HUCRE SOLUNUMU
Organik besin yapı taşlarının oksijen kullanarak ya da kullanmadan daha kucuk molekullere yıkımına hucre solunumu denir.
A. OKSİJENSİZ (ANAEROBİK) SOLUNUM
Glikozun oksijensiz ortamda parcalanıp enerji elde edilmesi olayına fermantasyon denir. Olaya anaerobik solunum ve mayalanma gibi isimler de verilir. Bu olay hucrenin sitoplazmasında gercekleşir. Canlıların coğu glikozu fermantasyona uğratabilirler. Bu olay sonucu glikoz, etil alkol, laktik asit gibi ceşitli organik bileşiklere kadar parcalanır.
Glikozun fermantasyona uğrayabilmesi icin 2 ATP harcanır. Sonucta 4 ATP elde edilir. Glikoz molekulu aktifleşince enzimler yardımıyla piruvik asite parcalanır. Butun canlılarda buraya kadar olan reaksiyonlar, fermantasyonda ve oksijenli solunumda aynı olup glikoliz adını alır.
Şekil : Glikoliz Reaksiyonları
Farklı canlılarda farklı enzim sistemleri bulunduğu icin piruvik asit molekulleri değişik son urunlere parcalanır. Enerji kazancı ise hep aynıdır.
1. Alkol Fermantasyonu
Maya hucrelerinde ve bazı bir hucreli canlılarda gorulen fermantasyon şeklidir.
Aşağıda alkolik fermantasyonun genel denklemi verilmiştir.
Glikoliz urunu olan piruvik asit molekulleri bir diğer urun olan NADH2 nin hidrojenlerini alarak indirgenir ve etil alkole donuşur.
2. Asit Fermantasyonu
Piruvat, omurgalıların iskelet kaslarında ve yoğurt bakterilerinde laktik asit'e, sirke bakterilerinde asetik asit'e parcalanır.
Yukarıda laktik asit fermantasyonun genel denklemi verilmiştir. Bu olayda da piruvik asit hidrojen tutarak indirgenir. Ancak yan urun olarak CO2 oluşmaz.
B. OKSİJENLİ (AEROBİK) SOLUNUM
Ceşitli enerji verici organik besin maddelerinin oksijen varlığında birbirini takip eden kimyasal reaksiyonlarla CO2 ve H2O ya kadar parcalanması ve bağlarındaki enerjinin ATP'nin yapısına aktarılmasına oksijenli solunum denir.
Oksijenli solunum reaksiyonları uc basamakta gercekleşir ve genel denklemi şu şekildedir:
C6H12O6 + 6O2 ® 6CO2 + 6H2O + 38ATP + Isı
1. Glikoliz Reaksiyonları
Glikozun iki molekul piruvata yıkılması ile sonuclanan, sitoplazmadaki reaksiyonlar dizisine glikoliz denir.
2. Krebs Devri
Krebs cemberi reaksiyonları okaryot hucrelerde mitokondri icinde meydana gelir. Reaksiyonlarda iş goren enzimler mitokondri sıvısında bulunur. Piruvik asit CO2 ve H+ iyonları vererek parcalanır.
3. ETS Reaksiyonları
Glikoliz ve krebs cemberi reaksiyonlarında acığa cıkan elektron ve protonların bir seri enzim sisteminde taşınması olayıdır. Elektronlar, elektron taşıma sisteminde indirgenme – yukseltgenme şeklinde taşınır. Burada elektronların en son alıcısı oksijendir. Oksijen elektronları alır, indirgenir ve hidrojenle birleşerek su acığa cıkar.
Oksijenli solunum tepkimelerindeki oksidasyon basamaklarının tumunde ilk oksitleyiciler (yukseltgeyiciler) koenzimlerdir. Elektron taşıma sisteminin elemanları NAD, FAD, Koenzim Q ve Sitokromlardır. Bunlar elektron cekme kabiliyetlerine gore sıralanır. Hidrojenler, NAD molekulunden reaksiyona girerse 3 ATP, FAD molekulunden girerse 2 ATP kazanılır.
Sonucta, glikolizde 4 ATP, krebs devrinde 2 ATP ve ETS de 34 ATP olmak uzere toplam 40 ATP senaaalenir. Bunun 2 tanesi başlangıcta harcandığı icin kazanc 38 ATP dir.