solunum

ÖZET:
HÜCRE SOLUNUMU
Organik besin yapıtaşlarından (monomerlerinden) oksijensiz veya oksijenli ortamda enerji elde edilmesidir.İkiye ayrılır;
1)OKSİJENSİZ SOLUNUM; Besinlerin oksijensiz ortamda enerji elde etmek için parçalanmasına Fermentasyon =
oksijensiz solunum = anaerob solunum = mayalanma denir. Sitoplazması olan tüm canlılar oksijensiz solunum
yapabilirler.Bütün fermantasyon olayları sadece sitoplazmada gerçekleşir.2 safhada gerçekleşir. 1) Glikoliz evresi 2) Son
ürünlerin oluşma evresi
1)Glikoliz evresi; Glikozun 2 mol piruvata kadar parçalanması olayıdır.
*Glikoliz evresi bütün fermentasyon olaylarında ortaktır.
*Glikoliz evresi fermentasyon olaylarında enerjinin üretildiği kısımdır.
2)Son ürünlerin oluşma evresi; Oluşan pirüvik asit canlı türlerine göre asetik asit,laktik asit, etil alkol gibi değişik
bileşiklere dönüştürülebilir. Farklı bileşiklerin oluşmasının sebebi bundan sonraki reaksiyonlarda canlı türlerine göre farklı
enzimlerin kullanılmasıdır.
2NADH2-2NAD
2 Piruvat
(3 C’lu)
Laktik asit (Geri dönüşümlü) + Net 2 ATP
(3 C’lu)
2NADH2-2NAD
2 Piruvat
-2CO2
2 Etil alkol(2C’lu) (Geri dönüşümsüz) + Net 2 ATP
1)Etil alkol Fermentasyonu; Glikozun etil alkol ve CO2’ye kadar parçalanmasıdır. Maya hücrelerinde ve bazı
bir hücrelilerde görülür.
Glikoz + 2 ATP
2 Etil alkol + 2 CO2 + 4 ATP (Net kazanç 2 ATP)
2)Laktik asit Fermentasyonu; Piruvat omurgalıların iskelet kaslarında laktik asite, sirke bakterilerinde asetik
asite parçalanır. Oksijen eksikliğinde veya yokluğunda ortamda hidrojen birikimi olur; meydana gelen piruvat
bir hidrojen alıcısı olarak görev yapar ve laktik asite dönüşür. Bu bileşik kaslarda yorgunluğa sebep olur.
Dinlenme anında kana geçer, karaciğere gider ve yeniden glikoza dönüştürülür.
Glikoz + 2 ATP
2 Laktik asit(3 C’lu) + 4 ATP ( Net kazanç 2 ATP )
*Asetik asit bakterileri aerobik solunum yaparak etil alkolü asetik asite parçalar.(Sirkeleşme)
C2H5OH + O2
CH3COOH2 (Asetik asit)+ H2O + Enerji
*Bazı mayalar asetik asiti kreps çemberine sokarak CO2 ve H2O oluşturabilir.
CH3COOH + 2 O2
2 CO2 + 2 H2O + Enerji
*Bazı bakteriler proteinleri fermente ederek kötü kokulu ürünler oluşturabilirler. Bu olaya putrifikasyon denir.
FERMANTASYONUN GENEL ÖZELLİKLERİ
1)Olay sitoplazmada gerçekleştirilir.
2)Pürivik asit bütün fermantasyonlarda ortak ara üründür.
3)Glikoz şu gibi değişik son ürünlere parçalanır; laktik asit, etil alkol, asetik
asit ve karbondioksit gibi son ürünlere parçalanır.
4)Olay enzimlerle gerçekleştiği için enzim reaksiyonlarını etkileyen
faktörlerden etkilenirler.
5) 2 ATP harcanır, 4 ATP üretilir,net kazanç 2 ATP’dir.
6)Canlıya acil ATP üretmesi bakımından önemlidir. Fakat üretilen ATP
miktarı az olduğu için karlı değildir.
*Sütün peynir ve yoğurda dönüşmesi,üzümün şaraba, arpanın biraya dönüşmesi, hamurun mayalanması birer fermantasyon
olayıdır.
OKSİJENLİ (AEROB) SOLUNUM
Besinlerin oksijenli ortamda karbondioksit ve suya kadar parçalanıp enerji üretilmesi işlemidir. Oksijensiz solunuma göre
daha fazla enerji üretilmesinin sebebi glikozun iyice parçalanmasıdır. 3 kısımda gerçekleşir.
1) Glikoliz (Sitoplazmada gerçekleşir.)
2) Kreps reaksiyonları ( Mitokondrinin matrixinde gerçekleşir.
3) Oksidatif fosforilasyon evresi ( Mitokondrinin kristasında gerçekleşir)
1) Glikoliz evresi; Oksijenli ve oksijensiz solunumun ortak evresidir. Bu evrede oksijene ihtiyaç yoktur.
Glikoz + 2 ATP
2 Pürivik asit + 4 ATP + 2 NADH 2
Kreps reaksiyonları; Kreps çemberi reaksiyonları hücrede mitokondri sıvısı içinde meydana gelir. Reaksiyonda iş
gören enzimler mitokondri sıvısında ve kristalar üzerinde bulunur.
