Oksijensiz Solunum

Oksijensiz Solunum (Fermantasyon)


Organik besinlerin oksijen kullanmadan enzimler yardımıyla daha küçük moleküllere parçalanması olayına oksijensiz solunum denir. Oksijensiz solunumda açığa çıkan enerjinin bir kısmı laktik ATP üretimi için harcanırken bir kısmı ısı şeklinde dışarı verilir.

Oksijensiz solunum ile enrji eldesi bakterilerin bir bölümünde, maya mantarlarında, omurgalı çizgili kas hücrelerinde, bazı bitki tohumlarında gerçekleşir.

Fermantasyon sonucunda besinler CO2 ve H2O'ya kadar parçalanmaz, organik yapıdaki son ürünlere kadar parçalanırlar. Bu durumda glikoz kısmen parçalandığı için yapısındaki enerjinin büyük bölümü fermantasyon sonucu oluşan son ürünün yapısında gizli kalmış olur. Bu nedenlede oksijensiz solunumun enerji verimi oksijenli solunuma göre oldukça düşüktür.

Fermantasyon reaksiyonlarının tamamı sitoplazmada meydana gelir. Fermantasyon olayı; glikoliz ve son ürün evresi olmak üzere iki aşamada gerçekleşir.

1) Glikoliz Evresi


Glikozun, oksijen kullanılmadan sitoplazmada bulunan enzimlerle pirüvik asite kadar parçalanması reaksiyonlarına glikoliz denir. Bu tepkimeler hem oksijensiz hem de oksijenli solunumun başlangıç evresidir. Yani bu evre her iki solunumda ortaktır.

Her canlı hücre glikolizi gerçekleştirebilir. Bütün canlılarda glikoliz reaksiyonları aynı şekilde gerçekleşir. Pasif haldeki glikoz moleküllerinin aktifleşerek tepkimeye girebilmesi için, canlıların vücut ısısı yetersizdir. Bunun için aktivasyon enerjisi olarak ATP harcanır.

Glikoliz Evresi


Glikolizin başlangıcında aktivasyon olarak 2 ATP harcanır. Glikoliz önce enzimler yardımıyla iki fosfatlı bir bileşiğe dönüşür(Fruktoz 1,6 difosfat). Bu dönüşümün amacı karalı bir bileşik olan glikozu, kararsız bir bileşik haline getirmektir.

Fruktoz difosfatın yapısındaki fosfatlar, harcanan ATP den gelmiştir. Bu altı karbonlu kararsız bileşik özel bir enzimle üç karbonlu iki molekül fosfogliser aldehite (PGAL) parçalanır.

Oluşan iki PGAL den ayrılan proton (H+) ve elektronlar bir koenzim olan NAD+ tarafından tutulur ve 2 molekül NADH+H+ meydana gelir.

Her iki PGAL den ayrılan hidrojenlerin yerine birer fosfat daha bağlanır ve üç karbonlu difosfogliserik asit (diPGAL) oluşur. Bu fosfatlar ATP den değil, hücre içinde bulunan serbest inorganik fosfat bileşiklerinden gelmektedir.

Glikolizin bundan sonraki evreleri ATP üretilmesini sağlar. İlk önce diPGA dan bir fosfat kopartılır ve PGA oluşur. Bu sırada açığa çıkan fosfat ADP ye aktarılarak ATP üretilir. Oluşan PGA ise, bir fosfat daha vererek pirüvik asite dönüşür. Bu dönüşüm sırasında açığa çıkan fosfattan bir ATP daha sentezlenir. Böylece substrat düzeyinde fotofosforilasyonla dört ATP sentezlenir ve glikoliz reaksiyonları tamamlanmış olur.

Buraya kadar olan reaksiyonlarda hiç oksijen kullanılmaz ve karbondioksit açığa çıkmaz. Bu reaksiyonlar hücrenin sitoplazmasında gerçekleşir.

2) Son Ürün Oluşumu


Fermantasyonun glikolizi takip eden reaksiyonlarını kapsar. Bu evrede glikoliz sonucu oluşan pirüvat molekülleri sitoplazmadaki enzimler aracılığı ile son ürün adı verilen fermantasyon ürünlerine dönüştürülür.

Etil Alkol Fermantasyonu

Maya mantarları, bazı bakeriler ve bazı bitki tohumlarında gerçekleştirilebilen fermantasyon çeşididir. Reaksiyonlar sırasında glikoliz sonucu oluşan pirüvatlar etil alkole dönüştürülür. Etil alkol fermantasyonunda glikoz önce glikoliz tepkimeleri ile pirüvata kadar parçalanır. Daha sonra her bir pirüvattan birer CO2 çıkması sonucu asetaldehit molekülleri oluşur. Bu moleküller glikolizde oluşan NADH+H+ moleküllerinden hidrojen alarak etil alkole dönüşürken bu sırada NAD+ serbest kalır.

Etil Alkol Fermantasyonu


Sirke oluşumu, üzümden şarap elde edilmesi, hamurun mayalanması birer fermantasyon olayıdır.

Etil alkol fermantasyonu olayları,

C6H12O6 → 2 C2H5OH + 2 CO2 + 2ATP şeklinde özetlenebilir.


Laktik Asit Fermantasyonu

Bazı bakterilerde ve omurgalıların çizgili kas hücrelerinde görülen fermantasyon çeşididir. Reaksiyonlar sonucunda glikoliz sonucu oluşan pirüvat molekülleri laktik asite dönüştürülürler.

Laktik asit fermantasyonunda da glikoz önce glikoliz tepkimeleri ile pirüvata kadar parçalanır. Oluşan pirüvatlar otamdaki NADH+H+ molekküllerinin hidrojenlerini alarak laktik asit moleküllerine dönüştürürler. Bu sayede serbest kalan NAD+  molekülleri tekrar glikoliz reaksiyonlarına katılabilirler.

Laktik asit fermantasyonu olayları,

Laktik Asit Fermantasyonu

şeklinde özetlenebilir.







Sitemizde bulunan Biyolojik birikim konusuna da göz atmanızı öneririz.


0 yorum:

Yorum Gönderme