İçerik
- Redoks Reaksiyonları Nedir?
- Ökaryotlarda Elektron Taşıma Zinciri Reaksiyonu Nerede Bulunur?
- Mitokondri neye benziyor?
- Prokaryotlarda ETC Reaksiyonu Nerede Gerçekleşir?
- Elektron Taşıma Zinciri Sırasında Ne Olur?
- ETC'nin Dört Kompleksinin İşlevi Nedir?
- Elektron Taşıma Zinciri Neden Önemli?
- Oksijen Mitokondriye Nasıl Girer?
- Hücresel Solunum ve ETC'nin Kimyasal Genel Görünümü
- Elektron Zincir Taşıma Mekanizmasını Engelleme
Canlı hücrelerin çoğu, enerjiyi serbest bırakmak için oksijenin alınmasını içeren hücresel solunum yoluyla besinlerden enerji üretir. Elektron taşıma zinciri veya ETC, bu işlemin üçüncü ve son aşamasıdır; glikoliz ve sitrik asit döngüsü.
Üretilen enerji şeklinde depolanır. ATP veya canlı organizmalar boyunca bulunan bir nükleotid olan adenozin trifosfattır.
ATP molekülleri enerji depolarlar. fosfat bağları. ETC, en fazla ATP'yi ürettiği için enerji açısından hücresel solunumun en önemli aşamasıdır. Bir dizi redoks reaksiyonunda, enerji serbest bırakılır ve üç fosfat grubu ile ATP oluşturmak için adenosin difosfata üçüncü bir fosfat grubunu bağlamak için kullanılır.
Bir hücre enerjiye ihtiyaç duyduğunda, üçüncü fosfat grubu bağını kırar ve elde edilen enerjiyi kullanır.
Redoks Reaksiyonları Nedir?
Hücre solunumunun kimyasal reaksiyonlarının çoğu redoks reaksiyonlarıdır. Bunlar, içeren hücresel maddeler arasındaki etkileşimlerdir. indirgeme ve oksidasyon (veya redoks) aynı anda. Elektronlar moleküller arasında transfer edildiklerinde, bir dizi kimyasal oksitlenirken diğer bir set indirgenir.
Bir dizi redoks reaksiyonu, elektron taşıma zincirini oluşturur.
Oksitlenen kimyasallar indirgeyici ajanlardır. Elektronları kabul eder ve elektronlarını alarak diğer maddeleri azaltır. Bu diğer kimyasallar oksitleyici ajanlardır. Elektronlar bağışlar ve diğer partileri redoks kimyasal reaksiyonunda okside ederler.
Bir dizi redoks kimyasal reaksiyonu meydana geldiğinde, elektronlar son indirgeme ajanı ile bir araya gelinceye kadar birçok aşamadan geçirilebilir.
Ökaryotlarda Elektron Taşıma Zinciri Reaksiyonu Nerede Bulunur?
Gelişmiş organizmaların veya ökaryotların hücrelerinin öz, esas, çekirdek ve ökaryotik hücreler olarak adlandırılır. Bu yüksek seviyeli hücreler de küçük zara-bağlı Hücre için enerji üreten mitokondri denilen yapılar. Mitokondri, ATP molekülleri şeklinde enerji üreten küçük fabrikalar gibidir. Elektron taşıma zinciri reaksiyonları mitokondri içinde gerçekleşir.
Hücrenin yaptığı işe bağlı olarak, hücrelerin az veya çok sayıda mitokondri olabilir. Kas hücrelerinde bazen binlerce bulunur, çünkü çok fazla enerjiye ihtiyaç duyarlar. Bitki hücreleri de mitokondriye sahiptir; fotosentez yoluyla glukoz üretirler ve sonra hücresel solunumda ve nihayetinde mitokondride elektron taşıma zincirinde kullanılırlar.
ETC reaksiyonları, mitokondrinin iç zarı üzerinde ve üzerinde gerçekleşir. Başka bir hücre solunum süreci, sitrik asit döngüsümitokondri içinde gerçekleşir ve ETC reaksiyonlarının ihtiyaç duyduğu bazı kimyasalları sağlar. ETC’nin özelliklerini kullanır. iç mitokondriyal membran ATP moleküllerini sentezlemek için.
Mitokondri neye benziyor?
