SOLUNUM

Fermantasyon Ve Oksijenli Solunum Solunum:
Canlıların enerji elde etmek için organik besin maddelerini parçalamalarına denir. Solunumun amacı ATP sentezlemektir. Organik besinlerin yapısındaki kimyasal bağ enerjisi ATP üretiminde kullanılır. Canlılarda O2li ve O2 siz olmak üzere iki çeşit solunum vardır.

1.Oksijensiz(Anaerobik) solunum:Fermantasyon da denir. Glikozun hücre sitoplazmasında O2 kullanılmadan parçalanması ve enerji elde edilmesidir. İki çeşit fermantasyon vardır.
a-Laktik asit fermantasyonu:
Glikoz laktik aside parçalanır. Laktik asit fermantasyonu yüksek organizasyonlu canlıların kas hücrelerinde görülür. Miktarı artarsa kramp (fizyolojik tetanos) görülür.
b-Etil alkol fermantasyonu:
Glikoz etil alkole parçalanır. 2mol CO2 açığa çıkar. Etil alkol fermantasyonu mayalarda gözlenir.

Ortamdaki glikoz miktarı, sıcaklık ve oluşan ürünler fermantasyon hızını etkiler. O2 siz solunumda hammadde olarak kullanılan maddeler sonuna kadar parçalanmadıkları için enerjinin büyük bir kısmı açığa çıkan ürünlerin yapısında kalır.
GLİKOLİZ (Glikolitik yol)
Glikozun sitoplazmadaki çeşitli enzimler yardımıyla pürivik asite kadar yıkımı reaksiyonlarıdır. O2 li ve O2 siz solunum yapan bütün canlılarda görülür. Glikoliz sırasında önce aktivasyon enerjisi olarak 2 ATP kullanılır, 4 ATP sentezlenir. Glikoliz sonunda her bir glikoz molekülünden 2 molekül pürivik asit net 2 ATP ve 2 molekül NADH+H oluşur.
Glikoliz reaksiyonları
Glikolizden sonra ortak ürün olan, pürivik asit(pirüvat) NADH2 lerle birleşerek son ürünleri oluşturur. Son ürünler farklı canlılarda farklı enzimler kullanıldığı için farklı olur.
-İnsan ve hayvanlarda laktik asit
-Mayalarda etil alkol ve CO2
-Bazı bakterilerde asetik asittir.

Fermantasyonda 1 mol glikoz 2 ya da 3 karbonlu bileşiklere parçalandığı için 4 ATP sentezlenir. Net kazanç 2 ATP dir.Fakat O2 li solunumda besinler kendilerini oluşturan yapıtaşlarına kadar parçalandığı için kazanç 38 ATP dir.

2.Oksijenli (Anaerobik) solunum:
Organik besinlerin O2 ile yakılarak ATP elde etme işidir. Üç aşamada incelenir:
a-Glikoliz (sitoplazmada)
b-Krebs devri (mitokondri matriksinde)
c-Elektron taşıma sistemi (mitokondri kristasında)

C6H12O6+6O2 → 6CO2+6H2O+38 ATP

A-Glikoliz:Glikozdan pürivik asit oluşuncaya kadar gerçekleşen reaksiyonlar fermantasyonda olduğu gibi O2’ li solunumda da aynen gerçekleşir. Bu aşamadan sonra oksijen varlığında mitokondriye geçiş olur.
B-Krebs devri: Pirüvat asetil Co-A(asetil koenzim a) ya dönüşünce krebs devri başlar. Devir 2 tane asetil Co- A için iki kez olur.
Sonuçta;
-4 CO2-2 ATP (subsrat düzeyinde)
-6 NADH2
-2 FADH2 oluşur.
·Pürivik asit O2 li ortamda asetil Co-A ya dönüşür. ·Asetil Co-A mitokondride krebs devrini başlatan ara üründür.
C-ETS (Elektron Taşıma Sistemi): Mitokonri iç zarlarında bulunan solunum enzimlerinin elemanlarıdır. H atomlarının elektronları ikişer ikişer ETS den aktarılır. Sonuçta NADH2 için 3ATP, FADH2 için 2ATP sentezlenir.
ETS nin elemanları NAD, FAD ve sitokromlardır. ETS de elektronların son alıcısı O2 olup hidrojenleri tutarak H2O oluşturur.
ATP Kazancı:
Sitoplazmada :
4 ATP(Glikoliz)-Subsrat düzeyinde fosforilasyonla
2 NADH2 2*3=6 ATP-Oksidadif fosforilasyonla
Mitokondride:
2 ATP(Krebste)-Subsrat düzeyinde
8NADH2 için 8*3=24 ATP
2FADH2 için 2*2=4 ATP
Toplam:30 ATP+10 ATP(sitoplazmada)
Toplam üretilen:40 ATPHarcanan:2 ATPNet:38 ATP

Proteinler, karbonhidratlar ve yağlar farklı noktalardan solunum reaksiyonlarına katılırlar.

oksijen ve hayat

Fotosentezden önce (ozon oluşmadan) organik madde sentezi için gerekli enerji u.v , şimşek , yıldırımlarla gerçekleşirken , fotosentezde madde sentezi için gerekli enerji güneşin görünür ışınları (450-760n.m) ile gerçekleşir .Ozon bu ışınların geçişine engel değildir.

