12. sınıf biyoloji 2. dönem 2. yazılı 4. senaryo meb Test 3

Oksijenli solunum sırasında gerçekleşen aşağıdaki olaylardan hangisi, substrat düzeyinde fosforilasyon ile ATP üretimine bir örnektir?

A) ETS'de elektronların oksijene aktarılması sırasında ATP sentezi.

B) Krebs döngüsünde süksinil CoA'dan süksinat oluşumu sırasında ATP sentezi.

C) Glikoliz sonucunda pirüvatın asetil CoA'ya dönüşümü.

D) NADH ve FADH$_2$ moleküllerinin ETS'ye elektronlarını vermesi.

E) Protonların mitokondri zarları arası boşluktan matrikse akışı sırasında ATP sentezi.

Oksijenli solunum, hücrelerin enerji üretmek için besinleri parçaladığı karmaşık bir biyokimyasal süreçtir. Bu süreçte ATP (adenozin trifosfat), farklı mekanizmalarla sentezlenir. Soru, bu mekanizmalardan biri olan substrat düzeyinde fosforilasyon ile ATP üretimine bir örnek aramaktadır.

• Substrat Düzeyinde Fosforilasyon Nedir?

  Substrat düzeyinde fosforilasyon, bir fosfat grubunun yüksek enerjili bir substrat molekülünden doğrudan $ADP$ (adenozin difosfat) molekülüne aktarılmasıyla $ATP$ sentezlenmesidir. Bu yöntem, elektron taşıma sistemi (ETS) veya kemiozmozis gibi dolaylı mekanizmaları içermez. Oksijenli solunumda glikoliz ve Krebs döngüsünde gerçekleşen doğrudan bir $ATP$ üretim şeklidir.

• Seçeneklerin İncelenmesi:
  • A) ETS'de elektronların oksijene aktarılması sırasında ATP sentezi.

    Bu olay, oksidatif fosforilasyonun bir parçasıdır. Elektron taşıma sistemi (ETS) boyunca elektronların taşınmasıyla oluşan proton gradyanı (kemiozmozis) kullanılarak $ATP$ sentezlenir. Bu, doğrudan bir substrattan fosfat aktarımı değildir. Dolayısıyla, substrat düzeyinde fosforilasyon değildir.

  • B) Krebs döngüsünde süksinil $CoA$'dan süksinat oluşumu sırasında ATP sentezi.

    Krebs döngüsünün bu aşamasında, süksinil $CoA$ molekülündeki yüksek enerjili bağdan bir fosfat grubu serbest kalır ve doğrudan $GDP$'ye (guanozin difosfat) aktarılarak $GTP$ (guanozin trifosfat) oluşturulur. Oluşan $GTP$ daha sonra fosfatını $ADP$'ye aktararak $ATP$ sentezini sağlar. Bu, substrat düzeyinde fosforilasyonun tipik bir örneğidir.

  • C) Glikoliz sonucunda pirüvatın asetil $CoA$'ya dönüşümü.

    Bu aşama, pirüvatın oksidasyonu olarak bilinir ve glikoliz ile Krebs döngüsü arasında gerçekleşir. Pirüvat, asetil $CoA$'ya dönüşürken bir karbon dioksit molekülü kaybeder ve $NAD^+$ molekülü $NADH$'ye indirgenir. Bu süreçte doğrudan $ATP$ sentezi veya tüketimi gerçekleşmez.

  • D) $NADH$ ve $FADH_2$ moleküllerinin ETS'ye elektronlarını vermesi.

    Bu olay, oksidatif fosforilasyonun başlangıcıdır. $NADH$ ve $FADH_2$ gibi yüksek enerjili elektron taşıyıcıları, elektronlarını ETS'ye aktararak proton pompalanmasını tetikler. Bu, $ATP$ sentezine yol açan bir adımdır, ancak doğrudan $ATP$ sentezi değildir ve substrat düzeyinde fosforilasyon değildir.

  • E) Protonların mitokondri zarları arası boşluktan matrikse akışı sırasında ATP sentezi.

    Bu olay, kemiozmozis olarak adlandırılır ve oksidatif fosforilasyonun ana mekanizmasıdır. Protonların $ATP$ sentaz enzimi aracılığıyla mitokondri zarları arası boşluktan matrikse geri akışı sırasında $ATP$ sentezlenir. Bu da doğrudan bir substrattan fosfat aktarımı değildir. Dolayısıyla, substrat düzeyinde fosforilasyon değildir.

Yukarıdaki açıklamalar ışığında, substrat düzeyinde fosforilasyon tanımına uyan tek olay B seçeneğinde belirtilen Krebs döngüsündeki $ATP$ sentezidir.

Cevap B seçeneğidir.