Hücresel SolunumHücresel Solunum

Ekosistemde ki enerji akışındabitkiler ve hayvanlardaki mitokondrilerfotosentezin organik ürünleriniyakıt olarak kullanırlar.

Solunum sonucu açığa çıkan enerjihücresel işler için kullanılır.

Organik ve inorganik maddelerçevrime uğrarken , enerji çevrimeuğramaz ekosisteme giren güneşenerjisi ısı olarak ekosistemi terk eder.

a) Hidrojen ile oksijenin kontrolsüz ekzorgonik tepkimesi su oluşturur. Bu sırada ısı ve ışık şeklinde bir enerji açığa çıkar.

b) Hücre solunumunda aynı tepkime aşamalı olarak meydana gelir. Elektron taşıma sistemi sayesinde elektronların taşınışı kademeli olarak meydana gelir. Böylece açığa kontrollü bir enerji salınımı olur ve bu enerj ATP yapımında kullanılır.

NAD bir elektron taşıyıcı olarak görev yapar.

Besinlerden koparılan elektronlar NAD’ye aktarılır.

Dehidrogenaz adı verilen enzimler besinden (Glikoz) bir hidrojen çifti uzaklaştırır.

Bir proton ve 2 elektron NAD tarafından tutularak NADH haline gelir diğer proton ise çözeltiye bırakılır.

Hücre solunumu sırasında elektronlar ,

Besin NADH Elktron taşıma zinciri Oksijen sırasında taşınır.

Nikotinamid adenin dinükleotid (NAD)Nikotinamid adenin dinükleotid (NAD)

Ökaryotik hücrelerde glikoliz mitokondrinin dışında sitoplazmada gerçekleşir.

Glikoliz sonucu oluşan Piruvat mitokondriye girerek krebs döngüsüne katılır. Bu döngü sırasında oluşan NADH ve FADH’lar ETS (elektron taşıma zinciri) ye aktarılırlar.

Bu NADH ve FADH’ın taşıdığı elektronlar oksijene kademeli olarak aktarılır ve ATP sentezlenir.

Ayrıca glikoliz ve krebs döngüsü sırasında sübstrat düzeyinde ATP sentezi de gerçekleşir.

Hücre Solunumuna Genel BakışHücre Solunumuna Genel Bakış

Hücre Solunumuna Genel BakışHücre Solunumuna Genel Bakış

Glikoliz Glikoliz

Glikoliz hücre sitoplaz-masında gerçekleşir.

Glikoz iki molekül Piruvata dönüşür.

Glikoliz sonunda net olarak 2ATP ve 2 NADH oluşur.

Oksijen kullanılmaz ve CO oluşmaz.

Kimyasal enerji sağlar.

Oksijenli ve oksijensiz solunumda glikolize kadar gerçekleşen olaylar tüm canlılarda ortaktır.

Glikoliz ve krebs döngüsündeki bazı basamaklar dehidrogenaz enzimlerinin substratlardan NAD’ye elektron aktarmasıyla NADH oluşturan redoks tepkimelerdir.

ATP sentezi için elektronları besinden oksijene aktaran redoks tepkimelerinden enerji sağlanmasına oksidatif fosforilasyon denir.

ATP sentezi için bir fosfat grubunun enzimatik olarak bir substrat (glikoz yıkımı sırasında ortaya çıkan bir organik molekül) molekülünden ADP’ye aktarılmasıyla enerji sağlanmasına substrat düzeyinde fosforilasyon denir.

Glikoliz ile Krebs döngüsü arasındaki bağlantıGlikoliz ile Krebs döngüsü arasındaki bağlantı

1- Piruvatın karboksil grubu uzaklaştırılır. Solunumda CO2 açığa çıkarılan ilk basamaktır.

2- NADH meydana gelir.3- Mitokondriye giren Piruvat ilk önce Asetil koenzimA (Asetil CoA) adlı

bileşiğe dönüştürülür.

1

2

3

Krebs döngüsüne genel bakışKrebs döngüsüne genel bakış Bu döngü piruvatı okside eden bir

fırın gibi iş görür.

