ATP

Hücresel solunumda bir glikoz molekülünden toplam 30 veya 32 ATP üretilir. Bu miktarın dağılımı şu şekildedir: Glikoliz sırasında substrat düzeyinde fosforilasyon ile 4 ATP üretilir. Krebs döngüsü sırasında substrat düzeyinde fosforilasyon ile 2 ATP üretilir. ETS (elektron taşıma sistemi) sırasında oksidatif fosforilasyon ile NADH’tan gelen elektronların hangi molekül tarafından alındığına bağlı olarak 26 veya 28 ATP üretilir. Hücresel solunum sırasında enerjinin büyük bir kısmı ısı olarak salınır.

ATP (Adenozin trifosfat) nükleotit yapısı şu şekildedir: Azotlu baz: Adenin. Beş karbonlu şeker: Riboz. Fosfat grupları: Üç tane. Adenin bazının riboza glikozit bağı ile bağlanmasıyla adenozin nükleozit oluşur. ATP, yapısındaki fosfatlar arasında yüksek enerjili bağlar oluşturur ve hücrenin ihtiyaç duyması halinde bu bağlardaki yüksek enerjiyi açığa çıkarır.

ATP'nin fosforilasyonu, ADP'ye enerji ve inorganik fosfat (P₁) eklenerek ATP'nin üretilmesi sürecidir. Fosforilasyon çeşitleri: Substrat düzeyinde fosforilasyon (SDF). Oksidatif fosforilasyon (OF). Fotofosforilasyon. ATP'nin defosforilasyonu, ATP'nin hidroliz ile parçalanarak ADP, P₁ ve serbest enerji oluşturması sürecidir.

1 mol palmitik asitin beta oksidasyonu 129 mol ATP üretir. Beta oksidasyonun kaç ATP ürettiği, yağ asidinin uzunluğuna ve diğer faktörlere bağlı olarak değişebilir. Örneğin, tek numaralı yağ asitlerinin beta oksidasyonu sonucunda propiyonil CoA oluşur ve bu, 8 ATP yerine 106 ATP üretir. ATP üretiminin kesin miktarı, hücresel koşullara ve diğer metabolik yollara bağlı olarak değişebilir.

ATP'nin en çok üretildiği yer, mitokondrinin iç zarındaki elektron taşıma zinciridir. Oksijenli solunumda, ATP üretimi sitokromlar tarafından gerçekleştirilen elektron taşıma zinciriyle sağlanır. Mitokondrinin iç zarındaki elektron taşıma zinciri, oksijenli solunum sırasında en fazla ATP’nin üretildiği yeri oluşturur.

Glikolizde 4 ATP üretilir, ancak 2 ATP kullanıldığı için net kazanç 2 ATP'dir.

Hücre solunumu ile besin maddelerinin parçalanması sonucunda ATP enerjisi elde edilir.

ATP (enerji) harcanması gereken madde geçişleri şunlardır: 1. Aktif Taşıma: Küçük moleküllerin az yoğun ortamdan çok yoğun ortama taşınması. 2. Endositoz: Hücrenin dış ortamdan maddeleri alması, bu süreçte hücre zarının yapısal değişiklikleri ve vezikül oluşumu için enerji gereklidir. 3. Ekzositoz: Hücre içindeki maddelerin hücre dışına atılması. 4. Mikrotübül ve aktin filamentlerinin hareketi: Hücre içindeki organellerin ve maddelerin taşınması sırasında.

ATP çemberi ışığa bağımlı değildir. ATP, hücresel solunum sırasında sentezlenir ve bu süreç ışık gerektirmez. Fotofosforilasyon, ATP'nin ışık enerjisi kullanılarak sentezlendiği bir süreçtir ve sadece fotosentez sırasında gerçekleşir.

1 mol glikozun yanması (oksidasyonu) sonucu net olarak 38 ATP üretilir. Bu miktarın dağılımı şu şekildedir: Glikoliz: 2 ATP. Krebs Döngüsü: 2 ATP. Oksidatif Fosforilasyon (ETS): 34 ATP (her NADH için 3 ATP, her FADH2 için 2 ATP). Beyin ve iskelet kası hücrelerinde ise net ATP kazancı 30'dur.

Hücrelerde aynı sayıda ATP üretilmemesinin sebebi, hücrelerin enerji gereksinimlerinin ve mevcut metabolik koşullarının farklı olmasıdır. Bunun yanı sıra, her hücrede aynı miktarda mitokondri bulunmaz ve mitokondri sayısı, hücrenin enerji ihtiyacına göre değişir.

Glikozun oksidatif fosforilasyonu, oksijenli solunum yapan canlılarda mitokondri organelinde gerçekleşen bir süreçtir. Bu süreçte, glikoliz ve Krebs döngüsü aşamalarında oluşan bileşiklerden gelen hidrojen atomları, elektron taşıma sistemi (ETS) üzerinden geçirilirken oksijenle birleşir ve su oluşur.

Evet, nişasta sentezi ATP gerektirir. Nişasta sentezi, dehidrasyon olayı olduğu için, bu süreçte ATP harcanır.

ATP'de fosfatlar arasında yüksek enerjili fosfat bağları bulunur. Ancak, bu terim yanlış anlaşılabilir çünkü ATP'deki fosfat bağları "yüksek enerjili" olsa da güçlü bağlar değildir.

Aerobik solunum, (oksijenli solunum) organik besinlerden oksijen yoluyla ATP elde etme işidir. Aerobik solunumun aşamaları: Glikoliz. Krebs döngüsü (Sitrik asit ya da Trikarboksilik asit döngüsü). Elektron taşıma sistemi. İnsanlar, hayvanlar, bakteriler ve mantarlar oksijenli solunum yaparlar.

Anaerobik solunumda ATP veriminin daha az olmasının sebebi, glikozun CO2 ve H2O’ya kadar parçalanamaması, yani tamamen okside olmamasıdır. Anaerobik solunumda, elektronun oksijen dışında bir moleküle (sülfat, kükürt, nitrat, karbondioksit, demir) aktarılması söz konusudur.

Dehidrasyon tepkimesinde ATP (adenozin trifosfat) kullanılır, ancak hidroliz tepkimesinde kullanılmaz.

Evet, magnezyum eksikliği ATP üretimini azaltabilir. Magnezyum, ATP sentetaz enziminin katalitik merkezinde yer alarak ATP sentezine katkıda bulunur.

Ubikinon-sitokrom bc1 kompleksi, mitokondriyal solunum zincirinin bir parçası olan kompleks III olarak da bilinir. Bu kompleks, elektronların ubikinondan sitokrom c'ye transferini katalize eder ve bir proton pompası olarak fonksiyon görür.