Solunum

Solunum ile ATP elde edilmesi üç fazda gerçekleşir.

1.fazda protein, karbonhidrat ve yağları Asetil - CoA ' ya kadar parçalanır.Bu parçalanma reaksiyonları sitoplazma içerisinde meydana gelir.
2.fazda Asetil - CoA moleküllerini mitokondri matrixine girerek " Krebs " çemberine katılır.
3.fazda ise mitokondri içerisinde Dehidrogenaz enzimleri tarafından koparılan elektronlar, elektron transfer zincirinden geçirilerek mitokondri zarında ATP sentezlenmesini sağlar.

Solunumun ilk fazında protein, karbonhidrat, yağ ve şekerlerin nasıl yıkıma uğradıklarını en genel haliyle özetlemeye çalıştık.Şimdi ise 2.faz olan krebs çemberinde yıkıma uğrayan moleküllerden nasıl ATP üretildiğini şekil üzerinde görelim.

Şekilde, krebs çemberiyle birlikte solunumun en genel hali özetlenmiştir.

Krebs çemberini ara ürünleriyle birlikte ayrıntılı olarak görmek için Buraya tıklayınız

Solunumda özet olarak vücuda alınan yağ, karbonditrat ve proteinler Asetil - CoA ya dönüşmekte ve ardından Asetil - CoA nın krebs çemberinde enzimlerle katalizlenmesiyle ATP oluşmaktadır.Krebs çemberinde reaksiyonlar devam ederken enzimler, reaksiyona giren moleküllerden elektron (-) ve proton (H+) koparırlar.

3.fazda ise mitokondriyal membranda bulunan enzimler vasıtasıyla koparılan elektron ve protonlardan ATP sentez edilir.Membranda ATP nin nasıl sentezlendiğini şekil üzerinde görelim.

Krebs çemberinde reaksiyonlar baladıktan sonra H(+) iyonu matriksin dışarısına yani sitoplazmaya pompalanır.Çemberdeki kimyasal reaksiyonlarda koparılan elektronlar mitokondri zarının iç tarafında birikmeye başlayınca, dış zar ile iç zar arasında bir elektriksel gradiyent meydana gelir.

Bu elektrik gradiyenti H(+) iyonlarının mitokondri zarından tekrar matriks içerisine girmesine neden olur.Fakat H(+) iyonu, zarın içerisine gömülü olan kanal şeklindeki ATPaz enziminin içerisinden geçer.

Bu geçiş esnasında ADP (Adenin tri fosfat) molekülü yapısına bir tane daha fosfor (P) bağlayarak ATP (Adenin tri fosfat) ' ye dönüşür.ADP den ATP sentezini gerçekleştiren enzim ise ATPaz dır.Bu enzim, membrana bağlı bir protein olup zarın bir yüzünden diğer yüzüne kadar uzanır.

Bu tip proteinlere (burada proteinimiz enzim yapısındadır)
" İntegral protein " denir.Bunun dışında membrana kısmen gömülü proteinlerde vardır ki bu tip proteinlerede " Periferal protein " adı verilir.




Elektronların ETS (Elektron transfer zinciri) ' de taşınması ise 3 türlü olur.

1-) Redoks çiftleri ile :
Fe(+2) + Cu(+2) --------> Fe(+3) + Cu(+)

Fe (demir) ve Cu (bakır) redoks çiftleri olup Fe ' den 1 elektron Cu ' ya geçmiştir.Redoks çiftleri arasında elektron alıp verme potansiyeline " Redoks potansiyeli " denir.Elektron transfer zincirinde ise redoks çiftleri, potansiyeli küçük olandan büyük olana doğru sıralanmıştır.Böylelikle elektron seri bir şekilde akmaktadır.Redoks çiftleri ile elektron akımı, bitkilerin kloroplastlarındaki " Sitokrom " moleküllerinde de görülür.ATP ise, elektronun bir redoks çiftinden diğerine geçişi sırasında sentezlenir.

2-) Hibrid iyonu şeklinde taşınma :
H + C7N2H3O -------> C7N2H40

Denklemdeki hidrojen atomu, organik bir bileşiğe bağlanarak taşınmaktadır.Fakat buradaki hidrojen atomumuz yanlızca çıplak protondan ibaret değil, (-) yükünü yani orbitalinde elektronunuda taşımaktadır.

3-) Hidrojen çiftleriyle taşınma :
AH2 + B --------> A + BH2

Hidrojen atom çiftleri, başka atomlara veya moleküllere bağlanarak beraberlerindeki elektronlarıda bu atom veya moleküllerle ETS de taşırlar.

Vücudumuza soluduğumuz oksijenin az bir kısmı kandaki oksijen bağlayıcı enzimler tarafından kullanılırken, oksijenin % 90 ' na yakını ETS de kullanılır.Solunum mekanizmasında oksijen atomları, elektron alış verişinde bulunarak ETS ' nin devamlılığını sağlar.Eğer ortamda oksijen yoksa ETS mekanizması vede dolayısıyla solunum reaksionları durur.