|
1.1 CANLILIK İÇİN
ENERJİNİN ÖNEMİ
Yeryüzünde yaşamın
devamı, enerjinin varlığı ve dönüşümü ile mümkündür. Canlılarda gerçekleşen yapım, yıkım ve dönüşüm tepkimelerinin
tümü metabolizma olarak adlandırılır. Hücrede meydana gelen metabolik
faaliyetler için enerji gereklidir. Örneğin hücreler; ürettikleri ya da dış
ortamdan hazır aldıkları maddeleri kendi yapılarına uygun hâle getirmek,
sentez yapmak ve madde alışverişini sağlamak için enerji harcar.
Enerji, iş
yapabilme kabiliyeti ve gücüdür. Bir hücrede gerçekleşen biyokimyasal reaksiyonların
tamamlanması için enerji kullanmak gerekmektedir. İnsanlar fiziksel
aktivitede bulunurken, otururken, düşünürken, konuşurken, müzik dinlerken
hatta uyurken bile enerji üretir ve tüketir.
Enerji yok olmaz,
bir formdan başka bir forma aktarılabilir veya dönüştürülebilir. Canlı
hücreler enerjiyi bir formdan diğerine dönüştürebilme yeteneğine sahiptir.
Örneğin fotosentez yapan bitkiler, ışık enerjisini besinlerin yapısındaki
bağlarda depolanan kimyasal enerjiye dönüştürür. Tüketici canlılar ise bu
besinlerde depolanan kimyasal enerjiyi besin zinciri aracılığıyla birbirine
aktarır. Sonuç olarak tüm canlılar organik besinlerde depolanan kimyasal
enerjiyi ATP (adenozin trifosfat) molekülüne dönüştürerek yaşamsal
faaliyetlerinde kullanır. Canlılar besinlerden elde ettikleri bu enerji (ATP)
sayesinde hareket, üreme, büyüme, yıpranan doku ve organların onarılması,
vücut ısısının korunması gibi daha pek çok yaşamsal faaliyeti
gerçekleştirebilir
Canlıların
kullandığı enerji çeşitlerinin çoğunun kaynağı Güneş enerjisidir.
-Canlılar
dünyasında üç ana tip enerji dönüşümü vardır.
I.
tip enerji dönüşümü: Fotosentez olayı ile güneşin ışınım
enerjisi organik bileşiklerin bağlarındaki kimyasal enerjiye dönüşür.
Kimyasal enerji fotosentezle üretilen organik moleküllerdeki kimyasal
bağlarda depolanır.
II.
tip enerji dönüşümü: Organik bileşiklerdeki kimyasal bağ
enerjisinin, hücresel solunum sırasında hücre içinde kullanılabilen yüksek
enerjili fosfat bağlarına dönüşümü. Yani ATP sentezlenmesi (fosforilasyon)
olayıdır.
III. tip enerji
dönüşümü:
ATP nin yüksek enerjili fosfat bağlarının hidroliz reaksiyonlarıyla
kopartılması şeklinde başlayan dönüşümdür. ATP açığa çıkan enerjisi farklı
enerji türlerine dönüştürülerek kullanılır. Örneğin bu enerji hareket
ederken kaslarınızda kinetik enerjiye, düşünürken sinir hücrelerinizde
elektrik enerjisine dönüştürülür. Bunun yanı sıra ateş böceği gibi bazı
canlılar kimyasal enerjiyi ışık enerjisine dönüştürebilen sistemlere sahiptir.
|
Enerji
bir biçimden diğerine dönüşürken mutlaka bir bölümü ısı enerjisi hâlinde
çevreye yayılır.
|
ATP’nin
Yapısı ve Enerji Aktarımındaki Rolü
-ATP: Enerji üreten
tepkimelerden (ekzergonik) aldığı enerjiyi, enerji isteyen tepkimelere
(endergonik) taşıyan «enerji taşıyıcı” bir moleküldür. Yani ATP, ekzergonik
tepkimelerle endergonik tepkimeleri eşleştirerek hücresel işler için güç
sağlar.
|
Enerjinin açığa
çıktığı tepkimelere ekzergonik (enerji veren) tepkimeler,
Gerçekleşmesi için enerjiye ihtiyaç duyulan tepkimelere endergonik (enerji
alan) tepkimeler adı verilir.
|
ATP Molekülünün Yapısı
-Adenin
bazı, Riboz şekeri (pentoz) ve üç fosfat grubundan (fosforik asit) oluşur.
-Adenin
bazına ribozun glikozit bağı ile bağlanmasıyla adenozin nükleozit oluşur.
-Fosfat
ile şeker arasında fosfoester (ester) bağı bulunur.
Adenin
bazına riboz şekeri bağlanmasıyla adenozin (nükleozit) molekülü
oluşur. Adenozin molekülüne bir fosfat bağlanması ile adenozin monofosfat
(AMP),
AMP’ye
bir fosfat bağlanması ile adenozin difosfat (ADP), ADP’ye bir fosfat
bağlanması ile adenozin
trifosfat (ATP) oluşur.
ATP’nin Özellikleri
-ATP tüm canlılarda
yaşamsal faaliyetlerin gerçekleştirilmesi için kullanılan
ortak enerji
molekülüdür.
