CANLILARDA ENERJİ DÖNÜŞÜMLERİ

Bir sistemin iş yapabilme yeteneğine enerji denir. Bütün canlıların temel enerji kaynağı ise güneştir. Canlıların enerjiyi bir biçimden diğerine dönüştürme yeteneği sayesinde yaşam devam eder. Enerji, bir biçimden diğerine dönüşürken mutlaka bir bölümü ısı enerjisi hâlinde çevreye yayılır.

 

  Canlılar dünyasında üç ana tip enerji dönüşümü vardır.

 

I. tip: Fotosentez olayı ile güneş enerjisi organik bileşiklerin bağlarındaki kimyasal enerjiye dönüşür. Bu kimyasal enerji, fotosentezle üretilen organik moleküllerdeki kimyasal bağlarda depolanır.

II. tip: Organik bileşiklerdeki kimyasal bağ enerjisinin, hücresel solunum ile yüksek enerjili fosfat bağlarına dönüşümüdür. Yani; ATP sentezlenmesi (fosforilasyon)dir.

III. tip: ATP’nin yüksek enerjili fosfat bağlarının hidroliz reaksiyonlarıyla kopartılması şeklinde başlayan dönüşümdür. ATP farklı enerji türlerine dönüştürülerek kullanılır.

 

  Hücrede gerçekleşen kimyasal tepkimeler serbest enerji değişimine göre iki gruba ayrılır.

 

1. Ekzergonik tepkimeler: Enerji açığa çıkaran tepkimelerdir. Defosforilasyon, oksijenli ve oksijensiz solunum ekzergonik tepkimelerdir.

 

2. Endergonik tepkimeler: Gerçekleşmesi için enerjiye ihtiyaç duyulan tepkimelerdir. Fosforilasyon, fotosentez sırasında organik moleküllerin sentezlendiği reaksiyonlar, bütün biyosentez reaksiyonları, kasların kasılmasını, aktif taşıma, hücre bölünmesi ve sinirsel iletimi sağlayan reaksiyonlar endergoniktir.

 

 

ATP • Ekzergonik tepkimelerden aldığı enerjiyi, endergonik tepkimelere taşıyan bir enerji taşıyıcı moleküldür. • Adenin bazı, riboz şekeri (pentoz) ve üç fosfat grubundan (fosforik asit) oluşur. • Adenin bazına ribozun glikozit bağı ile bağlanmasıyla adenozin nükleozit oluşur.

 

 

• Tüm canlılar tarafından sentezlenir.

• ATP enerji depolar ancak kendisi hücrede depo edilemez.

• ATP ihtiyaç durumunda hücreden hücreye transfer edilebilir.

• Sitoplazma, mitokondri ve kloroplastlarda sentezlenir.


*Organik maddelere fosfat grubu eklenmesine fosforilasyon denir. ADP molekülüne bir fosfat grubu eklenerek ATP sentezlenmesi fosforilasyondur. Organik maddelerden fosfat grubu koparılmasına ise defosforilasyon denir. ATP’den bir fosfat grubu koparılarak ADP elde edilmesi defosforilasyona örnektir.


Fosforilasyon Çeşitleri

  I. Substrat düzeyinde fosforilasyon (SDF): Enzim aracılığı ile fosfat grubu içeren bir substrattan fosfatın ADP’ye aktarılması ile yapılan ATP sentezidir. Tüm canlılar tarafından ortak olarak gerçekleştirilir. Hücresel solunum olaylarının glikoliz evresinde ve oksijenli solunumun krebs döngüsünde gerçekleşir.

  II. II. Oksidatif fosforilasyon (O.F): Organik moleküllerden ayrılan hidrojenlerin yüksek enerjili elektronlarının elektron taşıma sistemine (ETS) geçerken sisteme bırakılan enerji ile yapılan ATP sentezidir. Oksijenli ve oksijensiz solunumun ETS evresinde, ve kemosentez olayında gerçekleşir.

  III. III. Fotofosforilasyon: Klorofil bulunduran hücrelerde ışık enerjisi kullanılarak yapılan ATP sentezidir. Sadece fotosentez sırasında fotoototrof canlılar tarafından gerçekleştirilir.

Örnek: Aşağıdakilerden hangisinde oksidatif fosforilasyon gerçekleşir?

  A. Glikoliz

  B. Fotosentez

  C. Oksijensiz solunumun krebs döngüsünde

  D. Kemosentez

  E. Fotosentezin ETS evresinde

Cevap: Kemosentez sırasında oksdatif fosforilasyon gerçekleşir. Cevap: D.


Örnek: Aşağıda verilen bilgilerden hangisi doğrudur?

  A. Oksidatif fosforilasyon, tüm canlılar tarafından ortaktır.

  B. Organik maddelerden fosfat grubu koparılmasına ise fosforilasyon denir.

  C. ATP; hücre zarı, mitokondri ve kloroplastlarda sentezlenir.

  D. Gerçekleşmesi için enerjiye ihtiyaç duyulan tepkimeler ekzergoniktir.

  E. ATP sentezlenme olayına fosforilasyon denir.

Cevap: Substrat düzeyinde fosforilasyon, tüm canlılar tarafından ortaktır. Organik maddelerden fosfat grubu koparılmasına ise defosforilasyon denir. ATP; sitoplazma, mitokondri ve kloroplastlarda sentezlenir. Gerçekleşmesi için enerjiye ihtiyaç duyulan tepkimeler endergoniktir. Cevap: E