Metabolizma - Biyoloji Ders Notları

Metabolizma:hücrede gerçekleşen biyokimyasal reaksiyonların tümüdür.
A-Anabolizma Dış ortamdan alınan veya hücredeki reaksiyonlar sonucu oluşan basit moleküllerden hücrenin ihtiyaç duyduğu kompleks veya diğer moleküllerin sentezlenmesidir.
Örnek:Protein,RNA,Fotosentez,Kemosentez vb.

B-Katabolizma:Dış ortamdan alınan veya hücrede daha önce üretilip işlevlerini kaybetmiş kompleks moleküllerin enerji üretimi veya yapıtaşı üretimi için daha basit moleküllere parçalanmasıdır.
Örnek:Hücre içi ve dışı sindirim,O2 li ve O2 siz solunum
ATP(Adenozintrifosfat):
Yapısı:

Adenin nucleotid
Riboz
3(Üç) fosforik asit
Özellikleri:
Yapısında iki yüksek enerjili fosfat bağları bulunur
Canlının tüm yaşamsal olaylarında kullandığı enerji kaynağıdır
Kolayca başka enerji formlarına dönüştürülebilir.(Elektrik,ısı,kimyasal bağ ,osmotik,ışık vb.)
Bütün reaksiyonlara katılabilir
Her hücre kendi ATP sini kendi sentezler
Hücrede sitoplazma,mitokondri ve kloroplastlarda sentezlenir
Hücre yaşamsal olaylarında sitoplazmada veya mitokondride üretilen ATP kullanılır
Kloroplastlarda sentezlenen ATP organik madde sentezi ve kloroplastlardaki diğer yaşamsal olaylarda kullanılır
Yüksek enerjili son fosfat bağının kopması ile ortama 7300 cal enerji verilir.
Hücrelerde ADP nin sistemden enerji alarak kendine bir fosforik asit bağlayıp ATP haline gelmesine fosforilasyon denir.
Fosforilasyonda kullanılan enerji kaynağına göre 4 (Dört) tip fosforilasyon vardır.
1-Sübstrat düzeyde fosforilasyon:
a-Bütün canlılarda görülür
b-Sitoplazmik solunum enzimleri kullanılarak organik maddelerin yapısında bulunan bağ enerjisinin ATP enerjisi haline dönüşmesidir

2-Oksidatif-fosforilasyon:
a-Oksijenli solunum enzimi bulunduran canlılarda gerçekleşir
b-Organik maddeler oksijenli solunum enzimleri ile inorganik yapılara dönüştürülürken açığa çıkan H lerin O2 ye aktarılırken gerçekleşir
c- e.t.s. görev alır

3-Foto-fosforilasyon
a-Klorofil taşıyan canlılarda gerçekleşir.
b-Klorofil ve e.t.s etkisi ile güneş ışık enerjisinin dönüşümü ile gerçekleşir
c-Enzim görev almaz

4-Kemosentetik-fosforilasyon:
a-Oksidasyon enzimi taşıyan bakterilerce gerçekleştirilir
b-İnorganik maddelerin (H,Fe,N,NH3 vb.) oksidasyon enzimleri ile oksitlenmesi ile açığa çıkan kimyasal enerji ile gerçekleşir


Canlılar dünyasında iki yöntemle ATP üretimi gerçekleşir.
A-Substrat düzeyde ATP sentezi
Enerji veren egzergonik reaksiyonlarda enerji düzeyi yüksek moleküller kullanılarak, enzimler aracılığı ile ADP nin (enerji düzeyinin yükseltilmesi) ATP ye dönüştürülmesi. Bütün canlılarda görülür.
B-Kemiosmoz yöntemi (Proton pompası) ile ATP sentezi
Zarla ayrılmış iki ortam arasında oluşturulan H+ yoğunluk farkına bağlı olarak ATP sentezlenmesi .Bu yöntemle ATP sentezi ni üçe ayırabiliriz
1-Bakterial ATP sentezi
2-Kloroplast ATP sntezi (Foto-fosforilasyon):
3-Mitokondrial ATP sentezi( Oksidatif-fosforilasyon):
Bütün canlılar güneşin ışık enerjisini kullanırlar.Işık enerjisinin canlıların kullanabileceği enerji formuna dönüşmesinde fotosentez ve solunum mekanizmaları rol alır.
KEMİOSMOTİK ATP ÜRETİMİ
Karakter
Archaea
Mor bakteri
Kloroplast
Mitokondri
Enerji kaynağı
Işık
Işık
Işık
NADH
Pompa
Bacteriorhodopsin
Bakteriyel photosystem, sitokrom-b / c
Photosystems I ve II, b sitokrom / f
Kompleksleri I, III ve IV
Ürünler
ATP
ATP
ATP, NADPH, oksijen
ATP, su

ATP nin önemi
ATP de, fosfat gruplar arasındaki yüksek enerjili bağ kararsız yapıda olup kolayca hidrolize olabilir.
Bu hidrolizi yaklaşık 7.3 kCal enerji açığa çıkar.
Bu enerji hücresel faaliyetleri için kullanılır.
ATP hidroliz geri çevrilebilir bir reaksiyondur.
ATP ,ADP’nin bir inorganik fosfat grubu P (i) bağlanması ile sentezlenir.
Bu bir yoğunlaşma reaksiyonu olup yaklaşık 7.3 kCal enerji gerektirir.
Bu yoğunlaşması reaksiyon için gerekli enerji; Katabolik tepkimeler ve redoks reaksiyonlarından gelir.
ATP sentetaz hem hidroliz ve ATP sentezini (Yoğunlaşma) katalizler.
ATP gerektiğinde kullanmak için ideal bir enerji kaynağıdır.

ATP evrensel enerji kaynağı molekülü olarak kabul edilir.

Nedenleri:
1. Tüm hücrelerde ATP’nin varlığı
2. Birçok metabolik (Katabolik veya anabolik) hücresel faaliyetlerinde ATP kullanımı
3.Hücrelerin ATP açlık etkisi – hücrelerde ATP sentezlenmez ise canlılık durur.
4. Farklıda olsa ATP sentezine yönelik aktivitelerin bütün canlılarda olması
5. Bütün canlılarda aynı ATP (prokaryotik ve ökaryotik hücreler) aynı veya farklı olaylarda kullanılır