Soru Sor
Sorunu sor hemen cevaplansın.
Glikoliz , glikozun hücresel metabolizma için enerji sağlamak amacıyla parçalanmasının ilk aşamasıdır. Glikoliz enerji salınımlı bir evrenin takip ettiği enerji gerektiren bir evreden oluşur.
Glikoliz, enerji elde etmek için, glikozun bir seri tepkime sonucunda pirüvat denilen iki adet üç karbonlu moleküle ayrılması olayıdır. Glikoliz çok eski kökenlere dayanan metabolik bir patikadır. Bu, çok uzun zaman önce evrimleştiği anlamına gelir ve bugün yaşayan organizmaların büyük çoğunluğunda görülür.
Glikoliz, glikozun enzimlerle pirüvik asite (pirüvat) kadar yıkılması olayıdır. Bütün canlılarda glikoliz reaksiyonları aynı şekilde gerçekleşir çünkü olaylar için tüm canlılarda aynı enzimler görevlidir. Başlangıçta glikozu aktifleştirmek için 2 ATP (Adenozin tri fosfat) harcanır.
Hücresel solunum gerçekleştiren organizmalarda glikoliz, bu sürecin ilk aşamasıdır. Ancak glikoliz için oksijene ihtiyaç duyulmaz ve oksijen kullanmayan anaerobik canlılar da bu yolu izler.
Glikoliz, hücrenin sitozolünde gerçekleşir ve iki ana evreye ayrılabilir.
Aşağıdaki resimde, noktalı çizginin üstünde gösterilen enerji gerektiren evre ve noktalı çizginin altında gösterilen enerji açığa çıkaran evre görülmektedir.
Kararsız şekerlerin ikiye bölünmesiyle oluşan üç karbonlu şekerler birbirinden farklıdır. Bir sonraki aşamaya yalnızca bir tanesi —Gliseraldehit 3- fosfat— girebilir. Fakat, istenmeyen DHAP şekeri kolaylıkla istenene dönüştürülebilir, böylece en sonunda ikisi de yolu bitirmiş olur.
Glikolizin içindeki her tepkime, kendine ait enzim tarafından katalize edilir. Glikolizin devamlılığı için en önemli enzim, kararsız olan iki fosfatlı şeker molekülü yani fruktoz 1.6-difosfatı, katalize eden fosfofruktokinaz enzimidir. Fosfofruktokinaz hücrenin enerji ihtiyacına cevap olarak glikolizi yavaşlatır veya hızlandırır.
Özetlersek, glikoliz, bir adet altı karbonlu glikoz molekülünü iki adet üç karbonlu pirüvat molekülüne dönüştürür. Bu aşamanın net ürünleri iki adet ATP molekülü ve iki adet NADH molekülüdür.
Glikolizi başlatan gerekli enerji ATP’den gelir. Daha sonrakiler gibi, başlangıç tepkimesi de reaktantlara bağlanan (zayıf bağlarla) ve onları etkinleştiren (bağlı moleküllerin elektronlarının eşit olmayan biçimde dağılımına neden olarak) ve ürünler serbest bırakılmadan önce reaktantlara katılan ya da onları yeniden düzenleyen kendine özgü enzimler tarafından gerçekleştirilir. İlk tepkimede, bir ATP molekülü kendi terminal fosfat grubunu glikoza verir.
(1) C- C – C C C C + ATP — } C- C- C- C C- C- P +ADP (AG = -4.0 kcal/mol)
Glikoz + ATP —} glukoz-6-fosfat
Ürünün adı bize, altıncı karbon atomuna bir fosfat grubu bağlanmış olan glikoz olduğunu ifade etmektedir. Şimdi bu tepkimede neyin oluştuğunu dikkatlice inceleyelim. Bir enzim, yani heksokinaz, glikoz ve ATP’yi bağlamış; fosfat grubunun glikoza geçişini katalizlemiş ve ürünlerin serbest kalmasını sağlamıştır.