Bir mitokondri, bir hücreden küçük ve çok daha küçüktür. Düzgün görmek ve yapısını incelemek için, birkaç bin kez büyütme ile elektron mikroskobu gereklidir. Elektron mikroskobu görüntüleri, mitokondrinin düzgün, uzun bir dış zara ve ağır katlanmış iç zar
İç zar kıvrımları parmaklar şeklindedir ve mitokondrinin iç tarafına derinlemesine uzanır. İç zarın içi, matris adı verilen bir sıvı içerir ve iç ve dış zarlar arasında, sıvı adı verilen viskoz bir sıvı dolu bölgedir. zarlar arası boşluk.
Sitrik asit döngüsü, matriste gerçekleşir ve ETC tarafından kullanılan bileşiklerin bazılarını üretir. ETC, bu bileşiklerden elektronları alır ve ürünleri sitrik asit döngüsüne geri döndürür. İç zarın kıvrımları, elektron taşıma zinciri reaksiyonları için bolca yer kaplayan geniş bir yüzey alanı verir.
Prokaryotlarda ETC Reaksiyonu Nerede Gerçekleşir?
Tek hücreli organizmaların çoğu prokaryottur, yani hücrelerin çekirdeği yoktur. Bu prokaryotik hücreler, hücre duvarı ve hücreyi çevreleyen ve hücreye neyin girip neyin girdiğini kontrol eden hücre membranları ile basit bir yapıya sahiptir. Prokaryotik hücrelerde mitokondri ve diğerleri yoktur zara bağlı organeller. Bunun yerine, hücre enerji üretimi hücre boyunca gerçekleşir.
Yeşil algler gibi bazı prokaryotik hücreler fotosentezden glikoz üretebilir, diğerleri ise glikoz içeren maddeler alabilir. Glikoz daha sonra hücre solunum yoluyla hücre enerjisi üretimi için gıda olarak kullanılır.
Bu hücreler mitokondriye sahip olmadıkları için, hücre solunumunun sonunda ETC reaksiyonunun, hücre duvarının hemen içinde bulunan hücre zarları üzerinde ve boyunca gerçekleşmesi gerekir.
Elektron Taşıma Zinciri Sırasında Ne Olur?
ETC sitrik asit döngüsü tarafından üretilen kimyasallardan yüksek enerjili elektronlar kullanır ve bunları dört adımda düşük enerji seviyesine götürür. Bu kimyasal reaksiyonlardan elde edilen enerji pompa protonları bir membran boyunca. Bu protonlar daha sonra membrandan geri dağılır.
Prokaryotik hücreler için proteinler, hücreyi çevreleyen hücre zarları boyunca pompalanır. Mitokondri içeren ökaryotik hücreler için protonlar, iç mitokondriyal zar boyunca matristen intermembran boşluğa pompalanır.
Kimyasal elektron donörleri NADH ve FADH son elektron alıcısı oksijen iken. NAD ve FAD kimyasalları sitrik asit döngüsüne geri verilirken, oksijen su oluşturmak için hidrojenle birleşir.
Membranlar boyunca pompalanan protonlar proton gradyanı. Gradyan, protonların membranlar içinde geri hareket etmesini sağlayan proton-hareket kuvveti üretir. Bu proton hareketi ATP sentazını harekete geçirir ve ADP'den ATP molekülleri oluşturur. Genel kimyasal işlem denir oksidatif fosforilasyon.
ETC'nin Dört Kompleksinin İşlevi Nedir?
Dört kimyasal kompleks, elektron taşıma zincirini oluşturur. Aşağıdaki fonksiyonlara sahiptirler:
Bu işlemin sonunda, proton gradyanı membranlar boyunca her pompalama protonu tarafından üretilir. Sonuç proton-itici kuvvet Protonları, ATP sentaz molekülleri aracılığıyla membranlardan çeker.
Mitokondriyal matrisi veya prokaryotik hücrenin içini geçtiklerinde protonların etkisi, ATP sentaz molekülünün bir ADP'ye veya adenosin difosfat molekülüne bir fosfat grubu eklemesine izin verir. ADP, ATP veya adenozin trifosfat haline gelir ve enerji, ekstra fosfat bağında depolanır.
Elektron Taşıma Zinciri Neden Önemli?
Üç hücresel solunum fazının her biri, önemli hücre işlemlerini içerir, ancak ETC en fazla ATP'yi üretir. Enerji üretimi, hücre solunumunun kilit fonksiyonlarından biri olduğundan, ATP bu açıdan en önemli aşamadır.
ETC'nin ürettiği yer 34 ATP molekülü bir glikoz molekülünün ürünlerinden sitrik asit döngüsü iki üretir ve glikoliz dört ATP molekülü üretir, ancak ikisini kullanır.
