3.10: Organik Moleküllerin Oksidasyonu ve İndirgenmesi

Bir hücre içindeki enerji üretimi, birçok koordineli kimyasal yol içerir. Bu yolların çoğu, aynı anda meydana gelen oksidasyon ve indirgeme reaksiyonlarının kombinasyonlarıdır. Bir oksidasyon reaksiyonu, bir bileşikteki bir atomdan bir elektronu koparır ve bu elektronun başka bir bileşiğe eklenmesi bir indirgeme reaksiyonudur. Oksidasyon ve indirgeme genellikle birlikte meydana geldiğinden, bu reaksiyon çiftlerine redoks reaksiyonları denir.

Bir molekülden bir elektronun çıkarılması, oksitlenmiş bileşikteki potansiyel enerjide bir azalmaya neden olur. Bununla birlikte, elektron (bazen bir hidrojen atomunun parçası olarak) bir hücrenin sitoplazmasında bağlanmadan kalmaz. Bunun yerine, elektron ikinci bir bileşiğe kaydırılır ve ikinci bileşiği azaltır. Bir elektronun bir bileşikten diğerine kayması, birinci bileşikten (oksitlenmiş bileşik) bir miktar potansiyel enerjiyi uzaklaştırır ve ikinci bileşiğin (indirgenmiş bileşik) potansiyel enerjisini arttırır. Moleküller arasında elektron transferi önemlidir, çünkü atomlarda depolanan ve hücre fonksiyonlarını beslemek için kullanılan enerjinin çoğu yüksek enerjili elektronlar biçimindedir. Enerjinin yüksek enerjili elektronlar şeklinde aktarılması, hücrenin enerjiyi tek bir yıkıcı patlama yerine küçük paketler halinde artımlı bir şekilde aktarmasına ve kullanmasına izin verir.

Canlı sistemlerde, küçük bir bileşik sınıfı elektron mekiği olarak işlev görür: biyokimyasal yollardaki bileşikler arasında yüksek enerjili elektronları bağlar ve taşırlar. Göz önünde bulunduracağımız başlıca elektron taşıyıcıları, B vitamini grubundan türetilmiştir ve nükleotidlerin türevleridir. Bu bileşikler kolayca indirgenebilir (yani elektronları kabul ederler) veya oksitlenebilirler (elektron kaybederler). Nikotinamid adenin dinükleotidi (NAD), B3 vitamini, niasinden elde edilir. NAD⁺, molekülün oksitlenmiş şeklidir; NADH, molekülün iki elektron ve bir protonu (birlikte fazladan bir elektrona sahip bir hidrojen atomuna eşdeğerdir) kabul ettikten sonra indirgenmiş şeklidir.

Bu metin bu kaynaktan uyarlanmıştır: Openstax, Biology 2e, Section 7.1 Energy in Living Systems