Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

8.12: ATP Verimi
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
ATP Yield
 
TRANSCRIPT

8.12: ATP Yield

8.12: ATP Verimi

Cellular respiration produces 30-32 ATP molecules per glucose molecule. Although most of the ATP results from oxidative phosphorylation and the electron transport chain (ETC), 4 ATP are gained beforehand (2 from glycolysis and 2 from the citric acid cycle).

The ETC is embedded in the inner mitochondrial membrane and comprises four main protein complexes and an ATP synthase. NADH and FADH2 pass electrons to these complexes, which in turn pump protons into the intermembrane space. This distribution of protons generates a concentration gradient across the membrane. The gradient drives the production of ATP when protons flow back into the mitochondrial matrix via the ATP synthase.

For every 2 input electrons that NADH passes into complex I, complexes I and III each pump 4 protons and complex IV pumps 2 protons, totaling 10 protons. Complex II is not involved in the electron chain initiated by NADH. FADH2, however, passes 2 electrons to complex II, so a total of 6 protons are pumped per FADH2; 4 protons via complex III and 2 via complex IV.

Four protons are needed to synthesize 1 ATP. Since 10 protons are pumped for every NADH, 1 NADH yields 2.5 (10/4) ATP. Six protons are pumped for every FADH2, so 1 FADH2 yields 1.5 (6/4) ATP.

Cellular respiration produces a maximum of 10 NADH and 2 FADH2 per glucose molecule. Since a single NADH produces 2.5 ATP and a single FADH2 produces 1.5 ATP, it follows that 25 ATP + 3 ATP are produced by oxidative phosphorylation. Four ATP are produced before oxidative phosphorylation, which yields a maximum of 32 ATP per glucose molecule.

Importantly, glycolysis occurs in the cytosol and the ETC is located in the mitochondria (in eukaryotes). The mitochondrial membrane is not permeable to NADH, hence the electrons of the 2 NADH that are produced by glycolysis need to be shuttled into the mitochondria. Once inside the mitochondrion, the electrons may be passed to NAD+ or FAD. Given the different ATP yield depending on the electron carrier, the total yield of cellular respiration is 30 to 32 ATP per glucose molecule.

Hücresel solunum glikoz molekülü başına 30-32 ATP molekülü üretir. ATP'nin çoğu oksidatif fosforilasyon ve elektron taşıma zincirinden (ETC) kaynaklansa da, önceden 4 ATP elde edilir (2'si glikolizden, 2'si sitrik asit döngüsünden).

ETC iç mitokondriyal membran gömülü ve dört ana protein kompleksleri ve bir ATP synthase oluşur. NADH ve FADH2 elektronları bu komplekslere geçirirler ve bu da protonları ara membran uzaya pompalar. Protonların bu dağılımı membran boyunca bir konsantrasyon degradesi oluşturur. Protonlar ATP synthase ile mitokondriyal matrisiçine geri aktığında degrade ATP üretimini yönlendirir.

NADH'ın karmaşık I, Kompleks I ve III'e geçtiği her 2 giriş elektronu için her pompa 4 proton ve karmaşık IV pompalar 2 proton, toplam 10 proton. Karmaşık II, NADH tarafından başlatılan elektron zincirinde yer almıyor. FADH2,ancak, karmaşık II 2 elektron geçer, bu yüzden toplam 6 proton FADH2başına pompalanır; Karmaşık III ile 4 proton ve karmaşık IV ile 2.

1 ATP sentezlemek için dört proton gereklidir. Her NADH için 10 proton pompalandığından, 1 NADH 2,5 (10/4) ATP verimi verir. Altı proton her FADH2için pompalanır, bu nedenle 1 FADH2 verimleri 1.5 (6/4) ATP.

Hücresel solunum, glikoz molekülü başına maksimum 10 NADH ve 2 FADH2 üretir. Tek bir NADH 2.5 ATP ve tek bir FADH2 1.5 ATP ürettiği için 25 ATP + 3 ATP oksidatif fosforilasyon ile üretilir. Oksidatif fosforilasyondan önce dört ATP üretilir ve bu da glikoz molekülü başına maksimum 32 ATP verir.

Daha da önemlisi, glikoliz sitosol oluşur ve ETC mitokondri bulunur (ökaryotlarda). Mitokondriyal membran NADH geçirilmez, bu nedenle glikoliz tarafından üretilen 2 NADH elektronları mitokondri içine mekik gerekir. Mitokondriye girdikten sonra elektronlar NAD+ veya FAD'a geçirilebilir. Elektron taşıyıcısına bağlı olarak farklı ATP verimi göz önüne alındığında, hücresel solunumun toplam verimi glukoz molekülü başına 30 ila 32 ATP'dir.


Suggested Reading

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

Waiting X
simple hit counter