Bilim

Oksidatif Fosforilasyon Nedir?

Oksidatif fosforilasyon, canlılar için enerji kaynağı olan ATP ( adenozin trifosfat) üretiminde kullanılan yollardan yalnızca biridir.

Fosforilasyon olarak da nitelendirilen ATP üretimi başlıca üç yoldan gerçekleşmektedir.

  • Oksijenli solunumda, Oksidatif Fosforilasyon
  • Oksijenli ve oksijensiz solunumda, Substrat Düzeyinde Fosforilasyon
  • Fotosentezde, Fotofosforilasyon
  • Kemosentezde, Kemofosforilasyon

Oksidatif fosforilasyon, O2’li solunum çeşidinin son evresini teşkil etmektedir. Krebs çemberi ve Glikoliz esnasında oluşan bileşiklerdeki hidrojen atomlarının elektron taşıma sisteminden (ETS) geçirilmesi sırasında O2 ile  birleşerek su oluşturması ve geriye kalan bileşiklerin ATP üretiminde kullanılması olayıdır. Prokaryot hücrelerde hücre zarının üstünde bulunan elektron taşıma sisteminden, ökaryot hücrelerde ise mitokondriden geçirilmektedir. Bilindiği üzere hidrojen atomu proton ve elektrondan oluşur. Elektron, elektron taşıma sistemi ( ETS ) boyunca protondan ayrılır ve aktarımlar ile O2 molekülüne taşınır. Elektronsuz kalan hidrojen protonu ile, fazladan bir adet elektron almış oksijenin birbirleri ile kenetlenmesi sonucu su oluşur.

Oksijenli ortamda, prokaryot hücrelerin sitoplazmasında ve ökaryot hücrelerin mitokondrilerinde gerçekleşmektedir. O2’li solunum içerisinde enerjinin en fazla yapıldığı evredir.

Oksidatif Fosforilasyon Hakkında

  • Glikoliz, sitrik asit ve yağ asitleri oksidasyonu çevriminde oluşan FADH2 ve NADH enerji bakımından oldukça zengin moleküllerdir.
  • Çünkü bu iki molekülde yüksek indirgenme potansiyeline sahip bir elektron çifti anlamına gelir.
  • Bu elektronlar oksijen molekülüne aktarıldığı sırada büyü bir enerji salınır. Bu enerji ise ATP sentezinde kullanılır.
  • İşte FADH2 ve NADH molekülleri elektronları seri  elektron taşıyıcıları aracılığıyla O2’ye aktarımı birlikteliğinde ATP üretildiği olayın adına oksidatif fosforilasyon denir.
  • Aerobik organizmaya sahip canlılarda ATP’nin en önemli kaynağı budur.

Oksidatif Fosforilasyon Özellikleri

  • Oksidatif fosforilasyon olayı mitokondrinin iç zarında bulunan elektron taşıma sistemi  ( ETS ) tarafından yürütülür.
  • FADH2 oksidayonu 2 ATP oluştururken, NADH’nin oksidasyonu 3 ATP oluşturmaktadır. Fosforilasyon ve oksidasyon birlikte yürüyen mekanizmalardır.
  • Solunum zinciri zarları arasında protein bir yapıda olan sitokromların da içerisinde bulunduğu pek çok elektron taşıyıcılarından ibarettir. Bu taşıyıcılar artan indirgenme potansiyeline göre sıralı bir şekilde dizilmiştir.
  • Protonlar üç farklı elektron aktarım kompleksi tarafından pompalanır.
  • Bu protonların mitokondri matriks kısmına geri akışı sırasında ATP sentezlenir.
  • Elektronlar NADH’tan O2’ye hem gruplarından, hemde flavinlerden, S-Fe kinonlardan, protein komplekslerinden elektron taşıyıcıları aracılığı ile aktarılır.
  • Kinonlarında dışında diğer elektron taşıyıcılarının hepsi proteinler prostetik grubuna yer alır.

Metabolizma

Canlı vücutlarının içerisinde gerçekleşene yaşamsal faaliyetlerin bütününe metabolizma adı verilir. Metabolik faaliyetler katabolizma ve anabolizma şeklinde ikiye ayrılır.

