Adenozin Tri Fosfat (ATP)

Adenozin Tri Fosfat (ATP)

ATP Üretim Yolları

1-Fotosentez: Işık enerjisi kullanılarak ATP üretir.(Fotofosforilasyon)
2-Kemosentez: İnorganik maddeleri yakarak ATP üretir.(Kemofosforilasyon)
3-Solunum: Organik maddeleri parçalayarak ATP üretir.(Oksidatiffosforilasyon)
4-Fermantasyon: Substrat düzeyinde fosforilasyon.

Yukarıda ATP yi ve nasıl üretildiğini öğrendik. Şimdi canlılar için gerekli enerjiyi sağlayacak kimyasal tepkimeleri göreceğiz.

SOLUNUM ÇEŞİTLERİ

A-Hücre dışı solunum
B-Hücre içi solunum
a-Oksijenli solunum
b-Oksijensiz solunum

OKSİJENLİ SOLUNUM
Solunum;enerji verici besinlerin kimyasal bağlarında depolanmış enerjiden yararlanarak ATP sentezlenmesine denir. Eğer organik madde oksijen kullanılarak CO2 ve H2O’ya kadar parçalanırsa bu olaya oksijenli solunum denir.
Kimyasal bağlardaki bu enerji, bağların açılmasıyla ortaya çıkarılır. Oksijenli solunum sonucunda 38 ATP’lik enerji üretilir.
Mitekondrisi olan bütün hücreler oksijenli solunum yapar. İnsanın alyuvarları hariç bütün hücrelerinde mitekondri olduğuna göre, bütün hücrelerimizde oksijenli solunum yapılır diyebiliriz. Her canlı, her hücresinde, her an oksijenli solunum yapar.(Bakteri ve mavi – yeşil algler dışında ) Bitkiler de öteki canlılar gibi hücrelerinde her an oksijenli solunum yapar. Yani gündüz fotosentez, gece solunum yaptığı düşüncesi yanlıştır. Çünkü solunum hem gece, hem gündüz yapılır.
Tüm bunlardan da anlayacağımız gibi fotosentez sonucu oluşan besin ve oksijen solunumda kullanılarak karbon dioksit ve suya dönüştürülür.Bunlarda tekrar fotosentezde kullanılır.

BESİN + OKSİJEN mitekondri + SU + KARBONDİOKSİT + ENERJİ

Enzim
Kireç suyu kullanılarak ortamda karbondioksit olup olmadığı, solunum yapılıp yapılmadığı, oksijen kullanılıp kullanılmadığı anlaşılabilir.

OKSİJENSİZ SOLUNUM (FERMANTASYON)
Karbonhidratlardan, oksijen kullanılmadan ATP sentezlenmesidir.
Fermantasyonda, karbonhidratlardan glikoz kullanılır. Eğer kullanılacak madde sakkaroz gibi bir disakkarit ise veya nişasta gibi bir polisakkarit ise, önce sindirilerek yapı taşı olan momosakkaritlere parçalanır. Oluşan fruktoz yady galaktoz gibi momosakkarit ise glikoza dönüştşrülüp kullanılır.
Fermantasyon tüm canlılar tarafından kullanılır.Üstelik büyük bir bölümü, bütün canlılarda aynı biçimde yapılır.Ancak daha sonraki evreler farklı olduğundan farklı son ürünler oluşur.

İNSAN VE HAYVANLARIN ÇİZGİLİ KASLARINDA YAPILAN FERMANTASYONUN SAN ÜRÜNÜ ‘LAKTİK ASİT’TİR

C6H1206------------------->2 C3H6O3 (LAKTİK ASİT) + 2ATP

SİRKE BAKTERİSİNİN FERMANTASYONUNUN SONUCU ‘SİRKE ASİDİ’

