Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

8.1: Hücresel Solunum Nedir?
TABLE OF
CONTENTS

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
What is Cellular Respiration?
 
TRANSCRIPT

8.1: What is Cellular Respiration?

8.1: Hücresel Solunum Nedir?

Organisms harvest energy from food, but this energy cannot be directly used by cells. Cells convert the energy stored in nutrients into a more usable form: adenosine triphosphate (ATP).

ATP stores energy in chemical bonds that can be quickly released when needed. Cells produce energy in the form of ATP through the process of cellular respiration. Although much of the energy from cellular respiration is released as heat, some of it is used to make ATP.

During cellular respiration, several oxidation-reduction (redox) reactions transfer electrons from organic molecules to other molecules. Here, oxidation refers to electron loss and reduction to electron gain. The electron carriers NAD+ and FAD—and their reduced forms, NADH and FADH2, respectively—are essential for several steps of cellular respiration.

Some prokaryotes use anaerobic respiration, which does not require oxygen. Most organisms use aerobic (oxygen-requiring) respiration, which produces much more ATP. Aerobic respiration generates ATP by breaking down glucose and oxygen into carbon dioxide and water.

Both aerobic and anaerobic respiration begin with glycolysis, which does not require oxygen. Glycolysis breaks down glucose into pyruvate, yielding ATP. In the absence of oxygen, pyruvate ferments, producing NAD+ for continued glycolysis. Importantly, several types of yeast use alcoholic fermentation. Human muscle cells can use lactic acid fermentation when oxygen is depleted. Anaerobic respiration ends with fermentation.

Aerobic respiration, however, continues with pyruvate oxidation. Pyruvate oxidation generates acetyl-CoA, which enters the citric acid cycle. The citric acid cycle consists of several redox reactions that release the bond energy of acetyl-CoA, producing ATP and the reduced electron carriers NADH and FADH2.

The final stage of cellular respiration, oxidative phosphorylation, generates most of the ATP. NADH and FADH2 pass their electrons through the electron transport chain. The electron transport chain releases energy that is used to expel protons, creating a proton gradient that enables ATP synthesis.

Organizmalar enerjiyi gıdalardan toplarlar, ancak bu enerji doğrudan hücreler tarafından kullanılamaz. Hücreler besinlerde depolanan enerjiyi daha kullanılabilir bir forma dönüştürürler: adenozin trifosfat (ATP).

ATP, enerjiyi gerektiğinde hızlı bir şekilde serbest bırakılabilen kimyasal bağlarda depolar. Hücreler hücresel solunum süreci ile ATP şeklinde enerji üretirler. Hücresel solunum dan enerji çok ısı olarak serbest olmasına rağmen, bir kısmı ATP yapmak için kullanılır.

Hücresel solunum sırasında, çeşitli oksidasyon azaltma (redoks) reaksiyonları organik moleküllerden diğer moleküllere elektron transferi. Burada oksidasyon elektron kaybı ve elektron kazancının azaltılması anlamına gelir. Elektron taşıyıcıları NAD+ ve FAD-ve bunların azaltılmış formları, NADH ve FADH2, sırasıyla- hücresel solunum birkaç adım için gereklidir.

Bazı prokaryotlar oksijen gerektirmeyen anaerobik solunum kullanırlar. Çoğu organizma aerobik (oksijen gerektiren) solunum kullanır, bu da çok daha fazla ATP üretir. Aerobik solunum karbondioksit ve suya glikoz ve oksijen yıkarak ATP üretir.

Hem aerobik hem de anaerobik solunum oksijen gerektirmeyen glikoliz ile başlar. Glikoliz glikozu pirüuvata ayırır ve ATP verir. Oksijen yokluğunda, pirüvat fermantasyon, sürekli glikoliz için NAD+ üreten. Daha da önemlisi, maya çeşitli kullanımı alkollü fermantasyon. Oksijen tükendiğinde insan kas hücreleri laktik asit fermantasyonu kullanabilirsiniz. Anaerobik solunum fermantasyon ile sona erer.

Aerobik solunum, ancak, pirüuvat oksidasyonu ile devam eder. Pirüuvat oksidasyonu sitrik asit döngüsüne giren asetil-CoA üretir. Sitrik asit döngüsü, ATP ve azaltılmış elektron taşıyıcıları NADH ve FADH2üreten, asetil-CoA'nın bağ enerjisini serbest bırakan birkaç redoks reaksiyonundan oluşur.

Hücresel solunumun son aşaması olan oksidatif fosforilasyon, ATP'nin çoğunu oluşturur. NADH ve FADH2 elektronlarını elektron taşıma zincirinden geçirirler. Elektron taşıma zinciri protonları kovmak için kullanılan enerjiyi serbest bırakır ve ATP sentezini sağlayan bir proton gradyanı oluşturur.


Suggested Reading

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter