Evrim Ağacı Soru & Cevap
Reklamı Kapat
Puan Ver
1
Puan Ver

Solunum un kimyasal süreci nasıldır? Ne tür etkileşimler yaşanır?

1
113 görüntülenme
Teşekkür (1)
Hatırla
Takip
Paylaş
Reklamı Kapat
1 Cevap

Canlı bir hücrede geçen tüm metabolik olaylar enerji gerektirir. ATP hücrenin kullanabileceği bir enerji kaynağıdır. ATP enerji olarak kullanıldıktan sonra

ADP şekline döner. Devam eden yaşamsal faaliyetler için, ADP’den ATP oluşturma zorunluluğu vardır.

Bunun için de enerji gereklidir. Organizmalar bu enerjiyi Glikoz ve diğer organik bileşiklerin C-H bağlarında tutulan kimyasal bağ enerjisinden elde

ederler. İşte besinlerin hücre içinde yanarak enerji vermesi olayına ‘’HÜCRE İÇİ SOLUNUM’’ adı verilir.

Hayvanlar ve insanlar enerjilerini yedikleri besinlerden sağlarlar. Besinlerdeki enerji, fotosentez reaksiyonları ile güneşten alınan foton (ışınım) enerjisinin, yine fotosentez sonucu oluşan organik maddelerin (karbonhidratların) kimyasal bağlarındaki potansiyel enerjiye çevrilmiş şeklidir. Özetle yeşil bitkilerin tuttuğu güneş enerjisi kimyasal bağ enerjisine dönüştürülerek diğer canlılar için enerji kaynağı olarak kullanılmaktadır.

Hücresel solunum sırasında hücre gerekli enerji için öncelikle karbonhidratları, sonra yağları, eğer çok mecbur kalırsa proteinleri kullanılır. Karbonhidratlar monosakkaritlere; yağlar yağ asitlerine; proteinler aminoasitlere ve sonuç olarak CO2 ve H2O’ya parçalanırlarken kimyasal bağ enerjileri açığa çıkarılır. Bu olay hücre sitoplazması ve mitokondrilerde yükseltgenme ve indirgenme reaksiyonlarının arka arkaya oluşmasıyla sağlanır.

Canlı hücrede enerji elde etmek için yapılan besin oksidasyonları veya hücresel solunum aşağıdaki şekilde iki tipe ayrılmaktadır:

a) Solunum reaksiyonlarına oksijen katılırsa (oksijen kullanılırsa) “Aerobik Solunum (=Oksijenli Solunum)” adı verilir.

b) Solunum reaksiyonlarına oksijen katılmazsa (oksijen kullanılmazsa) “Anaerobik Solunum (=Oksijensiz Solunum, Fermentasyon)” adı verilir.

Oksijensiz solunum bir çeşit “Alkolik

Fermentasyon (mayalanma)”dur.

Solunumları Aerobik (oksijenli) olan canlılar, oksijen olmayınca kısa bir süre sonra ölürler çünkü bunlar vücutlarında oksijen depo edemezler. Vücut içine girecek olan oksijen “dış solunum” ile sağlanır. Solunum organları (akciğerler) aracılığı ile kan ve dış ortam (hava ve su) arasında yapılan Oksijen- CO2 değişimine “dış solunum”; kan ile doku hücreleri arasındaki gaz değişimine ise ‘’iç solunum’’ denir.

Gaz değişimi (O2-CO2) her iki halde de difüzyonla gerçekleşir. Tıpta CO2 ve O2’e “kan gazları” adı verilir.

Aerobik Hücre Solunumu (=Oksijenli Solunum) (=Oksidasyon):Hücrenin aerobik solunum merkezi hücreleri enerji merkezi olan mitokondrilerdir. Hücrede yakıt olarak kullanılacak olan hammadde (prekürsör) mitokondrilerin içine girer ve burada bunlardan hücrede kullanılabilen enerji elde edilir. Yapısında kopabilen karbon bağlarını kapsayan bütün organik bileşikler hücre solunumunda hammadde olarak kullanılabilirler.

Solunumda genellikle ilk kullanılan bileşik karbonhidratlardır. Sonra sırası ile yağlar, proteinler gelir. Bu büyük yapılı moleküller önce sitoplazmada lizozomlarda enzimler aracılığı ile daha küçük moleküllere ayrılırlar. Bundan sonra mitokondrilere girerler.