Not: Bugün yaşayan bütün canlılar (Kemosentetikler hariç) ihtiyaç duydukları organik besini ve oksijeni fotosentezden karşılarlar.

O2 nin önemi:
A-Ozon oluşumunu sağlar.
B-Oksidatif fosforilasyonla yüksek ATP üretimi sağlar.

Not:Oksijen aynı zamanda öldürücü olabilir. Obligat-anaerop bakteriler buna örnektir. Atmosferde O2 oranının artması solunumu engeller. Canlılar O2 nin bu olumsuz etkilerinden sahip oldukları enzimlerle korunur.

Ozon oluşumu fotosentezle başlamıştır.
O2→ O+O (Stratosferde) Oluşan Oksijen daha yükseklere çıkarak O2 ile birleşir ve ozon (200 n.m Küçük güneş ışınları) oluşur.
Enerji(200-300 n.m) O+O2 →O3 + Enerji →Azotlu bileşikler. (Ozon)
Ozonun önemi :
A-Zararlı U.V ışınları tutarak karasal yaşamın başlamasına neden olmuştur. Buda canlıların sayı ve çeşitliliklerinde artmaya neden olmuştur.
B-İlkel atmosferde organik madde sentezi bitmiş ve canlılar için organik madde sentez biçimi olarak fotosentez önem kazanmıştır.

fosforilasyon

FOSFORİLASYON
Hücrelerde ADP nin sistemden enerji alarak kendine bir fosforik asit bağlayıp ATP haline gelmesine fosforilasyon denir.
ADP+P → ATP (Fosforilasyon)

Fosforilasyonda kullanılan enerji kaynağına göre 4 (Dört) tip fosforilasyon vardır.
1-Substrat düzeyde fosforilasyon:
a-Bütün canlılarda görülür
b-Sitoplazmik solunum enzimleri kullanılarak organik maddelerin yapısında bulunan bağ enerjisinin ATP enerjisi haline dönüşmesidir.
2-Oksidatif-fosforilasyon:
a-Oksijenli solunum enzimi bulunduran canlılarda gerçekleşir
b-Organik maddeler oksijenli solunum enzimleri ile inorganik yapılara dönüştürülürken açığa çıkan H lerin O2 ye aktarılırken gerçekleşir
c- e.t.s. görev alır
3-Foto-fosforilasyon
a-Klorofil taşıyan canlılarda gerçekleşir. b-Klorofil ve e.t.s etkisi ile güneş ışık enerjisinin dönüşümü ile gerçekleşir c-Enzim görev almaz
4-Kemosentetik-fosforilasyon:
a-Oksidasyon enzimi taşıyan bakterilerce gerçekleştirilir
b-İnorganik maddelerin (H,Fe,N,NH3 vb.) oksidasyon enzimleri ile oksitlenmesi ile açığa çıkan kimyasal enerji ile gerçekleşir.

ATP

ATP(Adenozintrifosfat):
Yapısı:
1-Adenin nucleotid 2-Riboz 3- 3(Üç) fosforik asit
Özellikleri nelerdir?
1-Yapısında iki yüksek enerjili fosfat bağları bulunur
2-Canlının tüm yaşamsal olaylarında kullandığı enerji kaynağıdır
3-Kolayca başka enerji formlarına dönüştürülebilir.(Elektrik,ısı,kimyasal bağ ,osmotik,ışık vb.)
4-Bütün reaksiyonlara katılabilir
5-Her hücre kendi ATP sini kendi sentezler
6-Hücrede sitoplazma, mitokondri ve kloroplastlarda sentezlenir
7-Hücre yaşamsal olaylarında sitoplazmada veya mitokondride üretilen ATP kullanılır
8-Kloroplastlarda sentezlenen ATP organik madde sentezi ve kloroplastlardaki diğer yaşamsal olaylarda kullanılır
9-Yüksek enerjili son fosfat bağının kopması ile ortama 7300 cal enerji verilir.

Metabolizma nedir :
hücrede gerçekleşen biyokimyasal reaksiyonların tümüdür.
A-Anabolizma nedir?
Dış ortamdan alınan veya hücredeki reaksiyonlar sonucu oluşan basit moleküllerden hücrenin ihtiyaç duyduğu kompleks veya diğer moleküllerin sentezlenmesidir. Protein sentezi , RNA sentezi, Fotosentez, Kemosentez vb.
B-Katabolizma nedir?
Dış ortamdan alınan veya hücrede daha önce üretilip işlevlerini kaybetmiş kompleks moleküllerin enerji üretimi veya yapıtaşı üretimi için daha basit moleküllere parçalanmasıdır. Hücre içi ve dışı sindirim, O2 li ve O2 siz solunum vb.