Oksijenli ve Oksijensiz Solunum Nedir?
Oksijenli solunum nedir? Oksijensiz solunum nedir? Oksijensiz solunum ve oksijenli solunum arasındaki farklar nelerdir?
OKSİJENSİZ SOLUNUM (ANAEOROBİK SOLUNUM)
Organik besin monomerlerinin oksijen kullanılmadan sitoplazmadaki enzimler aracılığı ile daha küçük moleküllere parçalanması olayına oksijensiz solunum denir.
Besinlerin parçalanması tam olmadığı için üretilen enerji miktarı azdır. Bazı bakteriler, bira mayası, bazı bitki tohumları ve omurgalıların çizgili kas hücreleri oksijensiz solunum yaparak ATP sentezleyebilirler.
Fermantasyon olayı glikoz ve son ürün evresi olmak üzere iki ana evreden meydana gelir. Her iki evre de sitoplazmada gerçekleşir.
1-) Glikoz Evresi
Glikozun sitoplazmada enzimler yardımıyla pirüvik asite (pirüvat) kadar parçalanmasına glikoz denir.
Glikoz canlıların tamamında aynı şekilde gerçekleştirilen ortak bir olaydır. Oksijensiz solunumda ATP’nin harcandığı ve üretildiği evredir.
Glikoz sonucu meydana gelen pirüvik asit ve NADH + H+ molekülleri glikolizi takip eden son ürün evresi reaksiyonlarına katılır.
Glikolizden sonraki reaksiyonlarda ATP tüketimi veya üretimi olmaz.
2-) Son Ürün Evresi
Glikoz sonrası üretilen pirüvatın farklı canlılarda bulunan enzim çeşitlerine bağlı olarak laktik asit veya etil alkol gibi organik yapıdaki son ürünlere dönüştürülmesi olaylarını kapsar.
Bu olaylar sırasında glikoz evresinde indirgenmiş olan NADH + H+ moleküllerinin tuttuğu hidrojenler kullanılır. Böylece NADH + H+ molekülleri yükseltgenerek serbest hale (NAD+) geçer. NAD+, glikolizin devamı ve ATP üretimi için gereklidir.
Oksijensiz solunum olayı oluşan son ürün çeşidine göre isimlendirilir.
a-) Laktik Asit Fermantasyonu
Bu olay bazı bakterilerde (yoğurt bakterileri) ve omurgalıların çizgili kas hücrelerinde gerçekleşir.
Omurgalıların çizgili kas hücrelerine yeterli oksijen gelmediği zaman enerji üretimi laktik asit fermantasyonuyla sağlanır. Bu şekilde hücrede pirüvat ve NADH + H+ birikimi engellenmiş ve glikolizin devamlılığı sağlanmış olur.
Dinlenme halinde kaslara yeterli oksijen gelmesi ile laktik asit pirüvik asite dönüştürülür ve oksijenli solunuma katılır. Laktik asitin bir kısmı da karaciğere getirilerek burada glikoza dönüştürülür. Daha sonrada glikojene dönüştürülebilir. Kanda yüksek orandaki laktik asit beynin yorgunluk ve uyku merkezini uyarır.
b-) Etil Alkol Fermantasyonu
Bira mayası ve bazı bakterilerde gerçekleşir. Pirüvik asit önce asetaldehite sona etil alkole dönüştürülür.
Eğer ortamdaki alkol oranı %18’i aşarsa canlının kendisi için zehir etkisi yapar.
OKSİJENLİ SOLUNUM (AEROBİK SOLUNUM)
Organik besin monomerlerinin oksijen kullanılarak enzimler yardımıyla en küçük inorganik bileşenlerine kadar parçalanmasıdır. Parçalanma sırasında organik besinlerin yapısındaki enerjinin tamamı açığa çıkarılır.
Oksijenli solunum Glikoliz evresi Krebs evresi ve E.T.S (Son oksidasyon) evresi olmak üzere üç evrede meydana gelir.