Aerobik Solunum (Oksijenli solunum)’un genel formülü şöyledir:

C6H12O6 + 6 O2 ↔ 6 CO2

+ 6 H2O + Enerji (36-38 ATP)

Bu formülden de görülebileceği gibi oksijenli solunum, hücrede enzimlerin etkisi ile besin maddelerinin O2 yardımı ile parçalanarak hücresel enerji (ATP) elde edilmesi olayıdır. Oksijenli solunumda besinin enerjisi birdenbire değil, kademeli olarak açığa çıkarılır. Kimyasal bağ enerjisinin serbest enerji haline getirilişi “hidrasyon sentezi” ile yani maddeden hidrojen koparılması ile olur.

Serbest H’ler akseptörler tarafından tutularak bir dizi reaksiyonlar sonucu oksijene iletilir, bu esnada kimyasal bağ enerjisi de ortama verilir.

Aerobik Solunum (= Oksijenli Solunum)

3 evrede gerçekleşir:

I. Glikoliz Evresi

II. Sitrik Asit Evresi (= Krebs Evresi, TCA=Trikarboksilik Asit Evresi)

III. Son Oksidasyon Evresi (= Elektron Taşıma Zinciri)

I. Glikoliz Evresi:

Hans Buchner (bakteriyolog) ve Eduard Buchner (kimyacı,1907 yılında fermentasyon üzerindeki çalışmaları nedeniyle Kimya dalında Nobel ödülü almıştır) 1897 yılında tamamen rastlantısal olarak maya hücrelerinden elde ettikleri ekstrenin şekeri alkole dönüştürdüğünü gözlemişlerdir.

Daha sonra Arthur Harden (biyokimyacı, 1929 yılında şekerin fermentasyonu ve fermentatif enzimler üzerindeki çalışmaları nedeniyle Kimya dalında Nobel almıştır) ve William John Young (biyokimyacı) 1905’te glikozun maya ekstresi ile alkole dönüştüğünü göstermişler ve bu tepkimelerin evrelerini ve şartlarını belirlemişlerdir. Sonraki yıllarda gelişmiş hayvanlarda kas hücre ekstreleri ile de benzer tepkimelerin olduğu saptanmış ve glikozun pirüvata yıkılması ile sonuçlanan reaksiyonlara glikoliz adı verilmiştir.

Glikoliz hücre sitoplazmasında oluşur. Burada 6 C’lu heksoz, 3 C’lu pirüvik aside kadar parçalanır. Solunumda reaksiyona katılan madde glikoz olduğundan sistemde gerekli glikoz yoksa bile nişasta ve glikojen gibi maddeler özel kimyasal reaksiyonlarla glikoza dönüştürülür.

Glikozun reaksiyona girebilmesi için aktifleştirilmesi gerekir. Çünkü karbon atomları arasındaki bağların koparılması için enzimler yeterli olmaz. Bunun için gerekli enerji sistemde mevcut ATP’lerden elde edilerek Glikoz 6- fosfat meydana gelir. Burada kullanılan ATP enerjisine “aktivasyon enerjisi” adı verilir.

Bir molekül Glikoz’a karşılık meydana gelen 3’er C’lu iki Pirüvik Asit molekülü bundan sonra birer C’larını daha kaybederek 2 C’lu maddeler halinde mitokondrinin sıvı fazında reaksiyona devam ederler.

Sonuç olarak: Glikoliz evresinde her iki koldan toplam:

2 H2O

2 NADH + H +

4 ATP

2 Pirüvik Asit oluşur

II. Sitrik Asit Evresi: (Krebs Evresi, TCA= Trikarboksilik Asit Evresi)

Solunumun bu bölümü hücrede enerji merkezi olarak görev yapan mitokondrinin sıvı fazında oluşur. Mitokondrinin sıvı fazında, özellikle iç zarı

ile kristalarında olduğu gibi solunumla ilgili çok sayı ve çeşitte enzim vardır.

