Krebs / Citric Acid Cycle

.

Hepimiz biliyoruz ki, eğer 6 karbonlu bir molekül olan glikozla başlarsak,

bu glikolizle ikiye kırılacak ve sonunda elimizde iki tane pirüvik asit(piruvat) molekülü olacak.

.

.

Glikoliz glikozu ikiye kırar.

Glikozu parçalar.

Sonunda elimizde iki pirüvat(pirüvik asit) olur.

Pirüvatlar 3 karbonu olan moleküllerdir.

Açıkçası aslında karbonlardan başka şeyler de var,

internetten ya da Wikipedia'dan kimyasal yapılarına bakıp,

detaylı bir şekilde görebilirsiniz.

.

.

Burada önemli olan şey, parçalanıp ikiye bölünmüş olması.

.

Glikolizde olan bu.

.

Bu oksijenin yokluğunda gerçekleşti.

Oksijen olmasa da olur.

Oksijenin varlığında da yokluğunda da gerçekleşebilir.

Oksijene gereksinim duymaz.

Sonunda net iki ATP elde ederiz.

..

"Net" diyoruz çünkü glikolizde iki ATP kullanmıştık,

ve sonunda dört ATP oluşmuştu.

.

Yani net olarak baktığımızda, dört oluştu, iki kullanıldı,

toplamda bize iki ATP vermiş oldu.

Aynı zamanda iki NADH üretti.

.

Glikolizin sonunda bunları oluşturmuş olduk.

Gözünüzün önünde canlandırabilmeniz için bir hücre çizeyim.

.

.

Diyelim ki bir hücrem var.

Bu hücrenin dış zarı.

Ökaryotik bir hücre olsun, bu da çekirdeği.

.

Tabii bu önemli bir husus değil.

Kromatin şeklinde dağılmış DNA'sı var.

.

Sonra mitokondrimiz var.

İnsanların ona hücrenin merkezi demesinin bir sebebi var,

az sonra bunu inceleyeceğiz.

.

Bu mitokondri.

Dış zarı ve iç zarı bu şekilde.

.

Mitokondrinin yapısını daha sonra bu videoda,

ya da tamamen yeni bir videoda daha detaylı bir şekilde göstereceğim.

.

Burada da başka bir mitokondri olsun.

Organelleri hücrenin belirli şeyleri yapan kısımları olarak görebilirsiniz.

.

.

Aynı her organın vücudumuzda belirli bir şeyi yapması gibi.

.

Organellerin arasındaki boşluk ise akıcı bir sıvıyla kaplıdır.

.

Bu sıvı hücrenin sıvısıdır,

ve bu sıvıya sitoplazma denir.

.

Burası glikolizin olduğu yerdir.

Yani glikoliz sitoplazmada gerçekleşir.

.

Bir sonraki adımı hepimiz biliyoruz.

.

Krebs döngüsü, ya da diğer adıyla sitrik asit döngüsü.

Krebs döngüsü mitokondrinin iç kısmında gerçekleşir.

.

Daha büyük bir mitokondri çizeyim.

.

Bu bir mitokondri.

Dış zarı var.

Ve iç zarı var.

İç zara ise krista adı veriliyor.

.

Kıvrımlı bir şekle sahip.

.

.

İki zarı olduğu için iki bölgeye sahip.

.

Bu dış ve iç zar arasında kalan kısım, zarlar arası bölge olarak adlandırılıyor.

.

Bu iç kısma ise matriks deniyor.

.

.

Pirrüvatları oluşturmuştuk, fakat bunlar Krebs döngüsüne direkt olarak giremezler.

Krebs döngüsüne girebilmeleri için,

öncesinde yükseltgenirler.

.

.

Şimdilik sadece bir pirüvat molekülü üzerine yoğunlaşalım.

Hatırlamalıyız ki, bir glikozdan iki pirüvat üretildiği için,

her glikoz molekülü için bu iki kere gerçekleşiyor.

Krebs döngüsü için bir hazırlık aşaması oluyor.

.

Bu aşamaya ise asetil CoA formasyonu deniyor,

ve bu aşamada pirüvat yükseltgeniyor.

Pirüvatın sahip olduğu karbonlardan bir tanesi kopartılıyor.

.

Sonunda iki karbonlu bir birleşiğimiz oluyor.

Sadece iki karbon yok, ama birleşiğin temelinde iki karbon var.

.

Bu birleşiğe de asetil CoA deniyor.

.

Evet isimleri biraz karışık,

asetil kozenzim A nedir ki?

Oldukça garipler.

Onları internette araştırabilirsiniz,

ama ben her şeyi kolay tutmak için adlarını kullanacağım.

Böylelikle resmin tamamını daha kolay görebiliriz.

Yani, iki karbonu olan asetil CoA oluşturuluyor.

.

Aynı zamanda, NAD+ da NADH'a indirgeniyor.

Bu aşamaya bazen yer verilir,

bazense bu aşama Krebs döngüsünün içindeymiş gibi varsayılır.

.

Aslında Krebs döngüsü için bir hazırlık aşamasıdır.