C6H12062 -------------------> CH3 –COOH+2CO2 +2ATP

BİRA MAYASININ FERMANTASYON ÜRÜNÜ İSE ‘ETİL ALKOL’DÜR

C6H1206 ------------------->2C2H5 –OH + 2CO2 +2ATP

FOTOSENTEZ
Bitkiler besin yaparken havadan karbon dioksit alırlar ve oksijen verirler.Yapraklara yeşil rengi veren klorofil maddesi güneş enerjisini kullanarak karbon dioksit ve suyu oksijen ve basit şekerler dönüştürür. Basit şekerler bitki için gerekli besinlere değişirler,açığa çıkan oksijen ise havaya verilir.Bu besin yapımı işi fotosentez adını alır.
Bitkiler, hayvanların tersine,besin aramaya gerek duymaz,besinlerini kendilerini üretirler.Beslenmenin yolu,bitkiye özgün yeşil rengi veren “klorofil” denilen yeşil boyarmaddeden geçer.Bitki,klorofil aracılığıyla,güneş enerjisini kimyasal enerjiye dönüştürür:bu kimyasal enerji de genellikle nişasta biçiminde saklanır ve gelişmek, büyümek için yakıt olarak kullanılır.Işık enerjisiyle,karbon dioksit ve su,zengin enerjili bir besin olan glikoza dönüşür.Yani fotosentez (ışılbireşim),ısı ve ışıkla gerçekleşir.
Bitki yapraklarını oluşturan hücrelerin içinde,kloroplast” denilen,çok küçük yapılar vardır.Her hücrede kloroplast sayısı yüzden fazladır.Kloroplastların içindeki yeşil renkli boyarmadde klorofil , ışık yakalar.Kloroplastlar,güneş ışınlarını panel gibi toplayıp,kolektör gibi enerjiye dönüştürerek,besin üretirler.
Bitkiler de insanlar ve hayvanlar gibi yaşamak ve büyümek için havadan gazları,topraktan su ve tuzları,ve güneş ışığının enerjisini kullanırlar.
Bazı bitkiler besinlerini yapamazlar,başka bitki ya da hayvanlardan elde ederler.Diğer canlıların besinlerini alan bu bitkilere asalak denir.Bazı bitkiler de ölü hayvan ve bitkilerin üzerinde yaşarlar,bunlar çürükçül bitkilerdir.Bazen iki cins bitki birbirlerine zarar vermeden bir arada yaşarlar.Bu birliğe,ortakyaşama denir.
Bitkilerin bir grubunun beslenmesi çok ilginçtir.Etçil bitkiler de besin yapmak için gerekli bütün hammaddeler bulunmaz.Bunlar,böcekleri yakalayıp sindirerek kendilerinde eksik olan azotu sağlarlar.
Yapraklar bitkinin besin oluşturan organlardır.Çeşitli hammaddeler burada besinlere dönüştürülürler.
Yaprak damarları iletim borularıdır.Yaprakta oluşan besinleri götürür ve yaprağa bol su getirirler.Bu suyun bir kısmı besin yapımında (fotosentez) kullanılır,çoğu da terlemeyle havaya verilir.
Yaprakların birçok yararları vardır.Birçok hayvanlar,yaprakları yer.İnsanlar da yapraklardan çeşitli şekillerde yararlanırlar.

Fotosentez kısaca yeşil bitkilerin besinlerini yapma işlemidir.
6H2O +6CO2 +IŞIK ------------------->C6H12O6 + 6O2

Adenozin trifosfat

ATP'nin kimyasal yapısı

Adenozin 5'-trifosfat, hücre içinde bulunan çok işlevli bir nükleotittir. İngilizce Adenosine Triphosphate'dan ATP olarak kısaltılır, en önemli işlevi hücre içi biyokimyasal reaksiyonlar için gereken kimyasal enerjiyi taşımaktır. Fotosentez ve hücre solunumu (respirasyonu) sırasında oluşur. ATP, bunun yanısıra RNA sentezinde gereken dört monomerden biridir. Ayrıca ATP, hücre içi sinyal iletiminde protein kinaz reaksiyonu için gereken fosfatın kaynağıdır.

Kimyasal Özellikleri
ATP, adenozin ve üç fosfat grubundan oluşur. Adenozinden itibaren sayınca ikinci ve üçüncü fosfat grupları arasındaki bağın enerjisi çok yüksektir. Bu bağın kırılmasıyla ATP, ADP'ye dönüştüğü zaman meydan gelen enerji değişimi, hücre içinde -12 kCal/mol, labortuvar şartlarında ise -7,3 kcal/mol'dür. Açığa çıkan bu büyük enerji miktarı, biyokimyasal reaksiyonlarda ATP'nin bir kimyasal enerji deposu olarak kullanılmasına yarar.