Bu tepkimede yeniden düzenlenmiş elektronların serbest enerjisindeki toplam değişim -4.0 kcal/mol dür. Serbest enerji esas olarak ısı şeklinde serbest bırakılmaktadır. Her zamanki gibi, negatif AG, bu tepkimenin kuvvetli bir egzergonik (bozulma) tepkime olduğu anlamına gelmektedir. Aslında, bu tepkimenin denge sabiti yaklaşık 1000’dir. Bu tepkime için gerekli olan serbest enerji ATP’den gelmektedir: ATP’nin terminal ucundaki fosfattan elde edilebilir enerji 7.3 kcal/mol’dür. Glikolizin bu ilk basamağını yürütmek için yalnızca 4.0 kcal/mol serbest kalmakta ve ATP’den gelen diğer 3.3 kcal/mol ise ürüne ait elektronlarda biriktirilmektedir.
Glikolizin bir sonraki basamağında glikoz 6. fosfat, ona eş bileşik olan früktoz – 6- fosfata dönüştürülür.
(2) C- C- C- C- C- C +P —} C- C- C- C- C- P (AG = +0.4 kcal/mol)
(glikoz – 6 – fosfat —} fruktoz-6-fosfat)
AG pozitif olması, bunun kendiliğinden ilerleyemeyen bir sentez, yani endergonik (enerji gerektiren) tepkime olduğunu göstermektedir.
Bu durumda glikolizin durmaksızın devam etmesi nasıl sağlanmaktadır? Bunun yanıtı reaksiyonların eşleşmiş olmasında yatmaktadır. Ortak bir ara bileşiği paylaşan iki tepkime bu örnekte, birinci basamağın ürünü ve ikinci basamağın reaktantı olan glukoz-6- fosfat tek bir tepkime gibi ilerleyebilir. 1. basamakta ürünlerin reaktantlara oranının 100’e 1 olması, 2. basamağa büyük miktarlarda reaktant molekülü sağlar; bu bolluk, ikinci tepkimenin denge sabiti yaklaşık yalnızca 0,2 (yani, ürünlerin reaktantlara oranı 1 ‘e 5’tir) olsa bile, üçüncü basamağı beslemek için birçok ürün molekülünün oluşturulduğunun garantisidir.
Termodinamikler açısından, bu iki basamak tek bir tepkime gibi ele alınabilir. 1. basamakta serbest bırakılan 4.0 kcal/mol’lük enerji, 3,6 kcal/mol’lük net bir AG oluşturmak için 2. Basamakta harcanan + 4.0 kcal/mol’lük enerji ile birleştirilir. Birlikte alınınca, iki basamak kuvvetli bir şekilde egzergoniktir ve böylece reaksiyon ilerler. Glikolitik yol, bu tür eşleşmiş reaksiyonlar serisidir. Glikolizde egzergonik basamaklar endergonik basamakları iter ya da çeker. Basamakların uygunlaştırıcı net serbest enerji değişikliği reaksiyon sıralarının ilerlemesini sağlar.
Öte yandan, glikoz fosfatın früktoz fosfata dönüşümü de enzimatik yolların nasıl çalıştığı konusuna iyi bir örnek oluşturur. Bir substrat zayıf bağlarla bir enzime bağlanınca, o substratın elektron dağılımında küçük bir değişimin uyarıldığını hatırlayabilirsiniz. Bu uyarılma, bağ oluşumunda belirli bir değişim için gerekli aktivasyon enerjisini azaltarak tepkimeyi katalize eder. Yeni elektron dağılımlarının sonucu 2. basamakta görülebilir. Burada beşinci karbona ve onun oksijenine bağlanmış iki hidrojen, birinci karbona ve onun oksijenine geçirilmektedir. Bu önemsiz değişiklik glikolizisin bir sonraki basamağına hazırlanmak için gereklidir. Değişiklik oluştuktan sonra, substrat, enzim için artık uygunsuz hale gelir ve sıradaki diğer enzim tarafından yakalanarak uzaklaştırılır. Bu nedenle, glikolitik yoldaki her bir basamak çok küçük olup, oldukça özgün enzimler tarafından gerçekleştirilir. 2. basamakta früktoz fosfat oluştuktan sonra, molekülün diğer ucuna bir fosfatı n eklenmesi için diğer bir ATP molekülü harcanır. ATP enerjisindeki 3.9 kcal/mol üründe depolanırken, diğer 3.4 kcal/mol’lük enerji ısı olarak serbest bırakılır; bu nedenle, tepkime egzergoniktir.
