hücre solunumu

40
Hücre Solunumu Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü

Upload: hawa

Post on 18-Jan-2016

124 views

Category:

Documents


7 download

DESCRIPTION

Hücre Solunumu. Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü. SOLUNUM. SOLUNUM İki çeşit solunum vardır HÜCRE DIŞI SOLUNUM: Canlıların dış ortamdan O 2 alıp, dış ortama CO 2 vermeleridir. - PowerPoint PPT Presentation

TRANSCRIPT

Page 1: Hücre Solunumu

Hücre Solunumu

Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü

Page 2: Hücre Solunumu

2

SOLUNUM

Page 3: Hücre Solunumu

3

SOLUNUMİki çeşit solunum vardır

HÜCRE DIŞI SOLUNUM: Canlıların dış ortamdan O2 alıp, dış ortama CO2 vermeleridir.

HÜCRE İÇİ SOLUNUM: Canlıların hücrelerinde meydana gelen ve organik besin maddelerinin O2 ile yakılarak enerji elde edilmesiyle sonuçlanan bir reaksiyondur.

Page 4: Hücre Solunumu

Ekosistemde ki enerji akışındabitkiler ve hayvanlardaki mitokondrilerfotosentezin organik ürünleriniyakıt olarak kullanırlar.

Solunum sonucu açığa çıkan enerjihücresel işler için kullanılır.

Organik ve inorganik maddelerçevrime uğrarken , enerji çevrimeuğramaz ekosisteme giren güneşenerjisi ısı olarak ekosistemi terk eder.

Page 5: Hücre Solunumu

a) Hidrojen ile oksijenin kontrolsüz ekzorgonik tepkimesi su oluşturur. Bu sırada ısı ve ışık şeklinde bir enerji açığa çıkar.

b) Hücre solunumunda aynı tepkime aşamalı olarak meydana gelir. Elektron taşıma sistemi sayesinde elektronların taşınışı kademeli olarak meydana gelir. Böylece açığa kontrollü bir enerji salınımı olur ve bu enerj ATP yapımında kullanılır.

Page 6: Hücre Solunumu

NAD bir elektron taşıyıcı olarak görev yapar.

Besinlerden koparılan elektronlar NAD’ye aktarılır.

Dehidrogenaz adı verilen enzimler besinden (Glikoz) bir hidrojen çifti uzaklaştırır.

Bir proton ve 2 elektron NAD tarafından tutularak NADH haline gelir diğer proton ise çözeltiye bırakılır.

Hücre solunumu sırasında elektronlar ,

Besin NADH Elktron taşıma zinciri Oksijen sırasında taşınır.

Nikotinamid adenin dinükleotid (NAD)

Page 7: Hücre Solunumu

Hücre Solunumu

•Hücre solunumunun iki basamağı bulunmaktadır;

• Glikoliz

• Oksijenli veya Oksijensiz solunum

Page 8: Hücre Solunumu

Hücre Solunumuna Genel Bakış

Page 9: Hücre Solunumu

9

Oksijenli (Aerob) SolunumOksijenli (Aerob) SolunumOrganik bileşiklerdeki kimyasal bağların oksijenli Organik bileşiklerdeki kimyasal bağların oksijenli ortamda yıkılarak enerji elde edilmesidir. Son ürünler ortamda yıkılarak enerji elde edilmesidir. Son ürünler COCO22 ve H ve H22O’dur.O’dur.

Oksijensiz (Anaerob) SolunumOksijensiz (Anaerob) SolunumGlikozun oksijensiz ortamda etil alkol ve laktik asite Glikozun oksijensiz ortamda etil alkol ve laktik asite kadar yıkılarak enerji elde edilmesidir. Fermantasyon kadar yıkılarak enerji elde edilmesidir. Fermantasyon da denir.da denir.

Page 10: Hücre Solunumu

10

Oksijenli (Aerob) SolunumOksijenli (Aerob) Solunum

Oksijenli solunum 3 basamakta gerçekleşir. Bunlar:

1. Glikoliz

2. Krebs Çemberi (Sitrik Asit Çevrimi) ve

3. ETS (Elektron Taşıma Sistemi)’dir

Page 11: Hücre Solunumu

11

1.1. GlikolizGlikoliz

Hücreler glikozu özel bir yolla yıkar. Canlılar burada açığa çıkan enerjiyi, yaşamsal işlevlerini devam ettirebilmek için kullanırlar. Stoplazmada gerçekleşen ve 6C’lu glikozun 3C’lu pirüvik asite(pirüvata) kadar yıkılmasıyla sonuçlanan evreye “glikoliz” denir. Glikoliz evresinde O2 kullanılmaz.

* Hem oksijenli solunum hem de oksijensiz solunumun * Hem oksijenli solunum hem de oksijensiz solunumun başlangıcında başlangıcında glikolizglikoliz evresi görülür. Fakat evresi görülür. Fakat glikolizden sonra farklı reaksiyonlar görülür.glikolizden sonra farklı reaksiyonlar görülür.

