Bir hücrede oksidatif fosforilasyon inhibe edildiğinde aşağıdaki durumlardan hangisi gözlenmez?
A) Elektron taşıma zincirinin durması
B) İç mitokondri zarında proton gradientinin azalması
C) ATP sentaz enziminin aktivitesinin artması
D) Oksijen tüketiminin azalması
Merhaba sevgili öğrenciler!
Bu soruyu çözmek için öncelikle oksidatif fosforilasyonun ne olduğunu ve hangi adımlardan oluştuğunu hatırlayalım. Oksidatif fosforilasyon, mitokondrinin iç zarında gerçekleşen, elektron taşıma zinciri (ETC) ve kemiozmozis (ATP sentaz) olmak üzere iki ana bölümden oluşan bir süreçtir. Bu süreçte:
- Elektron taşıma zinciri, elektronları taşıyarak protonları mitokondrinin iç zarı boyunca zar arası boşluğa pompalar ve bir proton gradyanı (proton farkı) oluşturur.
- ATP sentaz enzimi, bu proton gradyanının enerjisini kullanarak ADP'den ATP sentezler.
- Oksijen, elektron taşıma zincirinin sonunda elektronları kabul eden son alıcıdır ve su oluşturur.
Şimdi, oksidatif fosforilasyonun inhibe edilmesi durumunda her bir seçeneğin nasıl etkileneceğini inceleyelim:
- A) Elektron taşıma zincirinin durması: Oksidatif fosforilasyonun inhibe edilmesi, genellikle elektron taşıma zincirinin kendisinin durmasına veya yavaşlamasına neden olur. Eğer ATP sentaz enzimi inhibe edilirse, protonlar zar arası boşlukta birikir ve proton gradyanı aşırı yükselir. Bu yüksek gradyan, elektron taşıma zincirinin daha fazla proton pompalamasını zorlaştırır ve zinciri durma noktasına getirir. Eğer elektron taşıma zincirinin kendisi inhibe edilirse (örneğin siyanür gibi bir madde ile), zincir doğrudan durur. Dolayısıyla, elektron taşıma zincirinin durması gözlenebilir bir durumdur.
- B) İç mitokondri zarında proton gradientinin azalması: Eğer elektron taşıma zinciri inhibe edilirse, protonlar zar arası boşluğa pompalanmaz ve mevcut proton gradyanı zamanla azalır. Ayrıca, eğer oksidatif fosforilasyon bir ayırıcı (uncoupler) madde ile inhibe edilirse, bu maddeler proton gradyanını doğrudan dağıtarak azaltır. Bu nedenle, proton gradyanının azalması da gözlenebilir bir durumdur.
- C) ATP sentaz enziminin aktivitesinin artması: Oksidatif fosforilasyonun amacı ATP üretmektir ve bu süreç ATP sentaz enzimi tarafından gerçekleştirilir. Eğer oksidatif fosforilasyon inhibe edilirse, bu, ATP üretiminin durduğu veya azaldığı anlamına gelir. Dolayısıyla, ATP sentaz enziminin aktivitesi ya azalır ya da tamamen durur. Aktivitesinin artması, inhibisyonun tam tersi bir durumdur ve bu nedenle gözlenmez.
- D) Oksijen tüketiminin azalması: Oksijen, elektron taşıma zincirinin son elektron alıcısıdır. Eğer elektron taşıma zinciri durursa veya yavaşlarsa (A seçeneğinde açıklandığı gibi), elektronlar oksijene aktarılamaz. Bu durumda, hücrenin oksijen tüketimi azalır veya durur. Dolayısıyla, oksijen tüketiminin azalması gözlenebilir bir durumdur.
Sonuç olarak, oksidatif fosforilasyon inhibe edildiğinde ATP sentaz enziminin aktivitesinin artması beklenmez; aksine, aktivitesi azalır veya durur.
Cevap C seçeneğidir.