Mitokondri içindeki reaksiyonlarda sitrik asit kullanılır ve sonra döngüyü tamamlamak üzere bu reaksiyonlar sekansı tarafından yeniden oluşturulur. Sitrik asit reaksiyonları 1937 yılında Alman asıllı İngiliz Biyokimyacı Hans Adolf KREBS tarafından açıklandığı için bu evreye Krebs Evresi (Krebs Döngüsü) ismi de verilmiştir. Bu buluşundan dolayı Hans KREBS 1953 yılında Nobel Tıp ödülüne layık görülmüştür.

Sitrik Asit Döngüsü hücrelerdeki enerji oluşturan metabolik kimyasal reaksiyonların önemli bir sekansını oluşturmaktadır.

Sitrik Asit Evresindeki önemli hususlar:

- Pirüvik asitten asetik asit oluşumu.

- İki C’lu asetik asidin sistemde bulunan Koenzim-A ile birleşerek Asetil-CoA (C2H3O-CoA) oluşturması. Bu, aktive edilmiş asetik asit molekülüdür. Asetil-CoA bütün maddelerin Krebs Evresine girmesinde kilit madde rolünü oynar.

- Asetil-CoA sistemde bulunan 4 C’lu oksalo asetik asit ile birleşip, 6 C’lu sitrik asidi oluşturur. Bu

nedenle bu evreye ‘’Sitrik Asit Evresi ‘’ adı da verilir.

Böylece Krebs Evresi tamamlanıncaya kadar:

- NADH + H + halinde ……………8 H

- FADH2 halinde ……………… 2 H

_________________

Toplam: 10 H yakalanır.

Bu evre mitokondrinin iç zarında oluşur ve mitokondrinin sıvı fazında (matriks) sona erer. Mitokondrinin iç zarında ve kristalarında ETZ’nin enzim ve Co-enzimleri ve fosforilasyon olayı ile ATP sentezleten (ör: F0F1 ATP sentetaz kompleksi gibi) fosforilasyon enzimleri bulunur.

III. Son Oksidasyon Evresi (ETZ = Elektron Taşıma Zinciri) (ETS=Elektron Taşıma Sistemi)

ETZ bir seri ATP sentezleme kabiliyetine sahip olan ve redoks potansiyeline göre dizilmiş olan molekül dizisinden yapılmıştır. Fosforilasyon ile ATP sentezlenir. Bu reaksiyonların devam etmesi için sürekli olarak O2 ’in bulunması, CO2’in dışarı atılması gerekir. Bu ise iç ve dış solunum ile olur.

Sonuç olarak:

2 ATP Glikolizdeki net kazanç

30 ATP Glikoliz ve Krebs

evresinde oluşan NADH + H+‘lardaki elektron çiftinin ETZ’den geçişinde.

4 ATP Her iki Krebs siklusundaki 2FADH2 ’ye karşılık.

2 ATP Her iki Krebs siklusundaki 2GTP

yolu ile meydana gelir.

________________

Toplam: 36 - 38 ATP (sitozolde elektronların NADH’dan taşınma

şekline göre değişir)

NADH hidrojenin biyolojik formudur. Saf hidrojen çok reaktiftir. Örneğin su içine metalik sodyum eklediğinizde saniyenin onda biri kadar süre içinde hidrojen oluşur. Ancak bu reaksiyon sırasında o kadar çok enerji oluşur ki

hidrojen anında tutuşur. Eğer hidrojen canlı hücrelerde bu şekilde reaksiyon verirse hücreler patlayacaktır. NAD’ye bağlı olduğunda ise patlayıcı bir davranış göstermeyecektir. Bu nedenle NADH oluşmaktadır. Hidrojen bu bileşiğin içindeyken de çok reaktiftir ancak anında yanmaz. Bunun yerine hücredeki oksijenle tepkimeye girerek su ve enerji oluşturur.

Bu olay her canlı hücrede gerçekleşir. Dolayısıyla hidrojen ve oksijen enerji üretimi için hücrelerimizde bulunan en önemli elementlerdir. Bir hücrede bulunan NADH miktarı o hücrenin enerji ihtiyacına bağlıdır.

Kalbimiz ve beynimiz tüm organlarımızın arasında en fazla enerjiye ihtiyaç duyan organlardır. NADH vücutta yapılabildiği gibi dışarıdan da (yiyecek şeklinde veya gıda katkısı olarak) alınabilir.