Sentezi
ATP çeşitli yollarla sentezlenebilir. Aerobik şartlarda ATP sentezi mitokondrilerde, oksidatif fosforilasyon yoluyla gerçekleşir. Anaerobik şartlarda ise fermantasyon yoluyla olur.
ATP sentezinde yakıt olarak başta glikoz ve trigliseritler kullanılır. Trigliseritlerin bozunumunda gliserol ve yağ asitleri oluşur. Hücre sitozolunda glikoz ve gliserol, glikoliz yoluyla pirüvata dönüştürülürler.amfosforilasyonu yoluyla bu aşamada bir miktar ATP pirüvat kinaz ve fosfogliserat kinaz enzimleri tarafından sentezlenir. Pirüvat sonra mitokondride oksitlenmeye devam eder.
Mitokindride pirüvat pirüvat dehidrojenaz aracılığıyla Acetyl-CoA'ya dönüşür, o da Krebs döngüsü ile karbon dioksite kadar oksitlenir. Yağ asitleri de beta-oksidasyonu ile Acetyl-CoA'ya dönüşürler ve Krebs döngüsü'yle metabolize olurlar. Krebs döngüsü'nün her bir deviniminde süksinil-CoA sentetaz tarafından bir ATP dengi GTP, bir de indirgeme gücüne sahip olan NADH sentezlenir. NADH'deki elektronlar elektron taşıma zinciri ile taşınırken ATP sentaz tarafından oksidatif fosforilasyon yoluyla çok miktarda ATP sentezlenir.
Glükozun karbon dioksite oksidasyonuna hücre solunumu denir. Glikozdaki kimyasal enerjinin %40'ı, hücre için daha kullanışlı olan ATP'ye dönüşür.
ATP ayrıca nüklezit difosfat kinaz enzimi aracılığıyla başka nükleozit trifosfatları kullanarak da sentezlenir:
ADP + GTP $da558173e1f2ddfeb273751d481f9a52$ ATP + GDP Kas hücrelerinde ATP:guanido-fosfotransferaz tarafında katalizlenen benzer bir reaksiyonda da kreatin fosfat'ın fosfat grubu ADP'ye aktarılarak ATP ve kreatin oluşur.
Bitki hücrelerinde ATP kloroplastlarda gerçekleşen fotosentez yoluyla sentezlenir. Bu ATP'nin bir kısmı sonra trioz şekerlerinin oluşumu için Calvin döngüsünde kullanılır.

İşlevi
ATP'nin enerjisi onun ADP'ye dönüşmesine yol açan fosfat-fosfat bağının hidrolizi ile açığa çıkar. Hücre içinde çeşitli enzim, motor protein ve taşıma proteini bu enerjiyi kullanırlar. ATP'nin bozunumu ADP ve inorganik fosfat (Pi) oluşturur, ADP sonra AMP ve Pi olarak ayrıca bozunur. ATP'nin bir diğer bozunum yolu AMP artı pirofosfat (PPi) şeklindedir.

Bütün canlıların en önemli enerji kaynağı olan ATP’nin yapısında; Adenin denilen organik baz, beş karbonlu Riboz şekeri ve üç tane Fosforik asit bulunur. Bu fosfat gruplarından son ikisi yüksek enerjili fosfat bağlarıyla bağlıdır.

Adenin ile ribozun birleşmesiyle oluşan yapıya nükleozit (Adenozin) denir.

Adenozine bir fosfat grubu bağlanırsa, Adenozin monofosfat (AMP),

Adenozine iki fosfat grubu bağlanırsa, Adenozin difosfat (ADP),

Adenozine üç fosfat grubu bağlanırsa, Adenozin trifosfat (ATP) oluşur.

ATP den bir fosfat koparıldığı zaman ADP oluşur ve bu sırada bir miktar enerji açığa çıkar.

ATP -> ADP + P + 7300 kalori (enerji)

Bu enerji, yeni moleküllerin sentezinde (protein, karbonhidrat, yağ, DNA, RNA), hücre solunumunda, aktif taşımada, hücre bölünmesinde, fotosentezde, vücut hareketlerinin sağlanmasında, sinirsel iletimde başta olmak üzere daha birçok reaksiyonda harcanır.
Bir hücrede enerji gerektiren endergonik reaksiyonlar olduğu gibi enerji veren ekzergonik reaksiyonlar da vardır.
Hücrelerin içinde çok büyük enerji dönüşümleri ve enerji açığa çıkaran reaksiyonlar meydana geldiği halde, hücre bundan zarar görmez. Çünkü hücrede enerji veren ve enerji gerektiren olaylar, basamak basamak ve kontrollü şekilde yürür.
Örneğin; bir karaciğer hücresi ortalama 1300 mitokondriye sahiptir. Her mitokondrinin bir saat içinde en az 10 ATP sentezlediğini düşünelim. Bu hücrelerde yaklaşık 10 milyon kalorilik bir enerji açığa çıkacaktır. Eğer bu enerji bir anda açığa çıkmış olsaydı, hiçbir hücre canlı kalamazdı.
ATP’nin asıl kaynağı güneştir. Güneş enerjisi fotosentezle organik moleküllerin bağlarındaki enerjiye çevrilir. Çeşitli reaksiyonlar sırasında ADP ye bir tane enerjili fosfat bağlanarak ATP sentezlenmiş olur.
ADP + H3PO4 + enerji ATP + H2O
Bütün canlı hücrelerin yapmak zorunda olduğu bu hayatsal olaya fosforilasyon denir. Fosforilasyon değişik biçimlerde gerçekleşir.

Alıntıdır..

MsXLabs Üye Girişi