Katabolizma

Hücre içerisinde gerçekleşen yıkım reaksiyonlarıdır. Disimilasyon veya yadımlama reaksiyonları olarak da bilinir. Katabolizma reaksiyonları esnasında enerji genellikle harcanmaz. Canlı vücutları yaşlandıkça katabolizma olayları artmaktadır bundan dolayı anabolizma olayları azalır.

Yaşlı Birey: A < K

Yetişkin Birey: A = K

Genç Birey: A > K

Anabolizma

Hücre içerisinde gerçekleşen yapım reaksiyonlarıdır. Asimilasyon veya özümleme reaksiyonları olarak da bilinir. Anabolizma reaksiyonları esnasında enerji harcanır.

Örneğin; kemosentez, fotosentez reaksiyonlarında enerji harcanır.

ATP ( ADENOZİN TRİFOSFAT ) Nedir?

  • Kemosentez ve Fotosentez reaksiyonları ile organik madde içine konulmuş olan kimyasal enerjinin kullanım haline gelmesi için yapılır. Organik madde hücresel olan solunum reaksiyonları sayesinde parçalandıktan hemen sonra açığa çıkan ATP’nin iç kısma yerleştirilmesi gerekir.
  • Enerjini hem hücresel solunum ile parçalanması hem de organik madde haline getirilmesi sırasında enerjinin bir kısmı ısı şeklinde kaybedilir. Fakat çok küçük bir kısmı ATP içinde kullanılır.
  • ATP, enerjiyi kullanılabilir bir hale getiren moleküldür.
  • Her canlı hücre ATP’sini kendisi üretir ve tüketir.
  • ATP içerisinde bulunan bir serbest enerji kullanılamaz.
  • ATP, hücre zarından geçemez.
  • Depolanamaz.
  • Cansız ortam görev yapamaz ve hücreler arasında nakli yapılamaz.

ATP’nin Yapısı

  • Adenin organik bazı, 3 tane fosforik asit ve riboz pentoz şekerinden oluşmuş bir moleküldür. Ayrıca nükleotit yapıdadır.
  • Fosforik asitlerin 2 tanesi arasından yüksek enerjili fosfat bağları, adenin bazı ile riboz şekeri arasında glikozit bağı, riboz şekeri ile diğer bir fosforik asit arasında fosfoester bağı bulunmaktadır.
  • Serbest enerji yalnızca enerji bakımından yüksek olan fosfat bağlarında depolanır. Bu bağların koparılması sonucunda da enerji kullanılır.
  • Yüksek enerjili bağların koparılması olayı hücre içerisinde kademeli bir şekilde gerçekleşir. Bu şekilde açığa çıkacak çok fazla enerjiden hücre korunu.

Fosforilasyon Nedir?

ATP organik molekülünün dehidrasyon sentezi sonucu üretilmesidir.

ADP + Serbest Enerji + P → ATP + H2O

Defosforilasyon Nedir?

ATP organik molekülünün hidroliz sonucu parçalanmasıdır.

ATP + H20 → ADP + Serbest Enerji + P

Endergonik Tepkimeler Nelerdir?

Gerçekleşebilmesi için serbest enerjinin gerektiği tepkimelerdir.

  • Aktif Taşıma
  • ATP Üretimi ( Fosforilasyon )
  • Sinirsel İletim
  • Biyosentez Reaksiyonları ( Karbonhidrat, yağ, protein sentezi )
  • Kas Kasılması

Ekzergonik Tepkimeler Nelerdir?

Gerçekleşmesi sonrasında ortam içerisine serbest enerji veren tepkimelerdir.

ATP’nin Hidrolizi ( Defosforilasyon ) Nedir?

Genellikle hücresel solunum reaksiyonlarıdır.

Kemosentez ve Fotosentez hem ekzergonik hem de endergonik tepkimelerdir.

Hücresel solunumun yalnızca başlangıç kısmı endergoniktir.

Fosforilasyon Çeşitleri Nelerdir?

  • Fotofosforilasyon
  • Oksidatif Fosforilasyon
  • Substrat Düzeyinde Fosforilasyon

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu