Hücreler canlılığını devam ettirmek ve çoğaltmak için enerjiye ihtiyaç duyar.
Hücrelerde enerji verici olan glikoz, yağ asidi, gliserol, amino asit gibi moleküllerin yapısındaki kimyasal bağ enerjisi ile ATP sentezlenmesine hücresel solunum denir.
Hücresel solunum olayı gerçekleşmezseydi canlıların kullanabileceği enerji olan ATP sentezlenemezdi.
Bu nedenle bütün canlı hücrelerde hücresel solunum olayı gözlenir.
Hücresel solunum, oksijenli solunum, oksijensiz solunum ve fermantasyon olmak üzere üç şekilde gerçekleşir.
Oksijenli solunumda besinlerin yapı taşları, enzimler ve oksijen sayesinde karbondioksit ve su gibi inorganik maddelere kadar parçalanır.
Buraya çok basitçe oksijenli solunum tepkimesi yazdım.
Ancak mesela aminoasitleri de oksijenli solunumda kullanabiliriz.
Aminoasidin yapısında azot bulunduğu için açığa azotlu bir bileşik yani amonyak çıkıyor.
Burada oksijenli solunumda diğer hücresel solunum tepkimelerine göre daha fazla ATP üretilir.
Çünkü biraz önce de söylediğim gibi maddeler inorganik maddelere kadar parçalanır.
Diğer hücresel solunum tepkimelerinde yani oksijensiz solunum ve fermantasyonda durum biraz daha farklı.
Oksijenli solunum yapan canlılarda metabolizma oldukça hızlıdır.
Oksijenli solunum bazı prokaryot canlılar ve ökaryotlarda gerçekleşebilir.
Prokaryot canlılarda sitoplazmada başlayıp solunuma yardımcı ETS elemanlarını taşıyan hücre zarı kıvrımlarında tamamlanır.
Bu kıvrımlara mezozom adını da veriyoruz.
Ökaryotlarda ise sitoplazmada başlayıp mitokondride devam eder.
O zaman mitokondrinin yapısını hatırlayalım.
Mitokondri çift birim zarla çevrilidir.
Buraya dış zar ve iç zar yazıyorum.
İç zara krista da deriz.
Dış zar düzdür, iç zar ise dar alanda geniş bir yüzey alanı oluşturacak şekilde girintili ve çıkıntılıdır.
Bu kıvrımlı zar yapısı solunum yüzeyini arttırarak daha fazla enerji üretilmesini sağlar.
İçindeki sıvıya Matrix adını veriyoruz.
Matrixte halkasal DNA, RNA, ribozom ve solunum enzimleri bulunur.
Mitokondriler hücrenin kontrolü altında çoğalabilir ve yapılarına uygun proteinleri sentezleyebilir.
Mitokondri sayısı hücrelerin yapısına ve enerji ihtiyacına göre hücreden hücreye farklılık gösterir.
Örneğin çizgili kas, sinir, kalp ve karaciğer hücrelerinde mitokondri bol miktarda bulunurken, yağ doku hücrelerinde ise çok az bulunur.
Krista üzerinde elektron taşıma sistemi elemanlarının da bulunduğunu söylemek istiyorum.
Oksijenli solunum dört evrede gerçekleşir.
Bunlar glikoliz, Krebs'e hazırlık, Krebs döngüsü ve ETSdir.
Glikoliz olayı sitoplazmada, Krebs hazırlık ve Krebs döngüsü mitokondri matrix sıvısında, ETS ise kristada gerçekleşir.
Ve bu evreleri tek tek inceleyelim.
Glikoliz evresinde 6 karbonlu olan glikoz, 3 karbonlu pirüvik aside kadar parçalanır.
Pirüvik aside pirüvat da diyoruz.
Bu durumda iki tane pirüvik asit oluşturulmuş olur.
Bu dönüşüm sırasında ATP hem tüketilir hem de üretilir.
İlk olarak 2 ATP harcanıyor.
Bu kararlı glikoz molekülünün solunum reaksiyonlarına katılacak kadar kararsız hale getirilmesi için yapılır.
Glikozu aktifleştirmek için 2 ATP tüketilir de deriz.
Daha sonraki aşamalarda substrat düzeyinde fosforilasyon ile 4 ATP sentezlenir.
Yani bu evrede 4 ATP üretiliyor, 2 ATP tüketiliyor.