ETC'nin bir diğer kilit işlevi de üretmektir. NAD ve HEVES NADH ve FADH'den ilk iki kimyasal kompleks içinde. ETC kompleksi I ve kompleksi II'deki reaksiyonların ürünleri sitrik asit döngüsünde gereken NAD ve FAD molekülleridir.
Sonuç olarak, sitrik asit döngüsü ETC'ye bağlıdır. ETC sadece son elektron alıcısı olarak hareket eden oksijenin varlığında gerçekleşebileceğinden, hücre solunum döngüsü sadece organizma oksijen aldığında tam olarak çalışabilir.
Oksijen Mitokondriye Nasıl Girer?
Tüm gelişmiş organizmaların hayatta kalabilmek için oksijene ihtiyacı vardır. Bazı hayvanlar havadan oksijen alırken sudaki hayvanlar da nefes alabilir. katmerli çene veya oksijen yoluyla deriler.
Daha yüksek hayvanlarda kırmızı kan hücreleri, içindeki oksijeni emer. akciğer ve onu vücuda taşıyor. Arterler ve küçük kılcal damarlar oksijeni vücut dokuları boyunca dağıtır.
Mitokondri su oluşturmak için oksijen kullandıkça, oksijen kırmızı kan hücrelerinden yayılır. Oksijen molekülleri hücre zarları boyunca ve hücre içi içerisine hareket eder. Mevcut oksijen molekülleri tükendiğinde, yeni moleküller onların yerini alır.
Yeterli miktarda oksijen olduğu sürece, mitokondri hücrenin ihtiyaç duyduğu tüm enerjiyi sağlayabilir.
Hücresel Solunum ve ETC'nin Kimyasal Genel Görünümü
Glikoz bir karbonhidrat Bu, oksitlendiğinde, karbondioksit ve su üretir. Bu işlem sırasında elektronlar elektron taşıma zincirine beslenir.
Elektron akışı, hidrojen iyonlarını taşımak için mitokondriyal veya hücre zarlarındaki protein kompleksleri tarafından kullanılır, H + , membranlar boyunca. Bir zarın dışında içeriden daha fazla hidrojen iyonu bulunması, zarın dışında daha asidik bir çözelti ile pH dengesizliği yaratır.
PH'ı dengelemek için, hidrojen iyonları ATP sentaz protein kompleksi içinden membran boyunca geri akar ve bu da ATP moleküllerinin oluşumunu sağlar. Elektronlardan toplanan kimyasal enerji, hidrojen iyonu gradyanında depolanan elektrokimyasal enerji formuna dönüştürülür.
Elektrokimyasal enerji, hidrojen iyonlarının ya da protonların ATP sentaz kompleksi içinden akmasıyla serbest kaldığında, biyokimyasal enerji ATP şeklinde.
Elektron Zincir Taşıma Mekanizmasını Engelleme
ETC reaksiyonları, hücrenin hareket, üreme ve hayatta kalma sürecinde kullanması için enerji üretmek ve depolamak için oldukça etkili bir yoldur. Bir dizi reaksiyon bloke edildiğinde, ETC artık işlev görmez ve buna dayanan hücreler ölür.
Bazı prokaryotlar, son elektron alıcısı olarak oksijen dışındaki maddeleri kullanarak alternatif enerji üretme yollarına sahiptir, ancak ökaryotik hücreler, oksidatif fosforilasyona ve enerji ihtiyaçları için elektron taşıma zincirine bağlıdır.
ETC eylemini engelleyebilecek maddeler blok redoks reaksiyonlarıproton transferini önler veya anahtar enzimleri değiştirir. Bir redoks basamağı bloke olursa, elektronların transferi durur ve oksidasyon oksijen ucunda yüksek seviyelere ilerlerken, zincirin başlangıcında daha fazla azalma meydana gelir.
Protonlar membranlar boyunca transfer edilemediğinde veya ATP sentaz gibi enzimler bozunduğunda, ATP üretimi durur.
Her iki durumda da, hücre fonksiyonları parçalanır ve hücre ölür.
Bitki bazlı maddeler gibi rotenonegibi bileşikler siyanür ve antibiyotikler gibi Antimisin ETC reaksiyonunu inhibe etmek ve hedeflenen hücre ölümünü meydana getirmek için kullanılabilir.
Örneğin, rotenon bir böcek ilacı olarak kullanılır ve bakterileri öldürmek için antibiyotikler kullanılır. Organizmanın çoğalmasını ve büyümesini kontrol etmek gerektiğinde, ETC değerli bir saldırı noktası olarak görülebilir. İşlevini bozmak, yaşaması gereken enerjinin hücresini mahrum eder.