-ATP hücre zarından
geçemez, bu nedenle bir hücreden diğerine aktarılamaz.
-Hücre,
metabolizması için gerekli ATP’yi kendi içinde sentezler.
-ATP depolanmaz,
anlık olarak üretilir ve tüketilir.
-ATP nükleotit
yapılı bir moleküldür.
-ATP, yapı olarak
RNA molekülündeki adenin ribonükleotide benzer. Tek farkı,
yapısında bir
yerine üç tane fosfat grubu bulundurmasıdır.
-Sitoplazma,
mitokondri ve kloroplastlarda sentezlenir.
-Hücrede elektrik,
ısı, hareket gibi farklı enerji formlarına dönüştürülür.
-ADP molekülüne
enerji ve inorganik fosfat eklenmesiyle ATP
sentezlenmesine
fosforilasyon denir. Fosforilasyon sırasında su açığa çıkar.
-ATP’nin su ile
hidroliz edilerek yapısından bir fosfat molekülünün koparılması
sonucu enerji açığa
çıkarılmasına defosforilasyon denir.
|
-Fosforilasyon ve
defosforilasyon olayları canlı hücrelerde ortak özelliktir.
-ATP’nin sentezi
endergonik, yıkımı ekzergoniktir
|
|
-Hidrolizde,
-Solunum
gazlarının (O2, CO2) taşınmasında,
-Pasif taşıma
(osmoz, difüzyon) da ATP harcanmaz.
|
-ATP molekülünün fosfat
bağlarının hidrolizi sonucu kimyasal enerji serbest kalır ve kas faaliyetleri,
biyosentez tepkimeleri, sinirsel iletim ve aktif taşıma gibi yaşamsal
faaliyetlerin sürdürülmesi için kullanılır.
-ATP molekülü,
sürekli kullanılan ve yenilenebilen bir moleküldür. ATP molekülünün
hücrede metabolik
faaliyetlerde kullanılmak üzere yıkılıp yeniden sentezlenmesine ATP
döngüsü denir.
|
ATP molekülünün
canlılarda evrensel enerji kaynağı molekülü olarak kabul edilmesinin
nedenleri:
• Tüm hücrelerde
ATP molekülünün bulunması,
• Hücrelerde
gerçekleşen birçok metabolik faaliyette ATP molekülünün kullanılması,
• ATP
sentezlenmeyen hücrelerde canlılığın son bulması.
|
|
SORU
1. (2024-AYT/FEN)
Şekilde
ATP’nin yapısında yer alan alt birimler ve bağlardan bazıları
numaralandırılarak gösterilmiştir
Buna
göre aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?
A) IV
numara, III numaradan farklı olarak azot atomu içerir.
B) III
numara bir disakkariti göstermektedir.
C) I
numaranın ATP’den kopartılmasında ATPaz işlev görür.
D) II
numara yüksek enerjili fosfat bağlarını göstermektedir.
E) III
numaralı alt birim RNA’da da bulunur.
SORU
2. (2014- YGS / FEN)
Aşağıda,
hücreye kullanılabilir enerji sağlayan bir molekül olan ATP şematize
edilmiştir.
Buna
göre, “?” ile gösterilen yapı aşağıdakilerden hangisidir?
A)
Nükleotit B) Adenin C) Riboz
D)
Guanin E) Nükleozit
SORU 3. ATP’nin yapı ve
görevleriyle ilgili aşağıdakilerden hangisi söylenemez?
A) ATP, ekzergonik
tepkimelerle endergonik tepkimeleri eşleştirerek hücresel işler için güç
sağlar.
B) Hücrenin ATP’ye
ihtiyacı fazla olduğunda, endositoz ile dışarıdan alabilir.
C) Nükleotit yapılı
bir moleküldür.
D) Sitoplazma,
mitokondri ve kloroplastlarda sentezlenir.
E) Adenin bazına
riboz şekeri bağlanmasıyla adenozin molekülü oluşur.
SORU 4.
ADP + Pİ + Enerji → ATP + H2O
Yukarıda verilen
tepkimeyle ilgili aşağıdakilerden hangisi söylenemez?
A) Fosforilasyon
olayıdır.
B) Bütün canlı
organizmaların sitoplazmalarında gerçekleşebilir.
C) Tepkime
ekzergonik olarak adlandırılır.
D) Solunum gazlarının
(O2, CO2) taşınması için gerçekleşmesi gerekmez.
E) Sadece hücre
içinde gerçekleşebilir.
CEVAPLAR
1.III numara ile gösterilen molekül 5C’lu riboz şekeridir.
Riboz, bir monosakkarittir, disakkarit değil.
CEVAP: B
2. “?” ile gösterilen yapı Adenin + riboz şekeridir. Bu ikisine
birlikte adenozin veya nükleozit denir.
CEVAP: E
3. Her hücre kendi ATP’sini kendisi üretir. Bir başka hücreden
alınamaz. ATP hücre zarından geçemez.
CEVAP: B
4. Ortamdan hazır enerji alınarak gerçekleştiği için tepkime bir
endergoniktir.
CEVAP: C
|