O zaman net 2 ATP üretilmiş olur.
Bu sırada bir çeşit koenzim olan NAD, yani nikotin amid adenin dinükleotit molekülleri oluşan organik moleküllerden hidrojen alarak NADH'ı oluşturur.
Bu oluşan NADH molekülleri mitokondrinin kristasına aktarılır.
Daha sonra anlatacağım.
Oksidatif fosforilasyonla ATP üretiminde kullanılacaklar.
Bu evre sitoplazmada gerçekleşir ve tüm canlıların ortak özelliğidir.
Bu arada NAD'ın hidrojen alarak NADH'a dönüşmesine indirgenmesi de diyoruz.
Burada NAD molekülü indirgenmiş oldu.
Şimdi pirüvik asitten asetil CoA oluşumu yani Krebs döngüsüne hazırlık evresine gelelim.
Bu olay mitokondri matrixinde gerçekleşiyor.
Üç karbonlu pirüvik asitler, karbondioksit çıkışı ve yine NADH oluşumu ile asetil Koenzim A adı verilen iki karbonlu bileşiğe dönüşür.
Yine NAD molekülü indirgendi.
Bu moleküller yine kristaya gönderilecek ve ETS'ye aktarılacak.
Bu evrede ATP üretilmiyor ve fark ettiyseniz aslında mitokondri glikozu değil pirüvik asidi kullanmış oluyor.
Eğer ortamda yeterince oksijen bulunmazsa pirüvik asit asetil koenzim A'ya dönüşemeyeceği için mitokondriye geçemez.
Etil alkol ya da laktik asit fermantasyon gibi tepkimelere katılır.
Bu anlamda asetil koenzim A oluşumu hücre içerisinde yeterli miktarda oksijen bulunduğunu gösteren en önemli ölçüdür.
Krebs döngüsü, iki karbonlu asetil koenzim A nın mitokondri matrixinde hazır bulunan 4 karbonlu organik molekülün enzim kontrolünde bir araya gelerek 6 karbonlu sitrik asidi oluşturması ile başlar.
Bu nedenle bu döngüye sitrik asit döngüsü adı da verilir.
Daha sonra peşpeşe gerçekleşen reaksiyonlarla sitrik asitten 4 karbonlu organik madde yeniden sentezlenir ve Krebs döngüsü tamamlanmış olur.
Bu evrede substrat düzeyinde fosforilasyonla 2 ATP sentezlenir.
Bu esnada moleküllerden ayrılan proton ve elektronlar ise 6 tane NAD ve 2 tane FAD tarafından tutulur.
Yani yine NAD ve FAD moleküllerinin indirgenmesi gerçekleşir.
FAD molekülü yani flavin adenin dinükleotit, oksijenli solunumda görev alan ve elektron taşıyan bir çeşit koenzimdir.
NADH ve FADH2ler yine ETS'ye aktarılacak.
Ayrıca bu evrede 4 karbondioksit çıktığını da görüyoruz.
Gelelim son evre olan elektron taşıma sistemine.
ATPlerin büyük bir kısmı bu evrede üretilir.
Ökaryotik hücrelerde mitokondri kristasında, prokaryotlarda hücre zarı kıvrımı olan mezozomlarda gerçekleşir.
Elektron taşıma sistemi kristada dizilmiş elektron taşıyıcı moleküllerden oluşur.
ETS molekülleri oksijenli solunumun önceki evrelerinde oluşan NADH ve FADH2 ile gelen yüksek enerjili elektronları tutar.
Elektronlar bir dizi indirgenme ve yükseltgenme tepkimesi ile oksijene kadar sistem boyunca taşınır.
Oksijen ETS elemanı değildir ancak enerji seviyesi düşmüş elektronları ETS'nin son molekülünden alarak elektron akışının ve ATP sentezinin devam etmesine katkıda bulunur.
Bu evrede elektron kazanmış oksijen, elektron kaybetmiş bir çift proton ile birleşerek suyu oluşturur.
Sonuç olarak ETS evresinde NADH ve FADH2 molekülleri yükseltgeniyor.
Bu evrede oksidatif fosforilasyon gözlenir.
Anlattığım tepkimeler enzim kontrolünde gerçekleştiği için sıcaklık değişimlerinden de fazlasıyla etkilenir.
Fark ettiyseniz organik besinler kademeli olarak yıkılıyor ve ATP sentezleniyor.