Ökaryot hücrelerde glikoz evresi olayları sitoplazmada, Krebs ve ETS evresi olayları ise mitokondride gerçekleşir.
1.Glikoz
Glikoz evresi oksijensiz solunumdaki gibi gerçekleşir.
2.Krebs Çemberi
Glikolizdan sonra gerçekleşen bir dizi enzimatik reaksiyonu kapsar.
Glikoliz sonucu meydana gelen iki pirüvik asidin krebs reaksiyonlarına katılması sonucu şu moleküller meydana gelir: 4 CO2, 2 ATP, 6 NADH + H+, 2 FADH2
Burada oluşan NADH + H+ ve FADH2’ler daha sonra ETS olaylarına katılırlar.
3.E.T.S (Elektron Taşıma Sistemi)
NAD + H+ ve FADH2 moleküllerinin taşıdığı hidrojenlerin yüksek enerjili elektronların ETS elemanları arasında aktarılarak en son oksijen kadar taşındığı olayları içerir. Bu arada oksidatif fosforilasyon ile ATP üretimi yapılır.
Elektron taşıma sistemi (ETS) mitokondri iç zarında yer alan bir dizi elektron taşıyıcı molekülden oluşur.
ETS elemanları enerji düzeylerine göre dizilmiştir.
ETS’de elektron aktarımı sırasında serbest enerji açığa çıkar. Bu enerjinin bir kısmı protonların (H+) matriksten zarlar arası bölmeye pompalanmasında kullanılır.
ETS’nin çalışması ile zarlar arası bölmenin proton değişimi matriksten daha yüksek hale gelir. Bu derişim fakının oluşturduğu potansiyel enerji, ATP sentaz aracılığı ile ATP sentezinde kullanılır.
Proton ve elektronların NAD + H+ arasından sisteme verilmesiyle 3 ATP, FADH2 tarafından sisteme verilmesiyle 2 ATP sentezlenir.
OKSİJENSİZ VE OKSİJENLİ SOLUNUM FARKLARI
Oksijensiz Solunum
- Oksijen kullanılmaz.
- Bazı bakterilerde, maya mantarlarında ve omurgalıların çizgili kas hücrelerinde görülür.
- Sitoplazmada gerçekleşir.
- Glikoz; etil alkol, laktik asit gibi organik bileşiklere kadar parçalanır.
- ETS görev yapmaz.
- Sadece substrat düzeyinde fosforilasyonla ATP üretilir.
- 1 molekül glikozdan net 2 ATP’lik enerji kazanılır.
Oksijenli Solunum
- Oksijen kullanılır.
- Bazı bakterilerde, protistlerin çoğunda ve çok hücreli canlılarda görülür.
- Sitoplazma ve mitokondride gerçekleşir.
- Glikoz; su ve karbondioksit gibi inorganik bileşiklere kadar parçalanır.
- ETS görev yapar.
- Hem substrat düzeyinde hem de oskidatif fosforilasyonla ATP üretilir.
- 1 molekül glikozdan net 38 ATP’lik enerji kazanılır.
Oksijensiz solunumda glikozdaki enerjinin ancak %2’lik kısmı ATP’ye dönüşürken bir kısmı ısı şeklinde açığa çıkar, bir kısmı da oluşan son ürünlerde gizli kalır. Oksijenli sonumda ise glikozun kimyasal bağlarındaki enerjinin yaklaşık % 40’ı ATP’ye dönüşürken yaklaşık % 60’ı ısı şeklinde açığa çıkar. Bu ısı ise vücut sıcaklığının korunmasını sağlar.
Oksijenli solunumda karbonhidrat ve yağlar kullanıldığında metabolik artık olarak CO2 ve H2O üretilirken, proteinler kullanıldığında bunlara ilaveten NH3 (amonyak) üretilir.