İçerik
- ATP'nin Yapısı
- Hücresel Solunum ATP'yi Nasıl Üretir?
- Glikoliz
- Krebs Döngüsü
- Elektron Taşıma Zinciri
- Hücresel Solunumun Her Aşamasında Ne Kadar ATP Üretilir?
- Neden Hücreler ATP'ye İhtiyaç Duyar?
- ATP Hangi İşlemleri Kullanır?
ATP (adenozin trifosfat) canlı hücrelerde bulunan organik bir moleküldür. Organizmaların taşınması, çoğaltılması ve beslenebilmesi gerekir.
Bu faaliyetler enerji alır ve kimyasal reaksiyonlar organizmayı oluşturan hücrelerin içinde. Bu hücresel reaksiyonların enerjisi ATP molekülünden gelir.
Çoğu canlılar için tercih edilen yakıt kaynağıdır ve genellikle "para biriminin moleküler birimi" olarak adlandırılır.
ATP'nin Yapısı
ATP molekülünün üç bölümü vardır:
Enerji, fosfat grupları arasındaki bağlantılarda depolanır. Enzimler, depolanan enerjiyi serbest bırakan ve kas kasılması gibi yakıt aktivitelerini serbest bırakan fosfat gruplarından birini veya ikisini ayırabilir. ATP bir fosfat grubunu kaybettiğinde, ADP veya adenozin difosfattır. ATP iki fosfat grubunu kaybettiğinde, AMP veya adenozin monofosfattır.
Hücresel Solunum ATP'yi Nasıl Üretir?
Hücresel düzeyde solunum işlemi üç faza sahiptir.
İlk iki fazda, glukoz molekülleri parçalanır ve CO2 üretilir. Bu noktada az sayıda ATP molekülü sentezlenir. ATP'nin çoğu, solunumun üçüncü aşamasında, adı verilen bir protein kompleksi vasıtasıyla yaratılır. ATP sentaz.
Bu fazdaki son reaksiyon, su üretmek için yarım oksijen molekülünün hidrojenle birleştirilmesini sağlar. Her fazın ayrıntılı reaksiyonları aşağıdaki gibidir:
Glikoliz
Altı karbonlu glikoz molekülü, iki ATP molekülünden iki fosfat grubu alır ve bunları ADP'ye dönüştürür. Altı karbonlu glikoz fosfat, her biri bir fosfat grubuna sahip iki üç karbonlu şeker molekülüne bölünür.
Koenzim NAD + etkisiyle, şeker fosfat molekülleri üç karbonlu piruvat molekülleri haline gelir. NAD + molekülü olur NADH ve ATP molekülleri, ADP'den sentezlenir.
Krebs Döngüsü
Krebs döngüsü de denir sitrik asit döngüsü, ve daha fazla ATP molekülü oluştururken glikoz molekülünün parçalanmasını tamamlar. Her piruvat grubu için bir NAD + molekülü NADH'ye oksitlenir ve koenzim A, bir karbondioksit molekülü salıverirken Krebs döngüsüne bir asetil grubunu iletir.
Döngünün sitrik asit ve türevleri boyunca her dönüşü için, döngü, her piruvat girişi için dört NADH molekülü üretir. Aynı zamanda, FAD molekülü, iki hidrojen ve iki elektronu da alır. FADH2, ve iki tane daha karbondioksit molekülü serbest bırakıldı.
Son olarak, döngünün bir dönüşünde tek bir ATP molekülü üretilir.
Her glikoz molekülü iki piruvat giriş grubu ürettiğinden, bir glikoz molekülünü metabolize etmek için Krebs döngüsünün iki dönüşü gerekir. Bu iki dönüş, sekiz NADH molekülü, iki FADH2 molekülü ve altı karbon dioksit molekülü üretir.
Elektron Taşıma Zinciri
Hücre solunumunun son aşaması, elektron taşıma zinciri veya VB. Bu faz, çok sayıda ATP molekülünü sentezlemek için Krebs döngüsü tarafından üretilen oksijen ve enzimleri kullanır. oksidatif fosforilasyon. NADH ve FADH2 başlangıçta zincire elektronlar bağışlar ve bir dizi reaksiyon ATP molekülleri oluşturmak için potansiyel enerji üretir.
