Organik moleküllerin oksijen varlığında CO2 ve H2O ya kadar parçalanmasıdır. Üç ana safhada incelenir.
1. Glikoliz
2. Krebs çemberi
3. ETS (Elektron taşıma sistemi)

1. Glikoliz

Sitoplazmada meydana gelir. Glikoz 2 pirüvata parçalanır. Bu reaksiyonlarda 2 ATP harcanır, 4 ATP ve 2
NADH2 sentezlenir. Glikolizde kullanılan enzimler tüm canlılarda aynıdır.

2. Krebs Çemberi

Krebs çemberi reaksiyonları ökaryot hücrede mitokondrinin matriksinde gerçekleşir

Sitoplazmada glikoliz reaksiyonlarında oluşan pirüvat oksijen varlığında mitokondriye geçer. Matrikste her bir pirüvattan 1 CO2 ve 2H+ ayrılır. Ayrılan hidrojenleri NAD tutar ve NADH2 oluşur. Olay sonucu 2 C lu 1 molekül asetil CoA oluşur. Bu olayların hepsini mitonkondrideki enzimleri katalizler.

• Asetil–CoA nın 4 C lu oksalo asetik asitle birleşmesi ile krebs devri başlar ve 6 C lu sitrik asit (sitrat) oluşur.
• Sitrik asitten bir molekül CO2 ve iki hidrojen atomu ayrılması yla 5 C lu bileşik oluşur. Ayrılan hidrojenleri NAD tutar ve NADH2 oluşur.
• Bu 5 C lu bileşikten bir molekül CO2 ve iki hidrojen atomunun ayrılmasıyla 4 C lu bileşik ve NADH2 oluşur.
• En son oluşan 4 C lu molekül bir kaç defa ortama H+ verdikten sonra tekrar başlangıçtaki 4 C lu moleküle (oksaloasetik asit) dönüşür.
• Bu reaksiyonlar sırasında 4 hidrojen atomu açığa çıkar.
• Bunlardan 2H+ yi FAD, tutar ve FADH2 oluşur.
• Diğer 2 tane H+ yi de NAD tutar ve NADH2 oluşur.
• 4 C lu bileşik başka bir 4 C lu bileşiğe dönüşürken substrat düzeyinde fosfarilasyonla 1 ATP sentezlenir.

[ad1]
Glikoliz sonucu 2 pirüvat oluşur. 2 pirüvat molekülünün her biri asetil – CoA ya dönüşür.

Buna göre krebs devri reaksiyonlarında 2 molekül
asetil – CoA dan,

6 NADH2

2 FADH2

4CO2

2ATP

3. Oksidatif Fosforilasyon Evresi(ETS – Elektron Taşıma Sistemi)

Elektron taşıma sisteminde NAD, FAD, Koenzim Q ve sitokrom b, sitokrom c, sitokrom a ve sitokrom a3 molekülleri bulunur. Bu moleküller elektron çekme özelliğine göre dizilir. ETS elemanları mitokondrinin iç zarında (krista) bulunur.
Glikoliz ve krebs çemberi reaksiyonlarında açığa çıkan elektron ve protonlar ETS de taşınır. Bu evrede yükseltgenme (oksitlenme) ve indirgenme (redüklenme) reaksiyonları
gerçekleşir. Burada elektronların son alıcısı oksijendir. Bir hidrojen atomunda bir proton (H+) ve bir elektron vardır. Enerjinin açığa çıkması bu elektronların aktarılması
sırasında gerçekleşir.ETS de elektronların enerjileri kademe kademe serbest bırakılır. Serbest kalan elektronların enerjilerinden ATP sentezlenir.ETS de hidrojen elektronları ilk önce ETS elemanlarından NAD ye aktarılır. Elektronlar NAD de iken enerji seviyeleri en fazladır. NAD den oksijene doğru aktıkçaelektronların enerji seviyesi azalır.En son kademede elektronlar oksijen atomuna taşınır,orada protonlarla birleşerek hidrojen atomunu oluşturur.

Sonuçta 2H+,oksijenle birlikte su molekülünü oluşturur.Hidrojenler ETS ye NAD ile aktarılırsa 2 hidrojene karşılık 3 ATP, FAD ile aktarılırsa 2 hidrojene karşılık 2 ATP sentezlenir.
[m2]
NOT: Elektron alan molekül indirgenir (redüklenir), elektron veren molekül yükseltgenir (oksitlenir).

NOT: Solunumda ATP nin en fazla üreildiği evre ETS dir. Enerji ATP ye kademe kademe dönüşürken enerjinin bir kısmı ısı şeklinde kaybolur.

NOT: Oksijen dışındaki ETS elemanları tekrar tekrar kullanılır. Oksijen substrata doğrudan etki etmez, ETS elemanı olarak görev yapar.

NOT: Prokaryot canlılarda mitokondri yoktur. ETS enzimleri hücre zarının sitoplazmaya doğru yaptığı mezozom denilen kıvrımlar üzerindedir.

[biyoloji_1_ygs_lys]

Hücrede gerçekleşen reaksiyonlar için gerekli enerji ATP den sağlanır.
ATP nin yapısında iki organik bileşik ve birbirine bağlanmış üç fosfat bulunur.
Organik moleküllerden biri 5 C lu şeker olan ribozdur. Diğeri ise purin bazı olan adenindir. Adenin ile ribozun birleşmesi ile oluşan moleküle adenozin denir.

ATP nin yapısındaki fosfat grupları arasında yüksek enerjili bağlar bulunur. Bu yüksek enerji hücrede birçok olayın gerçekleştirilmesinde kullanılır.
ATP molekülünün en uç kısmındaki fosfat grubu başka bir moleküle devredildiğinde enerjinin bir kısmı da bu moleküle geçmiş olur. ATP den bu şekide fosfat alan molekül
enerji kazanarak aktif hale gelir. ATP deki yüksek enerjili bağların kopması ile 7300 kalorilik enerji açığa çıkar.
ATP molekülü bir fosfat verdiğinde ADP ye, iki fosfat verdiğinde AMP ye dönüşmektedir.
ATP den ayrılan fosfatların tekrar bağlanması için enerjiye ihtiyaç vardır.
ADP ye bir P bağlanarak ATP sentezlenmesine fosforilasyon denir.

Canlılarda gerçekleşen dört çeşit fosforilasyon vardır.

1. Substrat Düzeyinde Fosforilasyon

Substrat yapısındaki yüksek enerjili fosfatlar koparılıp ADP ye bağlanarak ATP sentezlenmesidir. Hücre solunumunda glikoliz ve krebs devrinde gerçekleşir.

2. Oksidatif Fosforilasyon

Canlıların besin olarak kullandıkları organik moleküllerin yıkımı ile açığa çıkan yüksek enerjili elektronların ETS de oksijene aktarılması sırasında çıkan enerji kullanılarak
ATP sentezlenmesidir.

3. Fotofosforilasyon

Işığı soğuran klorofilden kopan elektronların ETS de aktarılması sırasında açığa çıkan enerji kullanılarak ATP sentezlenmesidir.

4. Kemosentetik Fosforilasyon

Kemosentetik bakterilerin inorganik maddeleri oksitlemesi sırasında açığa çıkan kimyasal enerji kullanılarak ATP sentezlenmesidir.

[biyoloji_1_ygs_lys]