seven oksijendir.




Oksijenli solunumda kemiozmotik hipotez:

→Bu hipotez, Peter mitchell tarafından ileri sürülmüştür.

Bu hipotez ile mitokondrinin iç zarında gerçekleşen
oksidatif fosforilasyon mekanizması moleküler düzeyde açıklanır.




→Mitokondrinin iç zarında (krista) elektro taşıma sistemi (ETS)
 
elemanları bulunur.


→Oksijenli solunum gerçekleşirken açığa çıkan hidrojen iyonları (H+),
 
krista zarında bulunan; NADHQ-redüktaz, 
Sitokrom-redüktaz ve
 
sitokrom-oksidaz tarafından yakalanır ve krista zarının dış zar
 
tarafındaki boşluğa doğru pompalanır.


→Bunun sonucunda, krista zarının dış zara bakan kısmı pozitif (+),
 
matrix sıvısına bakan kısmı ise negatif (-) 
yüklenir.

→Böylece, mitokondri matrixi ile zarlar arasındaki boşluk arasında;
 osmotik, pH ve elektrostatik bir potansiyel farkı oluşur.


→Bu potansiyel fark, ATP sentezi için enerji kaynağı (pil gibi)
olarak görev yapar.


→Krista zarı, hidrojen iyonlarına karşı doğrudan geçirgen değildir.

→Zarlar arası boşlukta biriken hidrojen iyonları, krista zarında bulunan
 ATP sentaz enzimi yardımıyla matrix sıvısına doğru geri gönderilir.


→Hidrojen iyonlarının matrix sıvısına geçişi esnasında, potansiyel
farktaki enerji kullanılarak oksidatif fosforilasyonla ATP sentezlenir.





enlightenedBesin monomerlerinin oksijenli solunuma katılma basamakları

enlightenedSolunum katsayısı

enlightenedOksijenli solunumda işaretli oksijen ve karbondioksitin izlediği yol



 
 






















web stats