Kreps çemberi reaksiyonları glikolizle meydana gelen piruvatın mitekondrilerin içerisine girmesi ve oksijen varlığında
karbondioksit ve asetil koenzim A’ya dönüşmesinden sonra başlar.Bu esnada 1 mol hidrojen verir.
2)
2 NAD
2 Pürivik asit (3 C’lu)
2 NADH2
2 Asetil Co-A (2 C’lu)
2CO2
*Oksijenli solunumda CO2 ilk kez pürivik asit asetil Co-A’ya dönüşürken açığa çıkar.
*Eğer Asetil Co-A oluşuyorsa ortamda oksijen vardır.
*Kreps çemberi 1 Asetil Co-A’ya karşılıktır.Yani tüm oluşanlar 2 ile çarpılır çünkü 1 Glikoza karşılık 2 piruvat yani 2 asetil
Co-A oluşur.
Asetil Co-A ( 2 C’lu)
(6 C’lu) Sitrik asit
Oksala asetik KREP
Asit(4 C’lu) KREPS
3 NAD
ÇEMB.
2CO2
ATP
3 NADH2
ADP
FAD
FADH2
Asetil Co-A (2 C’lu)
Yani 3.2=6 NADH2
2.1=2 FADH2
1.2= 2 ATP
2.2=4 CO2 açığa çıkar.
3)Oksidatif Fosforilasyon evresi; Bu reaksiyonlar mitokondrinin kristasında kreps reaksiyonuna paralel olarak
devam eder.Olay sırasında ETS enzimleri görev yapar.
ETS Enzimleri
Organik maddelerin oksitlenmesi sırasında ortaya çıkan H 2’leri alarak oksijene taşıyan enzimlere ETS enzimleri
adı verilir.
NAD
FAD
Co Q
Sitokromlar( Sit-b,Sit-c,Sit-a)
Hidrojen yakalama
kabiliyetine göre sıralanma
OKSİJENLİ SOLUNUMDA ENERJİ HESAPLAMASI
1)Glikoliz; Başlangıçta aktivasyon enerjisi olarak 2 ATP harcanır.4 ATP üretilir.2NADH 2
üretilir.1NADH2=3 ATP olduğundan 2.3=6 ATP ETS’de üretilir. 6+2=8ATP Net kazanç
sağlanmış olur.Önemli nokta 6 ATP’nin ETS’de kazanılmasıdır.
2)2 pürivattan 2 Asetil Co-A oluşurken; _ 2 NADH2 yani 3.2=6 ATP ETS’de üretilir.Bir de 2 CO2 açığa
çıkar 3C’lu pürivattan 2 C’lu Asetil Co-A oluşurken.
3)Kreps çemberinde; Toplamda 3.2=6 NADH2 1.2=2 FADH2 1.2=2 ATP üretilir.Bu da 6.3=18 ATP
1NADH2=3 ATP’den geliyor. 2.2=4 ATP 1FADH2=2 ATP’den geliyor.Bu dönüşümler ETS’de meydana
gelirken kreps çemberinde Substrat düzeyinde üretilen 2 ATP’yi de ilave ederiz.
SONUÇ; Glikolizden net 2 ATP(Substrat düzeyde),Kreps de net 2 ATP(Substrat düzeyinde),ETS’de ise 2
glikolizden,2 pürivattan Asetil Co-A oluşurken,6 Krepsden gelen 10 NADH2=10.3=30 ATP net olarak
sentezlenir.Yine kreps ‘den gelen 2.2=4 ATP FADH2’den net olarak sentezlenmiş olur.Hepsini toplarsak net
38 ATP’yi buluruz.
OKSİJENLİ SOLUNUM
(ARASINDAKİ FARKLAR)
FERMANTASYON
1)Sitoplazmada ve mitokondride gerçekleşir.
2) CO2,H2O artık üründür.Enerji üretilir.
3) Net 38 ATP üretilir.
4) ETS enzimleri kullanılır.
5)Oksijen kullanılır.
1)Sitoplazmada gerçekleşir.
2) CO 2,ATP,Etil alkol
Laktik asit,asetik asit.
Enerji üretilir.
3) Net 2 ATP üretilir.
4) ETS enzimleri kullanılmaz
5) Oksijen kullanılmaz.
ORTAK YANLARI
1) Glikoliz evresi
2) Her ikisinde de organik besinler kullanılır.
3)ATP üretilir.
Enerji verici besinlerin oksijenli solunumda reaksiyona katılma yerleri
Besinler
*Protein,K.H.,yağlardan
yapıtaşlarının oluşması
bir
Yağlar
K.H.
Proteinler
hidroliz
reaksiyonudur.
* Amino asitler
amino
Yağ asiti Gliserin (Gliserol)
kaybederek,yağ
(20 C’lu) (3C’lu)
Monosakkaritler
halinde
(Glikoz v.b.)
girerler
Amino asitler grubunu
asitleri 2C’lu parçalar
bir ön yıkımdan sonra reak
Piruvat (3C’lu Amino asitler)
2C’lu parçalar halinde
CO2
Asetil Co-A (2C’lu Amino asitler)
(4,5 C’lu Amino Asitler)
CO2
Kreps
çemberi
CO2