108 görüntülenme
Puan Ver
2
Puan Ver
Teşekkür (2)
Paylaş
2
Cevap Ver
Bu soruya cevap vermek için lütfen
Evrim Ağacı Soru & Cevap Platformu, Türkiye'deki bilimseverler tarafından kolektif ve öz denetime dayalı bir şekilde sürdürülen, özgür bir ortamdır. Evrim Ağacı tarafından yayınlanan makalelerin aksine, bu platforma girilen soru ve cevapların içeriği veya gerçek/doğru olup olmadıkları Evrim Ağacı yönetimi tarafından denetlenmemektedir. Evrim Ağacı, bu platformda yayınlanan cevapları herhangi bir şekilde desteklememekte veya doğruluğunu garanti etmemektedir. Doğru olmadığını düşündüğünüz cevapları, size sunulan denetim araçlarıyla işaretleyebilir, daha doğru olan cevapları kaynaklarıyla girebilir ve oylama araçlarıyla platformun daha güvenilir bir ortama evrimleşmesine katkı sağlayabilirsiniz.
Reklamı Kapat
Reklamsız Deneyim

Evrim Ağacı'nın çalışmalarına Kreosus, Patreon veya YouTube üzerinden maddi destekte bulunarak hem Türkiye'de bilim anlatıcılığının gelişmesine katkı sağlayabilirsiniz, hem de site ve uygulamamızı reklamsız olarak deneyimleyebilirsiniz. Reklamsız deneyim, Evrim Ağacı'nda çeşitli kısımlarda gösterilen Google reklamlarını ve destek çağrılarını görmediğiniz, daha temiz bir site deneyimi sunmaktadır.

Kreosus

Kreosus'ta her 10₺'lik destek, 1 aylık reklamsız deneyime karşılık geliyor. Bu sayede, tek seferlik destekçilerimiz de, aylık destekçilerimiz de toplam destekleriyle doğru orantılı bir süre boyunca reklamsız deneyim elde edebiliyorlar.

Kreosus destekçilerimizin reklamsız deneyimi, destek olmaya başladıkları anda devreye girmektedir ve ek bir işleme gerek yoktur.

Patreon

Patreon destekçilerimiz, destek miktarından bağımsız olarak, Evrim Ağacı'na destek oldukları süre boyunca reklamsız deneyime erişmeyi sürdürebiliyorlar.

Patreon destekçilerimizin Patreon ile ilişkili e-posta hesapları, Evrim Ağacı'ndaki üyelik e-postaları ile birebir aynı olmalıdır. Patreon destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi 24 saat alabilmektedir.

YouTube

YouTube destekçilerimizin hepsi otomatik olarak reklamsız deneyime şimdilik erişemiyorlar ve şu anda, YouTube üzerinden her destek seviyesine reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. YouTube Destek Sistemi üzerinde sunulan farklı seviyelerin açıklamalarını okuyarak, hangi ayrıcalıklara erişebileceğinizi öğrenebilirsiniz.

Eğer seçtiğiniz seviye reklamsız deneyim ayrıcalığı sunuyorsa, destek olduktan sonra YouTube tarafından gösterilecek olan bağlantıdaki formu doldurarak reklamsız deneyime erişebilirsiniz. YouTube destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi, formu doldurduktan sonra 24-72 saat alabilmektedir.

Diğer Platformlar

Bu 3 platform haricinde destek olan destekçilerimize ne yazık ki reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. Destekleriniz sayesinde sistemlerimizi geliştirmeyi sürdürüyoruz ve umuyoruz bu ayrıcalıkları zamanla genişletebileceğiz.

Giriş yapmayı unutmayın!

Reklamsız deneyim için, maddi desteğiniz ile ilişkilendirilmiş olan Evrim Ağacı hesabınıza üye girişi yapmanız gerekmektedir. Giriş yapmadığınız takdirde reklamları görmeye devam edeceksinizdir.

Destek Ol
Türkiye'deki bilimseverlerin buluşma noktasına hoşgeldiniz!

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close
“İnsanları mutlu etmek istiyorsanız, onları anlayarak işe başlamalısınız.”
Charles Reade