Hücresel solunum
Hücresel solunum, hücrelerin kullanabilecekleri enerjiyi elde etmek amacıyla şekerleri parçalamak için yaptıkları şeydir. Hücresel solunum gıdaları alır ve hücrenin enerji için kullandığı bir kimyasal olan ATP'yi oluşturmak için kullanır.
Genellikle bu süreçte oksijen kullanılır ve aerobik solunum olarak adlandırılır. Glikoliz, Link reaksiyonu, Krebs döngüsü ve elektron taşıma zinciri olarak bilinen dört aşaması vardır. Bu, hücrelerin iş yapmak için ihtiyaç duyduğu enerjiyi sağlayan ATP'yi üretir.
Yeterli oksijen alamadıklarında, hücreler oksijen gerektirmeyen anaerobik solunumu kullanırlar. Ancak bu süreç laktik asit üretir ve oksijen kullanıldığında olduğu kadar verimli değildir.
Oksijen kullanan süreç olan aerobik solunum çok daha fazla enerji üretir ve laktik asit üretmez. Ayrıca atık ürün olarak karbondioksit üretir ve bu da dolaşım sistemine girer. Karbondioksit akciğerlere götürülür ve burada oksijenle değiştirilir.
Aerobik hücresel solunum için basitleştirilmiş formül şöyledir:
C6 H12 O 6+ 6O2 → 6CO2 + 6H2 O + Enerji (ATP olarak)
Bunun kelime denklemi şudur:
Glikoz (şeker) + Oksijen → Karbondioksit + Su + Enerji (ATP olarak)
Aerobik hücresel solunumun dört aşaması vardır. Her biri önemlidir ve bir önceki olmadan gerçekleşemez. Aerobik hücresel solunumun aşamaları şunlardır:
Glikoliz
Glikolizde, sitoplazmadaki glikoz iki piruvat molekülüne ayrılır. Bu süreçteki on ara bileşik için on enzime ihtiyaç vardır.
- Enerji açısından zengin iki ATP süreci başlatır.
- Sonunda iki piruvat molekülü, artı
- Substrat seviyesi - 7 ve 10 numaralı reaksiyonlarda dört molekül ATP yapılır
- Oksijen kullanan hücrelerde piruvat, daha fazla ATP molekülü üreten ikinci bir işlem olan Krebs döngüsünde kullanılır.
Döngünün üretkenliği
Biyoloji ders kitapları genellikle hücresel solunum sırasında oksitlenmiş glikoz molekülü başına 38 ATP molekülü yapılabileceğini belirtir (ikisi glikolizden, ikisi Krebs döngüsünden ve yaklaşık 34'ü elektron taşıma zincirinden). Ancak bu süreç, sızıntı yapan membranlardan kaynaklanan kayıplar nedeniyle aslında daha az enerji (ATP) üretir. Tahminler glikoz başına 29 ila 30 ATP'dir.
Aerobik metabolizma, anaerobik metabolizmadan yaklaşık (yukarıdaki cümleye bakınız) 15 kat daha verimlidir. Anaerobik metabolizma 1 mol glikoz başına 2 mol ATP üretir. Başlangıçtaki glikoliz yolunu paylaşırlar ancak aerobik metabolizma Krebs döngüsü ve oksidatif fosforilasyon ile devam eder. Postglikolitik reaksiyonlar ökaryotik hücrelerde mitokondride, prokaryotik hücrelerde ise sitoplazmada gerçekleşir.
Bağlantı reaksiyonu
Glikolizden gelen piruvat aktif olarak mitokondriye pompalanır. Piruvattan bir karbondioksit molekülü ve bir hidrojen molekülü uzaklaştırılarak (oksidatif dekarboksilasyon olarak adlandırılır) bir asetil grubu üretilir ve bu grup CoA adı verilen bir enzimle birleşerek asetil CoA oluşturur. Bu, Krebs döngüsü için gereklidir.
Krebs döngüsü
Asetil CoA, oksaloasetat ile birleşerek altı karbon atomlu bir bileşik oluşturur. Bu, sürekli tekrarlanan Krebs döngüsünün ilk adımıdır. Her glikoz molekülünden iki asetil-CoA molekülü üretildiğinden, glikoz molekülü başına iki döngü gerekir. Bu nedenle, iki döngünün sonunda ürünler şunlardır: iki ATP, altı NADH, iki FADH ve dört CO2. ATP, diğer hücre süreçlerinde kullanılmak üzere kimyasal formda enerji taşıyan bir moleküldür. Bu süreç aynı zamanda TCA döngüsü (Trikarboksilik (try-car-box-ILL-ick) asit döngüsü), sitrik asit döngüsü veya reaksiyonlarını açıklayan biyokimyacının adıyla Krebs döngüsü olarak da bilinir.
Elektron taşıma zinciri (ETC)
ATP'nin çoğunun yapıldığı yer burasıdır. Önceki adımlarda (Krebs döngüsü, Link reaksiyonu) uzaklaştırılan tüm hidrojen molekülleri, elektronların serbest bıraktığı enerji kullanılarak mitokondrinin içine pompalanır. Sonunda, mitokondriye hidrojen pompalanmasını sağlayan elektronlar bir miktar hidrojen ve oksijenle karışarak su oluşturur ve hidrojen moleküllerinin pompalanması durur.
Sonunda hidrojen, protein kanalları aracılığıyla mitokondri sitoplazmasına geri akar. Hidrojen akarken, ADP ve fosfat iyonlarından ATP yapılır.
Sorular ve Yanıtlar
S: Hücresel solunum nedir?
C: Hücresel solunum, hücrelerin şekerleri parçalamak ve kullanabilecekleri enerjiyi elde etmek için kullandıkları süreçtir. Besinleri alır ve hücrenin enerji için kullandığı bir kimyasal olan ATP'yi oluşturmak için kullanır.
S: İki tür solunum nedir?
C: İki solunum türü aerobik solunum ve anaerobik solunumdur. Aerobik solunum oksijen kullanır ve anaerobik solunumdan daha fazla enerji üretir, ancak laktik asit üretmez. Anaerobik solunum oksijen kullanmaz, bunun yerine laktik asit üretir.
S: Aerobik hücresel solunumun formülü nedir?
C: Aerobik hücresel solunumun formülü C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + Enerji (ATP olarak) şeklindedir. Bunun kelime denklemi Glikoz (şeker) + Oksijen → Karbondioksit + Su + Enerji (ATP olarak) şeklindedir.
S: Aerobik hücresel solunumun kaç aşaması vardır?
C: Aerobik hücresel solunumun dört aşaması vardır - glikoliz, Link reaksiyonu, Krebs döngüsü ve elektron taşıma zinciri - bunların her biri önemlidir ve bir önceki olmadan gerçekleşemez.
S: Aerobik hücresel solunum sırasında üretilen karbondioksite ne olur?
C: Aerobik hücresel solunum sırasında üretilen karbondioksit dolaşım sistemine girerek akciğerlere gider ve burada oksijenle değiştirilir.
S: Anaerobik solunum ne tür atık ürün üretir?
C: Anaerobik solunum atık ürün olarak laktik asit üretirken, aerobik solunum atık ürün olarak karbondioksit üretir.
