Kaynak istiyor Oksijenli solunum nedir?

Oksijenli (aerobik) solunum, hücrenin besin moleküllerindeki kimyasal enerjiyi, son elektron alıcısı olarak oksijeni kullanarak ATP'ye dönüştürdüğü süreçtir. Glikoz gibi bir substrat tamamen yıkılır, ürün olarak karbondioksit ve su açığa çıkar. Genel denklem şöyle özetlenir: C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + enerji (ATP ve ısı).

Süreç dört basamakta ilerler:

1. Glikoliz: Sitoplazmada glikoz iki piruvata bölünür. Net 2 ATP ve 2 NADH oluşur. Bu basamak oksijen gerektirmez.
2. Piruvatın asetil-KoA'ya dönüşmesi: Piruvat mitokondri matriksine girer, CO2 kaybeder ve asetil-KoA'ya dönüşür. NADH üretilir.
3. Krebs (sitrik asit) döngüsü: Asetil-KoA yıkılır, CO2 çıkar, NADH, FADH2 ve az miktarda GTP/ATP oluşur.
4. Elektron taşıma zinciri ve oksidatif fosforilasyon: İç mitokondri zarındaki kompleksler NADH ve FADH2'den elektronları alır, bu sırada protonlar zarın dışına pompalanır. Oluşan proton gradyanı ATP sentaz aracılığıyla ATP üretir. Elektronlar sonunda oksijene aktarılır ve su oluşur.

Oksijen bu sürecin enerji kazancı için kritik halkasıdır. Elektronlar zincirin sonunda oksijene bırakılamazsa NADH yeniden NAD+'a dönüşemez ve hem Krebs döngüsü hem de ATP sentezi durur. Bu yüzden bir glikozdan elde edilen verim fermantasyonda yaklaşık 2 ATP iken, oksijenli solunumda kabaca 30 ila 32 ATP düzeyindedir. Kesin sayı, zarlardaki proton kaçağına ve taşıyıcı sistemlere göre değişir.

Ökaryotlarda bu işlemin büyük kısmı mitokondride gerçekleşir. Bakterilerde mitokondri olmadığından elektron taşıma zinciri hücre zarında yer alır. Bitkiler de aynı şekilde solunum yapar. Fotosentezle yaptıkları şekeri gece ve gün boyunca, özellikle kök, tohum ve büyüyen dokularda oksijenle yıkarlar. Yani solunum yalnızca hayvanlara özgü değildir, yeşil olan her canlı da soluyor.

Evrimsel açıdan bakıldığında, bu süreç sıfırdan ortaya çıkmış tek parça bir sistem değildir. Mitokondrideki elektron taşıma zinciri, metan üretimi, demir oksidasyonu ve ışıksız fotosentez gibi eski anaerobik mikrobiyal süreçlerden miras kalan modüllerin bir araya gelmesiyle şekillenmiştir (Glass vd., 2022).