(3) C -C C- C- C- P+ ATP —–} P C – C- C C- C- C– P+ADP (AG = 3.4 kcal/mol)
(fruktoz-6-fosfat) —-enzim–} fruktoz-1,6-bifosfat)
Bu tepkime de kendisinden bir öncekiyle eşleşmiş olduğundan (früktoz fosfat ara bileşiğini kullanarak), yol boyunca birbirinden ayrı basamakların serbest enerjilerini toplayabiliriz. Buraya kadar tüm tepkime zinciri 7.0 k cal/mol’lük enerjinin serbest kalmasını sağlamıştır. Bundan sonra, fruktoz-1-6-bifosfat üçüncü ve dördüncü karbonlarından ikiye parçalanır ve birbirine çok benzeyen üç karbonlu iki molekül oluşur (4. basamak). Bu maddelerden biri fosfogliseraldehit’e diğeri ise genellikle 5. basamakta hızla PGAL’e dönüştürülen bir ara bileşiktir. (Hücre, koşulların uygun olması halinde, PGAL’yi yağ sentezinde de kullanabilir). Fosforlanmış üç karbonlu bir şeker olan PGAL, hem glikolizis, hem de fotosentezde kilit bir ara bileşiktir.
Bu tepkimeleri basitçe şöyle özetleyebiliriz:
(4 ve 5) P-C- C- C- C- C- C- P —-} 2CCCP (AG = +7,5 kcal/mol)
fruktoz-1,6-bifosfat –enzim —} PGAL
Bu noktaya kadar, yeni ATP moleküllerinin yapımı için glukozdaki enerji serbest kalmamış, glikolizis hücrede iki ATP’nin harcanmasına neden olmuştur. Gerçekten, 4. ve 5. basamaklar enerjitik olarak çok elverişsizdir. Burada serbest enerjideki net değişim +0,5 kcal/mol dür. Daha sonraki tepkimeleri ilerlemesi için, önceki beş hazırlık basamağının reaktantlarını sürüklemek için önemli miktarlarda serbest enerjinin serbest bırakılması gerekir.
Aslında bir sonraki tepkime, birbirinden ayrı iki moleküler değişikliği kapsar. Basitleştirmek için bunlar bir basamakta özetlenecektir. Birinci değişiklik, nikotinamit adenindinukleotit ya da NAD’ın indirgenmesine bağlı PGAL’nin oksidasyonudur.
Oksitlenmiş her bir NAD, indirgenmiş NAD, ve bir H+ iyonu oluşturmak için iki hidrojenden birini ve diğeri hidrojenin elektronunu tutarak iki hidrojen alır. İkinci değişiklik PGAL’nin fosforilasyonudur.
Tarih: 2019-06-15 06:30:00 Kategori: Fen Bilimleri
Soru Tarat
Kitaptan sorunu tarat hemen cevaplansın.
Sorunu sor hemen cevaplansın.
Glikoliz Nedir
Bu Yazıda Neler Var:
Glikoliz, enerji elde etmek için, glikozun bir seri tepkime sonucunda pirüvat denilen iki adet üç karbonlu moleküle ayrılması olayıdır. Glikoliz çok eski kökenlere dayanan metabolik bir patikadır. Bu, çok uzun zaman önce evrimleştiği anlamına gelir ve bugün yaşayan organizmaların büyük çoğunluğunda görülür.