ATP sentezinde de ATP sentaz enzimi görev alıyor.
Hücrelerde enerji verici olan glikoz, yağ asidi, gliserol, amino asit gibi moleküllerin yapısındaki kimyasal bağ enerjisi ile ATP sentezlenmesine hücresel solunum denir.
Hücresel solunum olayı gerçekleşmezseydi canlıların kullanabileceği enerji olan ATP sentezlenemezdi.
Bu nedenle bütün canlı hücrelerde hücresel solunum olayı gözlenir.
Hücresel solunum, oksijenli solunum, oksijensiz solunum ve fermantasyon olmak üzere üç şekilde gerçekleşir.
Oksijenli solunumda besinlerin yapı taşları, enzimler ve oksijen sayesinde karbondioksit ve su gibi inorganik maddelere kadar parçalanır.
Buraya çok basitçe oksijenli solunum tepkimesi yazdım.
Ancak mesela aminoasitleri de oksijenli solunumda kullanabiliriz.
Aminoasidin yapısında azot bulunduğu için açığa azotlu bir bileşik yani amonyak çıkıyor.
Burada oksijenli solunumda diğer hücresel solunum tepkimelerine göre daha fazla ATP üretilir.
Çünkü biraz önce de söylediğim gibi maddeler inorganik maddelere kadar parçalanır.
Diğer hücresel solunum tepkimelerinde yani oksijensiz solunum ve fermantasyonda durum biraz daha farklı.
Oksijenli solunum yapan canlılarda metabolizma oldukça hızlıdır.
Oksijenli solunum bazı prokaryot canlılar ve ökaryotlarda gerçekleşebilir.
Prokaryot canlılarda sitoplazmada başlayıp solunuma yardımcı ETS elemanlarını taşıyan hücre zarı kıvrımlarında tamamlanır.
Bu kıvrımlara mezozom adını da veriyoruz.
Ökaryotlarda ise sitoplazmada başlayıp mitokondride devam eder.
O zaman mitokondrinin yapısını hatırlayalım.
Mitokondri çift birim zarla çevrilidir.
Buraya dış zar ve iç zar yazıyorum.
İç zara krista da deriz.
Dış zar düzdür, iç zar ise dar alanda geniş bir yüzey alanı oluşturacak şekilde girintili ve çıkıntılıdır.
Bu kıvrımlı zar yapısı solunum yüzeyini arttırarak daha fazla enerji üretilmesini sağlar.
İçindeki sıvıya Matrix adını veriyoruz.
Matrixte halkasal DNA, RNA, ribozom ve solunum enzimleri bulunur.
Mitokondriler hücrenin kontrolü altında çoğalabilir ve yapılarına uygun proteinleri sentezleyebilir.
Mitokondri sayısı hücrelerin yapısına ve enerji ihtiyacına göre hücreden hücreye farklılık gösterir.
Örneğin çizgili kas, sinir, kalp ve karaciğer hücrelerinde mitokondri bol miktarda bulunurken, yağ doku hücrelerinde ise çok az bulunur.
Krista üzerinde elektron taşıma sistemi elemanlarının da bulunduğunu söylemek istiyorum.
Oksijenli solunum dört evrede gerçekleşir.
Bunlar glikoliz, Krebs'e hazırlık, Krebs döngüsü ve ETSdir.
Glikoliz olayı sitoplazmada, Krebs hazırlık ve Krebs döngüsü mitokondri matrix sıvısında, ETS ise kristada gerçekleşir.
Ve bu evreleri tek tek inceleyelim.
Glikoliz evresinde 6 karbonlu olan glikoz, 3 karbonlu pirüvik aside kadar parçalanır.
Pirüvik aside pirüvat da diyoruz.
Bu durumda iki tane pirüvik asit oluşturulmuş olur.
Bu dönüşüm sırasında ATP hem tüketilir hem de üretilir.
İlk olarak 2 ATP harcanıyor.
Bu kararlı glikoz molekülünün solunum reaksiyonlarına katılacak kadar kararsız hale getirilmesi için yapılır.
Glikozu aktifleştirmek için 2 ATP tüketilir de deriz.
Daha sonraki aşamalarda substrat düzeyinde fosforilasyon ile 4 ATP sentezlenir.
Yani bu evrede 4 ATP üretiliyor, 2 ATP tüketiliyor.
O zaman net 2 ATP üretilmiş olur.
