Oksidatif fosforilasyon, hücrelerimizin enerji üretmek için kullandığı hayati bir süreçtir. Bu süreç, iki ana bölümden oluşur:
- Elektron Taşıma Zinciri (ETC): Bu zincir, mitokondrinin iç zarında bulunan bir dizi protein kompleksinden (Kompleks I, II, III, IV) oluşur. Görevi, NADH ve FADH2'den gelen yüksek enerjili elektronları bir dizi redoks reaksiyonuyla taşımak ve bu sırada protonları (H+) mitokondrinin iç zarından dışarı, zarlar arası boşluğa pompalamaktır. Bu proton pompalanması, bir proton gradyanı (elektrokimyasal potansiyel farkı) oluşturur.
- ATP Sentezi (Kemiosmoz): Zarlar arası boşlukta biriken protonlar, ATP sentaz adı verilen özel bir enzim kompleksi aracılığıyla iç zara geri dönerler. Protonların bu akışı, ATP sentazı döndürerek ADP ve inorganik fosfattan (Pi) ATP sentezlenmesini sağlar.
Şimdi seçenekleri tek tek inceleyelim:
- A) Kompleks I (NADH dehidrojenaz):
- Kompleks I, elektron taşıma zincirinin ilk ve en önemli giriş noktalarından biridir. NADH moleküllerinden gelen elektronları kabul eder ve bu elektronları zincir boyunca ilerletir.
- Eğer Kompleks I inhibe edilirse, NADH'den gelen elektronlar elektron taşıma zincirine giremez. Bu durum, zincirdeki elektron akışının büyük bir kısmını (NADH'den gelen elektronlar ana kaynaktır) doğrudan durdurur.
- Elektron akışı durduğunda, protonlar zarlar arası boşluğa pompalanmaz.
- Proton gradyanı oluşmadığı veya sürdürülemediği için, ATP sentaz çalışamaz ve ATP sentezi durur.
- Dolayısıyla, Kompleks I'in inhibisyonu hem elektron taşıma zincirini hem de ATP sentezini doğrudan ve kapsamlı bir şekilde durdurur.
- B) ATP sentaz:
- ATP sentaz, ATP sentezinden sorumlu olan enzimdir. Eğer ATP sentaz inhibe edilirse, protonlar zarlar arası boşluktan iç zara geri dönemez ve ATP sentezi durur.
- Ancak, elektron taşıma zinciri (Kompleks I, II, III, IV) başlangıçta elektronları taşımaya ve protonları pompalamaya devam edebilir.
- Protonlar geri dönemediği için zarlar arası boşlukta aşırı bir proton birikimi (çok yüksek bir proton gradyanı) oluşur. Bu yüksek gradyan, elektron taşıma zinciri komplekslerinin daha fazla proton pompalamasını enerji açısından elverişsiz hale getirir ve zinciri "tıkar".
- Sonuç olarak, elektron taşıma zinciri de durur, ancak bu durma ATP sentazın inhibisyonunun dolaylı bir sonucudur, doğrudan elektron akışını durduran bir etki değildir. Soru, her ikisini de durduran bir inhibisyonu arıyor.
- C) Süksinat dehidrojenaz (Kompleks II):
- Kompleks II, elektron taşıma zincirine FADH2'den gelen elektronları kabul eden bir komplekstir.
- Eğer Kompleks II inhibe edilirse, FADH2'den gelen elektronlar zincire giremez.
- Ancak, NADH'den gelen elektronlar Kompleks I aracılığıyla zincire girmeye ve proton pompalamaya devam edebilir. Bu durumda, elektron taşıma zinciri ve ATP sentezi tamamen durmaz, sadece FADH2'den gelen enerji katkısı kesilmiş olur.
- D) Sitokrom c oksidaz (Kompleks IV):
- Kompleks IV, elektron taşıma zincirinin son kompleksidir. Elektronları oksijene aktararak su oluşumunu sağlar.
- Eğer Kompleks IV inhibe edilirse, elektronlar zincirden ayrılamaz ve oksijene aktarılamaz. Bu durum, elektronların zincirde birikmesine ve Kompleks III, II ve I'de elektron akışının geri tepmesine neden olur.
- Sonuç olarak, elektron taşıma zinciri tamamen durur ve proton pompalanması da durur, dolayısıyla ATP sentezi de durur.
- Kompleks IV'ün inhibisyonu da hem elektron taşıma zincirini hem de ATP sentezini durdurur. Ancak, Kompleks I, elektron akışının ana giriş kapısı olduğu için, onun inhibisyonu sürecin başlangıcını doğrudan etkileyerek durdurur.
Yukarıdaki açıklamalara göre, Kompleks I'in inhibisyonu, elektron taşıma zincirinin ana giriş noktasını bloke ederek hem elektron akışını hem de proton pompalanmasını doğrudan durdurur, bu da ATP sentezini engeller.
Cevap A seçeneğidir.