Glikoliz, glikozun enzimlerle pirüvik asite (pirüvat) kadar yıkılması olayıdır. Bütün canlılarda glikoliz reaksiyonları aynı şekilde gerçekleşir çünkü olaylar için tüm canlılarda aynı enzimler görevlidir. Başlangıçta glikozu aktifleştirmek için 2 ATP (Adenozin tri fosfat) harcanır.
Hücresel solunum gerçekleştiren organizmalarda glikoliz, bu sürecin ilk aşamasıdır. Ancak glikoliz için oksijene ihtiyaç duyulmaz ve oksijen kullanmayan anaerobik canlılar da bu yolu izler.
Glikoliz, hücrenin sitozolünde gerçekleşir ve iki ana evreye ayrılabilir.
Aşağıdaki resimde, noktalı çizginin üstünde gösterilen enerji gerektiren evre ve noktalı çizginin altında gösterilen enerji açığa çıkaran evre görülmektedir.
Enerji Gerektiren Evre
Bu evrede, glikozun başlangıç molekülü, iki adet fosfat grubunun bağlanmasıyla tekrar düzenlenir. Fosfat grupları, bu modifikasyona uğramış şekeri—şu anda adı fruktoz-1,6-bifosfat olan—kararsız hale getirir, böylece bu şekerin ikiye bölünerek, iki adet fosfat içeren üç karbonlu şeker oluşturmasını sağlar. Bu aşamalarda kullanılan fosfatlar ATP'den temin edilir ve bundan dolayı iki adet ATP molekülü kullanılmış olur.Kararsız şekerlerin ikiye bölünmesiyle oluşan üç karbonlu şekerler birbirinden farklıdır. Bir sonraki aşamaya yalnızca bir tanesi —Gliseraldehit 3- fosfat— girebilir. Fakat, istenmeyen DHAP şekeri kolaylıkla istenene dönüştürülebilir, böylece en sonunda ikisi de yolu bitirmiş olur.
Enerji Açığa Çıkaran Evre
Bu evrede her bir üç karbonlu şeker, bir seri tepkimeden geçerek üç karbonlu olan başka bir moleküle, pirüvata dönüştürülür. Bu tepkimelerde iki adet ATP molekülü ve bir adet NADH molekülü oluşturulur. Bu evre, iki adet üç karbonlu şekerin her biri için bir kere gerçekleştiğinden, toplamda 4 ATP ve 2 NADH eder.Glikolizin içindeki her tepkime, kendine ait enzim tarafından katalize edilir. Glikolizin devamlılığı için en önemli enzim, kararsız olan iki fosfatlı şeker molekülü yani fruktoz 1.6-difosfatı, katalize eden fosfofruktokinaz enzimidir. Fosfofruktokinaz hücrenin enerji ihtiyacına cevap olarak glikolizi yavaşlatır veya hızlandırır.
Özetlersek, glikoliz, bir adet altı karbonlu glikoz molekülünü iki adet üç karbonlu pirüvat molekülüne dönüştürür. Bu aşamanın net ürünleri iki adet ATP molekülü ve iki adet NADH molekülüdür.
Glikolizi başlatan gerekli enerji ATP’den gelir. Daha sonrakiler gibi, başlangıç tepkimesi de reaktantlara bağlanan (zayıf bağlarla) ve onları etkinleştiren (bağlı moleküllerin elektronlarının eşit olmayan biçimde dağılımına neden olarak) ve ürünler serbest bırakılmadan önce reaktantlara katılan ya da onları yeniden düzenleyen kendine özgü enzimler tarafından gerçekleştirilir. İlk tepkimede, bir ATP molekülü kendi terminal fosfat grubunu glikoza verir.