Page 12: Hücre Solunumu

Glikoliz

Page 13: Hücre Solunumu

13

Glikoz yapı olarak kararlı bir bileşiktir. Parçalanması için vücut ısısı yetersiz kalmakta, aktifleşerek parçalanması için de enerjiye ihtiyaç duyulmaktadır. Aktivasyon enerjisi denilen bu gelişme için ATP kullanılır.

Page 14: Hücre Solunumu

14

ATP’nin Yapısı

ATP, sahip olduğu fosfat bağları koptuğu zaman yüksek enerji veren organik maddelerdir. Yapısında adenin nükleotidi, 5 C’lu şeker ve 3 tane fosfat bulunur.

+ +

Adenozin Yüksek enerjili bağlar

Adenozin Mono Fosfat (AMP) Adenozin Di Fosfat (ADP) Adenozin Tri Fosfat (ATP)

Adenin 5C P P P

Page 15: Hücre Solunumu

15

Bu işlem için glikoz 2ATP ile reaksiyona girer. Bu işlem sırasında her bir ATP’den birer tane P kopar. Kopan P’ların bağ enerjisi ile glikoz aktifleştirilir.

Aktif hale gelen 6C’lu glikozdan, bir dizi işlemlerden sonra 3C’lu 2 tane pirüvat oluşur.

* Pirüvat = C3H4O3

Page 16: Hücre Solunumu

16

.

Page 17: Hücre Solunumu

17

Bu işlemler sona erdiğinde 2NADH2, 4ATP ve 2Pirüvat açığa çıkar.

2 ATP reaksiyonun başında glikozu aktifleştirmek için kullanıldığı için bu aşamada net kazanç 2ATP ve 2NADH2’dir

Page 18: Hücre Solunumu

Glikoliz ile Krebs döngüsü arasındaki bağlantı

1- Piruvatın karboksil grubu uzaklaştırılır. Solunumda CO2 açığa çıkarılan ilk basamaktır.

2- NADH meydana gelir.3- Mitokondriye giren Piruvat ilk önce Asetil koenzimA (Asetil CoA) adlı

bileşiğe dönüştürülür.

1

2

3

Page 19: Hücre Solunumu

19

2. Krebs 2. Krebs Çemberi (Sitrik Asit Çevrimi) Krebs mitekondrinin matriks (iç zarın çevrelediği sıvı)

kısmında meydana gelir.

Page 20: Hücre Solunumu

20

Glikoliz sonucu oluşan piruvattan 1CO2 ve 2H ayrılır ve piruvat 2C’lu Asetil CoA (Aktif Asetik Asit)’e dönüşür. Krebs evresini başlatan molekül Aktif Asetik Asit’tir.

A.A.Asit 4C’lu bir molekül ile birleşerek 6C’lu Sitrik Asit’i oluşturur.

Sitrik Asit bir dizi reaksiyon sonucu 4C’lu bir bileşiğe dönüşür. Bu 4C’lu bileşik tekrar sitrik asit çemberine katılır.

Page 21: Hücre Solunumu

21

Glikoliz

6C

Page 22: Hücre Solunumu

22

Krebs evresinde bir piruvatın çevrimi ile 1ATP,4NADH2 ve1FADH2 açığa çıkar.

Glikoliz evresinde her bir glikozun yıkımı ile 2 piruvat oluştuğu ve krebs’e 2 tane piruvat girdiği için sonuçta

2ATP8NADH2 ve2FADH2 açığa çıkar.

Page 23: Hücre Solunumu

23

3. ETS (Elektron Taşıma Sistemi)

ETS mitekondrinin krista (iç zarın matriks içinde yaptığı kıvrımlar) kısmında bulunur.

Page 24: Hücre Solunumu

Elektron taşıma zincirine genel bakış Glikoliz ve krebs döngüsü sırasında

besinden uzaklaştırılan elektronlar NADH tarafından elektron taşıma zincirindeki ilk molekülene (FMN) aktarılır.

Elektron taşıması sırasındaki serbest enerji değişimi belli bir sırada bileşenlerin dizilimini sağlar.

Hücre besin moleküllerinde depolanmış enerjiyi redoks tepkimeleri ile açığa çıkarır.

İndirgenme-oksitlenme tepkimeleriyle açığa çıkan enerji oksidatif fosforilasyon aracılığıyla ATP yapımında kullanılır.

Page 25: Hücre Solunumu

Zincirdeki her kompleks elektron alıp verdikçe hidrojen iyonları matriksten zarlar arası bölgeye pompalanır.

Bu bölgede artan H iyonları ATP sentaz proteininden geçerek matrikse geri döner bu sırada ATP yapımı gerçekleşir.

ATP sentezi

Page 26: Hücre Solunumu

26

Glikoliz ve krebs çemberinde NAD ve FAD moleküllerinin taşıdıkları H2’lerin elektronları bu aşamada ETS den geçerler ve burada ATP sentezlenir.

