Bir hücrede oksijenli solunum sürecinde NADH ve FADH$_2$'den ETS'de ATP üretilirken, diğer evrelerde substrat düzeyinde fosforilasyonla da ATP sentezi gerçekleşir. Tüm bu süreçler sonucunda 1 glikoz molekülünden net kaç ATP elde edilir?
A) 34 ATP
B) 36 ATP
C) 38 ATP
D) 40 ATP
Merhaba sevgili öğrenciler!
Oksijenli solunum, hücrelerimizin enerji üretmek için kullandığı karmaşık ama bir o kadar da düzenli bir süreçtir. Bir glikoz molekülünden ne kadar ATP elde edildiğini adım adım inceleyelim. Bu süreç, glikoliz, pirüvat oksidasyonu, Krebs döngüsü ve elektron taşıma sistemi (ETS) olmak üzere dört ana evreden oluşur.
- 1. Glikoliz Evresi (Sitoplazmada Gerçekleşir):
- Bu evrede 1 glikoz molekülü, 2 pirüvat molekülüne parçalanır.
- Net olarak 2 ATP (substrat düzeyinde fosforilasyon ile) üretilir.
- Ayrıca 2 NADH molekülü sentezlenir. Bu NADH'lar, ETS'ye aktarıldığında her biri yaklaşık 3 ATP üretecektir. Yani $2 \times 3 = 6$ ATP.
- Glikolizden toplam ATP katkısı: $2 \text{ ATP (doğrudan)} + 6 \text{ ATP (NADH'tan)} = 8 \text{ ATP}$.
- 2. Pirüvatın Asetil-CoA'ya Dönüşümü (Mitokondri Matriksinde Gerçekleşir):
- Glikolizden gelen her bir pirüvat molekülü (toplam 2 pirüvat), mitokondriye girer ve asetil-CoA'ya dönüşür.
- Bu dönüşüm sırasında her bir pirüvat için 1 NADH sentezlenir. Yani 2 pirüvat için toplam 2 NADH üretilir.
- Bu 2 NADH, ETS'ye aktarıldığında $2 \times 3 = 6$ ATP üretecektir.
- Bu evreden toplam ATP katkısı: $6 \text{ ATP (NADH'tan)}$.
- 3. Krebs Döngüsü (Sitrik Asit Döngüsü) (Mitokondri Matriksinde Gerçekleşir):
- Her bir asetil-CoA molekülü Krebs döngüsüne girer. Bir glikoz molekülünden 2 asetil-CoA oluştuğu için döngü iki kez döner.
- Her bir döngüde 1 ATP (veya GTP, substrat düzeyinde fosforilasyon ile), 3 NADH ve 1 FADH$_2$ üretilir.
- İki döngü için: 2 ATP (doğrudan), 6 NADH ve 2 FADH$_2$ üretilir.
- Bu NADH'lar ETS'ye aktarıldığında $6 \times 3 = 18$ ATP üretir.
- Bu FADH$_2$'ler ETS'ye aktarıldığında her biri yaklaşık 2 ATP üretecektir. Yani $2 \times 2 = 4$ ATP.
- Krebs döngüsünden toplam ATP katkısı: $2 \text{ ATP (doğrudan)} + 18 \text{ ATP (NADH'tan)} + 4 \text{ ATP (FADH$_2$'den)} = 24 \text{ ATP}$.
- 4. Toplam ATP Hesaplaması:
- Şimdi tüm evrelerden elde edilen ATP'leri toplayalım:
- Glikolizden: $8 \text{ ATP}$
- Pirüvatın Asetil-CoA'ya Dönüşümünden: $6 \text{ ATP}$
- Krebs Döngüsünden: $24 \text{ ATP}$
- Toplam Net ATP: $8 + 6 + 24 = 38 \text{ ATP}$.
Bu hesaplama, glikolizdeki NADH'ların mitokondriye taşınması sırasında enerji kaybı yaşanmadığı (malat-aspartat mekiği kullanıldığı) varsayımına dayanır. Bazı durumlarda 36 ATP olarak da belirtilebilir, ancak sorumuzun doğru cevabı 38 ATP'dir.
Cevap C seçeneğidir.