(1) C- C – C C C C + ATP — } C- C- C- C C- C- P +ADP (AG = -4.0 kcal/mol)
Glikoz + ATP —} glukoz-6-fosfat
Ürünün adı bize, altıncı karbon atomuna bir fosfat grubu bağlanmış olan glikoz olduğunu ifade etmektedir. Şimdi bu tepkimede neyin oluştuğunu dikkatlice inceleyelim. Bir enzim, yani heksokinaz, glikoz ve ATP’yi bağlamış; fosfat grubunun glikoza geçişini katalizlemiş ve ürünlerin serbest kalmasını sağlamıştır.
Bu tepkimede yeniden düzenlenmiş elektronların serbest enerjisindeki toplam değişim -4.0 kcal/mol dür. Serbest enerji esas olarak ısı şeklinde serbest bırakılmaktadır. Her zamanki gibi, negatif AG, bu tepkimenin kuvvetli bir egzergonik (bozulma) tepkime olduğu anlamına gelmektedir. Aslında, bu tepkimenin denge sabiti yaklaşık 1000’dir. Bu tepkime için gerekli olan serbest enerji ATP’den gelmektedir: ATP’nin terminal ucundaki fosfattan elde edilebilir enerji 7.3 kcal/mol’dür. Glikolizin bu ilk basamağını yürütmek için yalnızca 4.0 kcal/mol serbest kalmakta ve ATP’den gelen diğer 3.3 kcal/mol ise ürüne ait elektronlarda biriktirilmektedir.
Glikolizin bir sonraki basamağında glikoz 6. fosfat, ona eş bileşik olan früktoz – 6- fosfata dönüştürülür.
(2) C- C- C- C- C- C +P —} C- C- C- C- C- P (AG = +0.4 kcal/mol)
(glikoz – 6 – fosfat —} fruktoz-6-fosfat)
AG pozitif olması, bunun kendiliğinden ilerleyemeyen bir sentez, yani endergonik (enerji gerektiren) tepkime olduğunu göstermektedir.
Bu durumda glikolizin durmaksızın devam etmesi nasıl sağlanmaktadır? Bunun yanıtı reaksiyonların eşleşmiş olmasında yatmaktadır. Ortak bir ara bileşiği paylaşan iki tepkime bu örnekte, birinci basamağın ürünü ve ikinci basamağın reaktantı olan glukoz-6- fosfat tek bir tepkime gibi ilerleyebilir. 1. basamakta ürünlerin reaktantlara oranının 100’e 1 olması, 2. basamağa büyük miktarlarda reaktant molekülü sağlar; bu bolluk, ikinci tepkimenin denge sabiti yaklaşık yalnızca 0,2 (yani, ürünlerin reaktantlara oranı 1 ‘e 5’tir) olsa bile, üçüncü basamağı beslemek için birçok ürün molekülünün oluşturulduğunun garantisidir.
Termodinamikler açısından, bu iki basamak tek bir tepkime gibi ele alınabilir. 1. basamakta serbest bırakılan 4.0 kcal/mol’lük enerji, 3,6 kcal/mol’lük net bir AG oluşturmak için 2. Basamakta harcanan + 4.0 kcal/mol’lük enerji ile birleştirilir. Birlikte alınınca, iki basamak kuvvetli bir şekilde egzergoniktir ve böylece reaksiyon ilerler. Glikolitik yol, bu tür eşleşmiş reaksiyonlar serisidir. Glikolizde egzergonik basamaklar endergonik basamakları iter ya da çeker. Basamakların uygunlaştırıcı net serbest enerji değişikliği reaksiyon sıralarının ilerlemesini sağlar.