İki karbonlu Asetil CoA dört karbonlu okzaloasetat ile birleşerek altı karbonlu sitratı oluşturur.

Bu döngü üç molekül CO2 açığa çıkarır.

Döngünün her turunda Sübstrat seviyesinde 1 ATP sentezi gerçekleşir.

Ayrıca 3NADH ve 1FADH sentezi yapılır.

Krebs döngüsü reaksiyonları mitokondri matriksinde oluşur.

Elektron taşıma zincirine genel bakışElektron taşıma zincirine genel bakış Glikoliz ve krebs döngüsü sırasında

besinden uzaklaştırılan elektronlar NADH tarafından elektron taşıma zincirindeki ilk molekülene (FMN) aktarılır.

Elektron taşıması sırasındaki serbest enerji değişimi belli bir sırada bileşenlerin dizilimini sağlar.

Hücre besin moleküllerinde depolanmış enerjiyi redoks tepkimeleri ile açığa çıkarır.

İndirgenme-oksitlenme tepkimeleriyle açığa çıkan enerji oksidatif fosforilasyon aracılığıyla ATP yapımında kullanılır.

Zincirdeki her kompleks elektron alıp verdikçe hidrojen iyonları matriksten zarlar arası bölgeye pompalanır.

Bu bölgede artan H iyonları ATP sentaz proteininden geçerek matrikse geri döner bu sırada ATP yapımı gerçekleşir.

ATP senteziATP sentezi

ATP sentazATP sentaz

ATP sentaz protein kompleksi hidrojen iyonlarının akışıyla güç sağlayan bir değirmen gibi çalışır.

Bu kompleks ökaryotların mitokondri ve kloroplast zarları , prokaryotların ise plazma zarında yer alır.

Sonuç olarakSonuç olarak

Hücre solunumu sırasında enerjinin büyük kısmı, Hücre solunumu sırasında enerjinin büyük kısmı,

Glikoz NADH elektron taşınım zinciri HGlikoz NADH elektron taşınım zinciri H++ gradienti gradienti ATP yönünde akar. ATP yönünde akar.

Oksidatif fosforilasyon tarafından Oksidatif fosforilasyon tarafından 34 ATP34 ATP, substrat , substrat seviyesinde seviyesinde 4 ATP4 ATP verimi vardır. verimi vardır.

Depolanmış enerjinin yaklaşık % 40 kullanılırken geri Depolanmış enerjinin yaklaşık % 40 kullanılırken geri kalanı ısı olarak kaybedilir.kalanı ısı olarak kaybedilir.

• Glikozun oksijenli solunumla parçalanması en fazla net 38 ATP üretir.

Çeşitli katabolitik yollar besinlerden gelen elektronları hücre solunumuna yönlendirmek üzere işbirliği yaparlar.

Anabolizma için gereken karbon iskeletler ya sindirimden ya da glikoliz ve krebs döngüsü ara ürünlerinden sağlanır.

Glikoliz ve Krebs döngüsü çok sayıda başka metabolik yol ile bağlantılıdırGlikoliz ve Krebs döngüsü çok sayıda başka metabolik yol ile bağlantılıdır

Oksijensiz solunumOksijensiz solunum

Birçok canlı oksijen yokluğunda sübstrat seviyesinde ATP üretmek için fermentasyon yapar.

Sitoplazmada gerçekleşir. Glikolizin son ürünü olan piruvat NADH’ın NAD’ye oksidasyonu için,

elektron alıcısı olarak iş görür. Substrat seviyesinde net olarak 2 ATP sağlanır. Fermantasyon sonucu yaygın olarak etanol ve laktat oluşmaktadır.

Piruvat NADH tarafından doğrudan doğruya redüklenir.

Laktik asit fermantasyonunda co2

oluşmaz.

Bazı fungus ve bakteriler tarafından gerçekleştirilir ve özellikle süt endüstrisinde kullanılır.

Laktik asit fermentasyonu insanın kas hücrelerinde oksijen yokluğunda gerçekleşir.

Biriken laktat yorgunluğa neden olur ve dinlenme sırasında karaciğer tarafından metabolize edilir.