Oksijenli solunum nedir - Oksijenli solunumun özellikleri

OKSİJENLİ SOLUNUM VE ÖZELLİKLERİ

Canlıların bir bölümü glikoz molekülünü oluşturan atomlar arsındaki enerjiyi ATP’ye aktarmak için hücrelerinde oksijenli solunum denilen başka bir yöntemi geliştirmiştir. Bitkiler oksijeni yaprak yüzeylerinde yer alan gözeneklerle alır. Hayvanların çoğunda ise bu olayı gerçekleştirmek için solunum organları vardır.

Oksijensiz solunumda olduğu gibi oksijenli solunumda da önce sitoplazmadaki özel enzimlerin etkisiyle glikozun kimyasal bağları kopmaya başlar ve organik moleküller oluşur. Bu moleküller hücrenin enerji santrali dediğimiz organeli olan mitokondrilere geçer ve burada özel enzimlerin etkisiyle de karbon dioksit ve hidrojene kadar ayrışır. Hidrojenin dışarıdan alınan oksijenle ile birleşmesi sonucu su oluşur. Bu kimyasal olaylar gerçekleşirken açığa çıkan enerji, çok sayıda ATP’nin sentezinde kullanılır. Oksijenli solunumda üretilen ATP, oksijensiz solunuma oranla oldukça fazladır.

C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ 6 CO₂ + 6 H₂O + 38 ATP + ISI ENERJİSİ

Hücrelerimiz sürekli solunum yapar. Öyleyse her zaman glikoza gereksinimleri vardır. Uzun süre yeterince karbonhidratlı maddeler yemediğimizi düşünelim. Bu durumda hücreler diğer organik molekülleri ( yağlar ve proteinler ) gerektiği zaman solunumda kullanabilir.

Solunum reaksiyonlarının başlangıç kısımları sitoplazmada devamı da mitokondri de olur.

Solunum olayında amaç; organların çalışmasını sağlayacak ATP üretmektir. ATP üretimi bir kaç dakika bile dursa ölüm gelir.

Tek hücreliler, sürüngenler, solucanlar solunum için gerekli oksijeni vücut yüzeyleri ile bulundukları ortamdan alırlar. Karbondioksiti yine vücut yüzeyleri ile dış ortama verirler. Diğer hayvanlarda ise trake, solungaç, akciğer gibi özel organlar vardır.


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 krampt (fizyolojik tetanoz) 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 hammedde 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 yıkım 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 glikoliz 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 gibibi O2 li solunumda aynen gerçekleşir. Bu aşamadan sonra oksijen varlığında mitokondriye geçiş olur.
B-Krebs devri:Pirüvat asetil Co-A(asetil koenzim a) ya dönüşünce krebs devribaşlar. Devir 2 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 elemalarıdır. H atomları elektronları ikişer ikişer ETS den aktarılır. Sonuçta NADH2 için 3ATP, FADH2 içim 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 ATP
Harcanan:2 ATP
Net:38 ATP

Proteinler, karbonhidratlar ve yağlar farklı noktalardan solunum reaksiyonlarına katılırlar.