Page 27: Hücre Solunumu

ATP sentaz

• ATP sentaz protein kompleksi hidrojen iyonlarının akışıyla güç sağlayan bir değirmen gibi çalışır.

• Bu kompleks ökaryotların mitokondri ve kloroplast zarları , prokaryotların ise plazma zarında yer alır.

Page 28: Hücre Solunumu

28

H atomları öncelikle birer elektronlarını salarak pozifi yüklü H+ iyonları haline döner.

H atomlarından ayrılan elektronlar ETS’den geçerken ATP sentezlenir.

ETS’den çıkan elektronlar tekrar H+ iyonları ile birleşir.

Bu noktadan sonra H atomları oksijen ile birleşerek suyu oluşturur.

Page 29: Hücre Solunumu

29

NAD moleküllerinin taşıdığı her H2 için ETS’de 3ATP sentezlenir.

Page 30: Hücre Solunumu

30

Fakat FAD moleküllerinin taşıdığı her H2 için ETS’de 2ATP sentezlenir.

Page 31: Hücre Solunumu

31

SONUÇ

Not: NAD ve FAD yoluyla ATP kazancı, bu moleküller tarafından taşınan hidrojenler ETS’den geçtikten sonra gerçekleşir.

Page 32: Hücre Solunumu

32

Oksijensiz (Anaerob) SolunumOksijensiz (Anaerob) Solunum

Havanın serbest oksijenini kullanmadan yapılan solunuma oksijensiz (anaerob) solunum adı verilir. Oksijensiz solunumun diğer bir ismi fermantasyon (mayalanma)’dur.

Yeşil bitkiler genelde oksijenli solunum yaparlar. Fakat zaruret halinde kısa süre için oksijensiz solunum da yapabilirler. Halbuki bazı bakteri ve mantarlarda oksijensiz solunum normal olarak devam eder.

Page 33: Hücre Solunumu

33

Oksijensiz solunum tıpkı oksijenli solunumda olduğu gibi glikoliz olayı ile başlar.

Page 34: Hücre Solunumu

34

Piruvatların oluşumundan sonra gerçekleşen olaylara göre etil alkol fermantasyonu veya laktik asit fermantasyonu adını alır.

Page 35: Hücre Solunumu

OKSİJENSİZ SOLUNUM

2 tip oksijensiz solunum vardır. 1) Laktik Asit Fermantasyonu 2) Etil Alkol Fermantasyonu

Page 36: Hücre Solunumu

36

.

Laktik Asit Fermantasyonu

Glikozdan başlayarak laktik asit oluşumuna kadar geçen olaylar zinciridir. Laktik Asit ferman-tasyonunda tıpkı oksijenli solunumda olduğu gibi glikoliz görülür.Glikoliz sonunda oluşan Piruvatlar NADH2’lerin H2 lerini bağlayarak laktik asite dönüşürler.

Page 37: Hücre Solunumu

37

Laktik asit fermantasyonu sonucunda bir tane glikozdan 2 tane laktik asit ortaya çıkar ve 4ATP enerji elde edilir. Glikolizin başlangıcındaki 2ATP çıkarıldığı zaman net kazanç 2ATP olur.

Omurgalıların çizgili kaslarında ve yoğurt bakterilerinde laktik asit fermantasyonu görülebilir. Az miktarda oluşan laktik asit kasların daha iyi çalışmasını sağladığı halde (sporcuların ısınma hareketleri) fazlası kana karışır ve yorgunluk hissi verir.

Page 38: Hücre Solunumu

38

Proteinlerin yapıtaşı olan aminoasitlerin anaerobik bazı bakteriler tarafından fermente edilmesi sonucu kötü kokular açığa çıkar. Bu olaya kokuşma (putrifikasyon) adı verilir.

Yemeklerin bozulmasıyla çeşitli kokuların oluşması, kokuşma olayının bir sonucudur.

Page 39: Hücre Solunumu

39

.

Etil Alkol Fermantasyonu

Glikozdan başlayarak etil alkol oluşumu-na kadar geçen olaylar zinciridir.

Etil alkol fermantasyonunda oksijenli solunumda olduğu gibi glikoliz görülür.

Glikoliz sonunda oluşan piruvatlar önce bir tane CO2 vererek asit aldehit’e dönüşürler. Asit aldehit’ler NADH2’lerin H2’lerini bağlayarak etil alkol’e dönüşürler

Page 40: Hücre Solunumu

40

Etil Alkol Fermantasyonu

Etil alkol fermantasyonu sonucunda bir tane glikozdan 2 tane etil alkol ortaya çıkar ve 4ATP enerji elde edilir. Glikolizin başlangıcındaki 2ATP çıkarıldığı zaman net kazanç 2ATP olur.

Bira mayası başta olmak üzere maya mantarları ve şarap bakterilerinde görülür. Bu canlılarda fermantasyon ürünleri üremeyi durdurucu etki yapar. Örneğin bira mayasında alkol oranı %18’i geçerse üreme durur.