Hücresel solunum, hücrenin yaşam bağlarının koparılmaması, yaşam döngüsünü devam ettirebilmesi açısından gerçekleştirdiği gaz ve su alışverişinin genel ismidir. Bu solunum sayesinde vücudun metabolik sistemlerin çalışmalarını devam ettirebilmek için enerji üretimide gerçekleşir. Solunum yapamayan canlıların yaşam imkanı olmayacağı gibi, solunumda karbonhidrat, yağ ve protein en ufak parçalarına kadar ayrıştırılır. Hücresel solunumda bu olayın gerçekleşmesi sırasında oksijenin kullanımı veya kullanılmaması baz alınarak iki başlık altında incelenir.
Fermantasyon: Gerekli enerjinin üretimi durumunda oksijenin kullanılmadığı solunum türüdür.Bir diğer adı anaerob olan bu solunumu, oksijensiz ortamda yaşayan bakteriler yaparlar. Normalde oksijenli solunum yapan bazı canlılar, istisnai durumlar dahilinde oksijensiz ortamlarda çok nadir zorunlu olarak bu solunumu yaparlar. Enzimler ile glukozun pirüvik aside kadar parçalanarak ATP'nin açığa çıkması olayına glikoliz denir. Glikoliz ortam nasıl olursa olsun ortaktır. Eğer ortamda oksijen bulunmuyorsa yada reaksiyona yetecek kadar yoksa pirüvik asidin, laktik asit veya etil alkole kadar parçalanması, oksijensiz solunum başlığı adı altında incelenir. Fermantasyon, hücrenin sitoplazmasında gerçekleşirken, iki ATP harcanırken dört ATP açığa çıkar.
- Glikoliz; glikozun enzimlerin çalışmaları ile pirüvik aside kadar parçalanması olayıdır. Tüm canlılarda aynı enzimler görev aldığı için glikoliz olayı her canlıda aynı şekilde gerçekleşir. Reaksiyonda dört ATP nin dışında iki NADH açığa çıkar. Oksijensiz solunumda NADH, son basamakta yükseltgenerek bir sonraki glikoliz olayında kullanılır. Bu döngüde dikkat edilmesi gereken en önemli olaylardan biri ise fruktoz mono hekzan bifosfat'tan gliseraldehit tri fosfat ve dihidroksiaseton fosfat oluşumudur. Geri dönüşümü olmayan bu basamak aynı zamanda hız kısıtlayıcı iken inüsilin ve glukagon hormanları kontrolünde aktif olurlar.
- Laktik asit fermantasyonu; oksijenin yeterli olmadığı durumlarda bazı bakteriler ve hayvan hücrelerinde görülen fermantasyondur. Ortamda oksijenin olmadığı zamanlarda pirüvik asidin laktik asite dönüşümüyle, NADH kullanılarak tekrar NADH elde edilmesi durumudur. İnsanlardaki bu fermantasyon olayı ise kas hücrelerindeki oksijen ihtiyacı kan tarafından karşılanmadığı halde enerji üretimini sağlama amaçlıdır.
- Etil alkol fermantasyonu; etanol fermantasyonu olarakta bilinen bu enerji üretimi biçimi, hücredeki tüm NAD+ ları NADH a çevirir. Bu NADH taki hidrojen ile reaksiyona girecek tepkime yoksa ATP üretimi gerçekleşmez. Bu fermantasyonda bulunan karboksil grubunun kopması halinde ortama karbondiosit yayılır.
Oksijenli: Hücrenin solunumu sırasında oksijenin kullanıldığı reaksiyonlardır. Hücrelerin mitokondri organelinde gerçekleşirken, monosakkaritler, gliserol, yağ asitleri ve aminoasitler, asetil koenzim-a yapısına dönüşürler. Bu dönüşüm sonrasında krebs döngüsüne katılırlar. Bu solunum türünde, glikoliz dışında iki farklı basamak daha vardır. Bunlar ;
- Krebs Döngüsü: Glikolizin devamı olan bu döngü, mitokondrinin içinde gerçekleşir. İlk basamağında sitrik asit oluştuğundan sitrik asit çemberi şeklindede adlandırılmıştır. Çember halinde bileşikler birbirlerine dönüşerek, arta kalanlarla maddeler elde edilir. Bu döngünün sonucunda altı adet NADH ve iki tane FADH açığa çıkar. Bu açığa çıkanların taşıdığı hidrojenler ve elektronlar elektronik taşıma sistemine devredilerek yükseltgenmenin oluşumu ile ATP üretilir.
- Oksidatif Fosforilasyon: Bir önceki döngülerde açığa çıkan FAD ve NAD elektronik taşıma sistemine aktarımıyla yükseltgenme ve indirgenme olayları gerçekleşir. Bu olaylar sırasında oluşan enerjinin bir kısmı harcanırken, bir kısmıda ısıda kullanılır. Görüldüğü üzere oksijenli solunumda oluşan ATP miktarı oldukça fazladır. Bu yükseltgenme olayı ile ATP üretimi olayına oksidatif Fosforilasyon denir. Sonuç olarak kırk ATP üretiminden iki başlangıçta kullanılan ATP düşersek net olarak otuz sekiz ATP elde edildiği görülür.
Tags:
BİYOLOJİ KARIŞIK
