Oksijenli Solunum

CANLILARDA ENERJİ DÖNÜŞÜMLERİ #8
OKSİJENLİ SOLUNUM (Aerobik Solunum)

Oksijenli Solunum;

→ Bazı prokaryot ve ökartyotlarda gerçekleşir.
→ Prokaryotlarda; sitoplazmada başlayıp hücre zarı kıvrımlarında tamamlanır.
→ Ökaryotlarda; sitoplazmada başlayıp mitokondride devam eder.
→ Besinlerin yapıtaşları ENZİM ve OKSİJEN ile CO₂ ve H₂O gibi inorganik maddelere parçalanır.
→ Bu sırada kademeli olarak ATP sentezlenir. Bu sırada fermantasyona göre daha fazla ATP üretilir.
→ Bu nedenle O₂’li Solunum yapan canlıların metabolizmaları çok hızlıdır.
→ Mitokondrinin görevi O₂’li Solunum yaparak ATP üretmektir. Üretilen ATP kloroplast dışındaki diğer organellerle paylaşılır.

O₂’li Solunum

→ Görevli organel → MİTOKONDRİdir.
→ Çift zarlıdır.
⇒ Dış zar → Matriks (Düzdür.)
⇒ İç zar → Krista (Kıvrımlıdır.)
→ İkisinde de O₂’li solunumda görev alan enzimler bulunur.
→ Kristanın kıvrım sayısının fazla olması, solunum yüzeyinin artırılmasını ve daha fazla enerji üretilmesini sağlar.

4 Evrede Gerçekleşir

⇒ Glikoliz
⇒ Pürivattan Asetil coA Oluşumu
⇒ Krebs Döngüsü
⇒ ETS

→ Matrikste mitokondriye özgü DNA, RNA ve Ribozom bulunduğu için mitokondriler çoğalabilir ve kendine has protein sentezleyebilir.

Mitokondrilerin sayısı, hücrenin yapısı ve enerji ihtiyacına göre farklılık gösterebilir.

Örneğin;
– Çizgili kas
– Sinir
– Kalp
– Karaciğer
hücrelerinde mitokondri sayısı çok iken

– Yağ
– Doku
hücrelerinde azdır.

GENEL BAKIŞ

→ O₂’li solunum sırasında monomer organik besinler kademeli olarak yıkılır ve ATP sentezlenir.
→ Bazı reaksiyonlarda SDF düzeyinde ATP sentezi olur.
→ Bazı reaksiyonlarda ise monomer besinlerin yıkılması ile H⁺ atomları açığa çıkar.
→ H atomları NAD ve FAD molekülleri ile taşınırken ETS aracılığıyla ATP sentezlenir. Bu şekilde gerçekleşen ATP sentezine oksidatif fosforilasyon denir.
(ayrıntılar ve çizimler videoda, betulbiyoloji.com)

GLİKOLİZ

→ Glikozun enzimler yardımıyla 3C’lu iki tane pirüvik asite kadar parçalanmasına GLİKOLİZ denir.
→ Bu reaksiyonda ATP hem üretilir hem de tüketilir.
→ Başlangıçta harcanan ATP glikozu aktifleştirmek için kullanılır.
→ Tüm canlılarda sitoplazmada gerçekleşir.
→ Reaksiyonlar ve kullanılan enzimler her hücrede ortaktır.

GLİKOLİZDE;
→ 1 molekül glikoz parçalanır.
→ 2 molekül ATP harcanır.
→ 2 molekül NAD indirgenir.
→ 4 molekül ATP üretilir (SDF).
→ 2 molekül pirüvat oluşur.
(ayrıntılar ve çizimler videoda, betulbiyoloji.com)

Pirüvik Asitten – Asetil coA Oluşumu

→ Krebs döngüsü başlamadan önce mitokondri matriksinde gerçekleşir.
→ Bu reaksiyonda mitokondri matriksine geçen 3C’lu pirüvatlar, CO₂ çıkışı ve NADH oluşumu ile 2C’lu asetil coA molekülüne dönüşür.
→ Bu olay oksijen varlığında gerçekleşir.
(ayrıntılar ve çizimler videoda, betulbiyoloji.com)

! Ortamda yeterince O2 bulunmadığında pirüvik asit, asetil coA’ya dönüşemeyeceği için mitokondriye geçemez. Etil alkol ya da laktik asit fermantasyonuna katılır. Bu anlamda Asetil coA’nın oluşumu hücre içinde yeterli O2 bulunduğunun kanıtıdır. !

KREBS DÖNGÜSÜ

→ Bu döngü 2C’lu asetil coA molekülünün 4C’lu organik molekülle enzim kontrolünde bir araya gelmesiyle 6C’lu sitrik asit molekülünü oluşturmasıyla başlar. Daha sonra art arda gerçekleşen reaksiyonlarla 4C’lu organik molekül tekrar sentezlenir ve krebs döngüsü tamamlanır.
→ O₂’li solunumla bir glikoz molekülünün parçalanması sırasında gerçekleşene 2 krebs döngüsü ile;
⇒ SDF ile 2 ATP  ⇒ 2 FADH2
⇒ 4 CO2  ⇒ 6 NADH molekülleri oluşur.
→ Bu reaksiyon mitokondri matriksinde gerçekleşir.
(ayrıntılar ve çizimler videoda, betulbiyoloji.com)

! NAD ve FAD molekülleri ETS’ye aktarılır.

ETS (Elektron Taşıma Sistemi)

→ ETS elemanları ökaryotlarda kristada, prokaryotlarda ise hücre zarı kıvrımlarında bulunur.
→ Önceki reaksiyonlarda oluşan NADH ve FADH2 molekülleri ile gelen yüksek enerjili elektronlar ile burada OF ile ATP üretilir.
→ e^– lar indirgenme ve yükseltgenme tepkimeleri ile son e- alıcısı O2’ye kadar taşınır. Bu taşınma sırasında ATP sentezlenir.
→ Son e^– alıcısı O2 ile bir çift proton birleşerek suyu oluşturur.

H₂ → NAD → NADQ Redüktaz → Ubikinon → Sitokrom kompleksi → O₂
(ayrıntılar ve çizimler videoda, betulbiyoloji.com)

H₂ → FAD → Süksinat Dehidrogenez → Ubikinon → Sitokrom kompleksi → O₂
(ayrıntılar ve çizimler videoda, betulbiyoloji.com)

Sonuç Olarak

Oksijenli Solunum Reaksiyonları ile;
→ CO₂ ve H₂O ile metabolik faaliyetler için gerekli olan ATP üretilir.

Oksijenli solunumda tüketilen 1 glikoz molekülünden;
→ 30 – 32 ATP sentezi gerçekleşir. ATP sayısının farklılığı sitoplazmadaki NADH moleküllerinin değişik dokularda ETS’ye katılmasından kaynaklanır. Örneğin iskelet ve beyin hücrelerinde 30, karaciğer, böbrek ve kalp hücrelerinde 32 ATP üretilir.
→ O₂’li solunum enzim kontrolünde gerçekleştiği için sıcaklık değişimlerinden etkilenir.
→ O₂’li solunumda monomer besinler inorganik maddelere kadar parçalandığı için diğer hücresel solunum çeşitlerine göre daha fazla ATP üretilir.

Oksijenli Solunum Net Denklemi → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ -> 6 CO₂ + 6 H₂O + ATP

Oksijenli Solunum konusundan sonraki konu Oksijensiz Solunum dur.
Youtube deki Oksijenli Solunum videoma buradan gidebilirsiniz.