Bu sırada bir çeşit koenzim olan NAD, yani nikotin amid adenin dinükleotit molekülleri oluşan organik moleküllerden hidrojen alarak NADH'ı oluşturur.
Bu oluşan NADH molekülleri mitokondrinin kristasına aktarılır.
Daha sonra anlatacağım.
Oksidatif fosforilasyonla ATP üretiminde kullanılacaklar.
Bu evre sitoplazmada gerçekleşir ve tüm canlıların ortak özelliğidir.
Bu arada NAD'ın hidrojen alarak NADH'a dönüşmesine indirgenmesi de diyoruz.
Burada NAD molekülü indirgenmiş oldu.
Şimdi pirüvik asitten asetil CoA oluşumu yani Krebs döngüsüne hazırlık evresine gelelim.
Bu olay mitokondri matrixinde gerçekleşiyor.
Üç karbonlu pirüvik asitler, karbondioksit çıkışı ve yine NADH oluşumu ile asetil Koenzim A adı verilen iki karbonlu bileşiğe dönüşür.
Yine NAD molekülü indirgendi.
Bu moleküller yine kristaya gönderilecek ve ETS'ye aktarılacak.
Bu evrede ATP üretilmiyor ve fark ettiyseniz aslında mitokondri glikozu değil pirüvik asidi kullanmış oluyor.
Eğer ortamda yeterince oksijen bulunmazsa pirüvik asit asetil koenzim A'ya dönüşemeyeceği için mitokondriye geçemez.
Etil alkol ya da laktik asit fermantasyon gibi tepkimelere katılır.
Bu anlamda asetil koenzim A oluşumu hücre içerisinde yeterli miktarda oksijen bulunduğunu gösteren en önemli ölçüdür.
Krebs döngüsü, iki karbonlu asetil koenzim A nın mitokondri matrixinde hazır bulunan 4 karbonlu organik molekülün enzim kontrolünde bir araya gelerek 6 karbonlu sitrik asidi oluşturması ile başlar.
Bu nedenle bu döngüye sitrik asit döngüsü adı da verilir.
Daha sonra peşpeşe gerçekleşen reaksiyonlarla sitrik asitten 4 karbonlu organik madde yeniden sentezlenir ve Krebs döngüsü tamamlanmış olur.
Bu evrede substrat düzeyinde fosforilasyonla 2 ATP sentezlenir.
Bu esnada moleküllerden ayrılan proton ve elektronlar ise 6 tane NAD ve 2 tane FAD tarafından tutulur.
Yani yine NAD ve FAD moleküllerinin indirgenmesi gerçekleşir.
FAD molekülü yani flavin adenin dinükleotit, oksijenli solunumda görev alan ve elektron taşıyan bir çeşit koenzimdir.
NADH ve FADH2ler yine ETS'ye aktarılacak.
Ayrıca bu evrede 4 karbondioksit çıktığını da görüyoruz.
Gelelim son evre olan elektron taşıma sistemine.
ATPlerin büyük bir kısmı bu evrede üretilir.
Ökaryotik hücrelerde mitokondri kristasında, prokaryotlarda hücre zarı kıvrımı olan mezozomlarda gerçekleşir.
Elektron taşıma sistemi kristada dizilmiş elektron taşıyıcı moleküllerden oluşur.
ETS molekülleri oksijenli solunumun önceki evrelerinde oluşan NADH ve FADH2 ile gelen yüksek enerjili elektronları tutar.
Elektronlar bir dizi indirgenme ve yükseltgenme tepkimesi ile oksijene kadar sistem boyunca taşınır.
Oksijen ETS elemanı değildir ancak enerji seviyesi düşmüş elektronları ETS'nin son molekülünden alarak elektron akışının ve ATP sentezinin devam etmesine katkıda bulunur.
Bu evrede elektron kazanmış oksijen, elektron kaybetmiş bir çift proton ile birleşerek suyu oluşturur.
Sonuç olarak ETS evresinde NADH ve FADH2 molekülleri yükseltgeniyor.
Bu evrede oksidatif fosforilasyon gözlenir.
Anlattığım tepkimeler enzim kontrolünde gerçekleştiği için sıcaklık değişimlerinden de fazlasıyla etkilenir.
Fark ettiyseniz organik besinler kademeli olarak yıkılıyor ve ATP sentezleniyor.
ATP sentezinde de ATP sentaz enzimi görev alıyor.