İlk olarak, NADH molekülleri, zincirin ilk protein kompleksine elektron bağışladıkları için NAD + olurlar. FADH2 molekülleri, zincirin ikinci protein kompleksine elektronlar ve hidrojenler bağışlar ve FAD olurlar. NAD + ve FAD molekülleri, giriş olarak Krebs döngüsüne döndürülür.
Elektronlar zincirde bir dizi redüksiyon ve oksidasyonda ilerlerken veya redoks reaksiyonlar, serbest kalan enerji, bir zar boyunca proteinler pompalamak için kullanılır; prokaryotlar veya mitokondri için ökaryotlar.
Protonlar, membran boyunca ATP sentaz adı verilen bir protein kompleksi boyunca geri yayıldıklarında, proton enerjisi, ADP'ye ATP moleküllerini oluşturan ilave bir fosfat grubunu bağlamak için kullanılır.
Hücresel Solunumun Her Aşamasında Ne Kadar ATP Üretilir?
ATP, hücresel solunumun her aşamasında üretilir, ancak ilk iki aşama, ATP üretiminin büyük bir kısmının gerçekleştiği üçüncü aşamada kullanım için maddelerin sentezlenmesine odaklanır.
Glikoliz ilk önce bir glikoz molekülünün ayrılması için iki ATP molekülü kullanır, ancak daha sonra bir iki net kazanç. Üretilen Krebs döngüsü iki ATP molekülü daha kullanılan her glikoz molekülü için. Son olarak, ETC üretmek için önceki aşamalardan gelen elektron donörlerini kullanır. 34 ATP molekülü.
Hücresel solunumun kimyasal reaksiyonları bu nedenle toplam 38 ATP molekülü Glikolize giren her glikoz molekülü için.
Bazı organizmalarda, NADH'yi hücrede bulunan glikoliz reaksiyonundan mitokondriye aktarmak için iki ATP molekülü kullanılır. Bu hücreler için toplam ATP üretimi 36 ATP molekülüdür.
Neden Hücreler ATP'ye İhtiyaç Duyar?
Genel olarak, hücreler enerji için ATP'ye ihtiyaç duyar, ancak ATP molekülünün fosfat bağlarından elde edilen potansiyel enerjinin birkaç yolu vardır. ATP'nin en önemli özellikleri:
Üçüncü fosfat grubu bağı en enerjikfakat sürece bağlı olarak, bir enzim fosfat bağlarının bir veya ikisini kırabilir. Bu, fosfat gruplarının geçici olarak enzim moleküllerine bağlandığı ve ADP veya AMP'nin üretildiği anlamına gelir. ADP ve AMP molekülleri daha sonra hücresel solunum sırasında tekrar ATP'ye değiştirilir.
enzim molekülleri fosfat gruplarını diğer organik moleküllere aktarın.
ATP Hangi İşlemleri Kullanır?
ATP, canlı dokularda bulunur ve organizmaların ihtiyaç duyduğu yerde enerji sağlamak için hücre zarlarını geçebilir. ATP kullanımının üç örneği sentez fosfat grupları içeren organik moleküllerin, reaksiyonları ATP tarafından kolaylaştırılmış ve aktif taşımacılık membranlar arasında moleküllerin. Her durumda, ATP, işlemin gerçekleşmesini sağlamak için fosfat gruplarından birini veya ikisini serbest bırakır.
Örneğin, DNA ve RNA molekülleri nükleotidleri fosfat grupları içerebilir. Enzimler fosfat gruplarını ATP'den ayırabilir ve gerektiğinde nükleotidlere ekleyebilir.
Protein içeren işlemler için, amino asitler veya kas kasılması için kullanılan kimyasallar, ATP organik bir moleküle bir fosfat grubu ekleyebilir. Fosfat grubu parçaları çıkarabilir veya moleküle eklemeler yapmaya yardımcı olabilir ve değiştirdikten sonra serbest bırakabilir. Kas hücrelerinde, bu tür bir hareket kas hücresinin her bir kasılması için gerçekleştirilir.
Aktif taşımada, ATP hücre zarlarını geçebilir ve beraberinde başka maddeler de getirebilir. Ayrıca moleküllere fosfat grupları da ekleyebilir. şeklini değiştir ve hücre zarlarından geçmelerine izin verin. ATP olmadan, bu işlemler durur ve hücreler artık çalışamaz.