Öte yandan, glikoz fosfatın früktoz fosfata dönüşümü de enzimatik yolların nasıl çalıştığı konusuna iyi bir örnek oluşturur. Bir substrat zayıf bağlarla bir enzime bağlanınca, o substratın elektron dağılımında küçük bir değişimin uyarıldığını hatırlayabilirsiniz. Bu uyarılma, bağ oluşumunda belirli bir değişim için gerekli aktivasyon enerjisini azaltarak tepkimeyi katalize eder. Yeni elektron dağılımlarının sonucu 2. basamakta görülebilir. Burada beşinci karbona ve onun oksijenine bağlanmış iki hidrojen, birinci karbona ve onun oksijenine geçirilmektedir. Bu önemsiz değişiklik glikolizisin bir sonraki basamağına hazırlanmak için gereklidir. Değişiklik oluştuktan sonra, substrat, enzim için artık uygunsuz hale gelir ve sıradaki diğer enzim tarafından yakalanarak uzaklaştırılır. Bu nedenle, glikolitik yoldaki her bir basamak çok küçük olup, oldukça özgün enzimler tarafından gerçekleştirilir. 2. basamakta früktoz fosfat oluştuktan sonra, molekülün diğer ucuna bir fosfatı n eklenmesi için diğer bir ATP molekülü harcanır. ATP enerjisindeki 3.9 kcal/mol üründe depolanırken, diğer 3.4 kcal/mol’lük enerji ısı olarak serbest bırakılır; bu nedenle, tepkime egzergoniktir.
(3) C -C C- C- C- P+ ATP —–} P C – C- C C- C- C– P+ADP (AG = 3.4 kcal/mol)
(fruktoz-6-fosfat) —-enzim–} fruktoz-1,6-bifosfat)
Bu tepkime de kendisinden bir öncekiyle eşleşmiş olduğundan (früktoz fosfat ara bileşiğini kullanarak), yol boyunca birbirinden ayrı basamakların serbest enerjilerini toplayabiliriz. Buraya kadar tüm tepkime zinciri 7.0 k cal/mol’lük enerjinin serbest kalmasını sağlamıştır. Bundan sonra, fruktoz-1-6-bifosfat üçüncü ve dördüncü karbonlarından ikiye parçalanır ve birbirine çok benzeyen üç karbonlu iki molekül oluşur (4. basamak). Bu maddelerden biri fosfogliseraldehit’e diğeri ise genellikle 5. basamakta hızla PGAL’e dönüştürülen bir ara bileşiktir. (Hücre, koşulların uygun olması halinde, PGAL’yi yağ sentezinde de kullanabilir). Fosforlanmış üç karbonlu bir şeker olan PGAL, hem glikolizis, hem de fotosentezde kilit bir ara bileşiktir.
Bu tepkimeleri basitçe şöyle özetleyebiliriz:
(4 ve 5) P-C- C- C- C- C- C- P —-} 2CCCP (AG = +7,5 kcal/mol)
fruktoz-1,6-bifosfat –enzim —} PGAL
Bu noktaya kadar, yeni ATP moleküllerinin yapımı için glukozdaki enerji serbest kalmamış, glikolizis hücrede iki ATP’nin harcanmasına neden olmuştur. Gerçekten, 4. ve 5. basamaklar enerjitik olarak çok elverişsizdir. Burada serbest enerjideki net değişim +0,5 kcal/mol dür. Daha sonraki tepkimeleri ilerlemesi için, önceki beş hazırlık basamağının reaktantlarını sürüklemek için önemli miktarlarda serbest enerjinin serbest bırakılması gerekir.
Aslında bir sonraki tepkime, birbirinden ayrı iki moleküler değişikliği kapsar. Basitleştirmek için bunlar bir basamakta özetlenecektir. Birinci değişiklik, nikotinamit adenindinukleotit ya da NAD’ın indirgenmesine bağlı PGAL’nin oksidasyonudur.
Oksitlenmiş her bir NAD, indirgenmiş NAD, ve bir H+ iyonu oluşturmak için iki hidrojenden birini ve diğeri hidrojenin elektronunu tutarak iki hidrojen alır. İkinci değişiklik PGAL’nin fosforilasyonudur.
Tarih: 2019-06-15 06:30:00 Kategori: Fen Bilimleri
Kitaptan sorunu tarat hemen cevaplansın.
Yorum Yapx