Soru:
Bir hayvan hücresinde, bir molekül glikozdan başlayan metabolik bir süreçte, substrat düzeyinde fosforilasyon ile 4 ATP, oksidatif fosforilasyon ile ise 26 ATP sentezlenmiştir.
Bu hücrede glikozun tamamıyla parçalanabilmesi için kaç molekül oksijen (\(O_2\)) tüketilmiştir? (1 NADH'nin ETS'de 2.5 ATP, 1 FADH₂'nin ise 1.5 ATP ürettiğini varsayalım.)
Çözüm:
💡 Toplam ATP'yi ve ATP kaynaklarını bildiğimize göre, ETS'ye giren yüksek enerjili elektron taşıyıcılarının (NADH ve FADH₂) sayısını bulabilir ve buradan tüketilen oksijen miktarına ulaşabiliriz.
- ➡️ Toplam ATP: Substrat düzeyinde 4 ATP + Oksidatif fosforilasyonda 26 ATP = 30 ATP.
- ➡️ Oksidatif Fosforilasyon Analizi: Oksidatif fosforilasyonda üretilen 26 ATP, ETS'deki NADH ve FADH₂'lerden gelir.
NADH sayısına \(x\), FADH₂ sayısına \(y\) diyelim.
Denklem: \(2.5x + 1.5y = 26\)
- ➡️ Glikoliz ve Krebs Döngüsü Bilgisi: 1 glikozdan;
- Glikolizde: 2 NADH (sitozolde), 2 ATP (substrat düzeyi - zaten 4 ATP verilmiş, glikoliz 2 net ATP üretir, diğer 2 ATP Krebs'ten gelmiş olmalı)
- Pirüvatın Asetil Co-A'ya dönüşümü: 2 NADH
- Krebs Döngüsü: 6 NADH, 2 FADH₂, 2 ATP (substrat düzeyi - GTP olarak)
Toplam: 10 NADH, 2 FADH₂, 4 ATP (substrat düzeyi). Bu, soruda verilen substrat düzeyi ATP (4) ile uyumludur.
- ➡️ Oksijen Tüketimi: ETS'de her 1 NADH veya FADH₂, elektronlarını sonunda oksijene verir. ETS'nin son indirgeyicisi oksijendir. İndirgenmiş eşdeğer başına 1/2 \(O_2\) molekülü tüketilir. Yani 1 NADH için 1/2 \(O_2\), 1 FADH₂ için 1/2 \(O_2\).
Toplam indirgenmiş eşdeğer = 10 (NADH) + 2 (FADH₂) = 12.
Tüketilen \(O_2\) miktarı = 12 x (1/2) = 6 molekül \(O_2\).
✅ Sonuç: Glikozun tamamen parçalanması için 6 molekül oksijen (\(O_2\)) tüketilmiştir.