Artık iki karbona sahip olan asetil CoA'mız olduğuna göre,

Krebs döngüsüne geçebiliriz.

.

Uzun süredir konuştuğumuz Krebs döngüsü.

Neden bir döngü olduğunu şimdi göreceksiniz.

Bunların hepsi enzimler tarafından katalize edilir.

Enzimlerse bileşenleri doğru bir şekilde reaksiyon vermeleri için bir araya getiren proteinlerdir.

.

.

Yani, enzimlerin kullanımıyla,

asetil CoA, oksaloasetik asit ile birleşir.

.

Oksaloasetik asit dört karbonlu bir moleküldür.

.

Asetik CoA ve oksaloasetik asit birbirleriyle reaksiyona girerler ve birleşirler.

.

Bu şekilde çizeyim.

Bunların hepsi enzimlerin katalize etmesiyle oluyor.

Bu çok önemli.

Size bu enzimler tarafından katalizlenen bir reaksiyon mu diye sorulacaktır.

Evet öyledir.

Krebs döngüsünün içindeki her şey enzimler tarafından katalize edilir.

.

Bunlar birleşerek sitrik asiti oluştururlar.

.

Limonatada veya portakal suyunda bulunan şey yani.

.

Bu altı karbonlu bir moleküldür.

Oldukça mantıklı,

iki karbonlu ve dört karbonlu molekülleri birleştirdik,

ve altı karbonlu bir molekül elde ettik.

Sonrasındaysa sitrik asit pek çok basamaktan geçerek yükseltgenir.

.

Bunu oldukça basitleştiriyorum.

Pek çok aşamadan geçerek yükseltgeniyor,

ve karbonları kopartılıyor.

Sitrik asiti oksaloasetik asite geri döndürebilmek için iki karbon da kopartılıyor.

.

Koparılan bu karbonlara ne oluyor diye düşünüyor olabilirsiniz.

.

.

CO2 ye dönüşüyor.

Oksijenle birleşerek sistemden ayrılır.

Yani, burası karbondioksitin tam olarak oluştuğu yerdir.

.

Aynı şekilde, karbonlar ayrılır ve CO2 oluştururlar.

.

Her glikoz molekülü için altı karbonumuz vardır.

.

Bu süreci bir kere gerçekleştirdiğinizde,

üç molekül karbondioksit elde edersiniz.

Tabii iki kere gerçekleştireceğimiz için,

altı karbondioksit molekülü oluşturmuş olacağız.

Yani tüm karbonları kullanmış oluyoruz.

Her bir döngüde üç karbondan kurtuluyoruz.

Aslında, iki karbondan.

Ama sonuçta, glikolizden sonra toplamda üç karbondan kurtulmuş oluyoruz.

.

Ama bunu her pirüvat için bir kere yapacağız.

Altı karbondan kurtulacağız, hepsi sonuç olarak çıkmış olacak.

.

Bu döngüde sadece karbonlardan kurtulmayız,

NADH, FADH2 ve ATP de meydana getirilir.

Buraya yazalım.

Bu oldukça basitleştirilmiş hali.

Detayını az sonra göstereceğim.

NAD+'ları, NADH'lara indirgeyeceğiz.

.

Bunu yeniden yapacağız.

Tabii ki bunlar farklı basamaklarda oluyor.

Aralarda oluşan bileşikleri az sonra göstereceğim.

.

Başka bir NAD+ molekülü daha NADH'a indirgenecek.

Bu biraz ATP üretecek.

.

ADP, ATP ye dönecek.

.

FAD+'lar da FADH2'ye indirgenecekler.

.

.

Hücre solunumu sadece ATP ile ilgilidir,

bunları niye düşünüyoruz diye düşünüyor olabilirsiniz.

Neden NADH'lara ve FADH2'lere sürecin bir parçası olarak dikkat ediyoruz?

.

Onları önemsememizin nedeni, elektron taşıma sisteminin girenleri olmaları.

.

Bunlar yükseltgenirler ve elektron taşıma sisteminde hidrojenlerini kaybederler.

Elektron taşıma sistemi, ATP'nin asıl oluşturulduğu yerdir.

.

Başka bir NAD daha indirgensin, ya da hidrojen alsın.

.

İndirgenmek, elektron almaktır.

Ya da elektronunu kullanabileceğin bir hidrojen almaktır.

NADH.

En sonunda, oksaloasetik asite geri döneriz.

Bu şekilde, sitrik asit döngüsünü tekrar tekrar gerçekleştirebiliriz.

Her şeyi yazdığımıza göre, elimizde ne var bir bakalım.

Ayırıcı çizgiler çizeyim ki neyin ne olduğunu görelim.

.

Çizginin solundaki her şey glikoliz.

.

.

Bunu zaten öğrenmiştik.

Sonrasında, çoğu kitabın Krebs döngüsünün içinde vereceği,

ama aslında Krebs'e hazırlayıcı nitelikte olan asetil CoA formasyonu(pirüvatın yükseltgenmesi).

.

Krebs döngüsü aslında asetil CoA'yı oksaloasetik asit ile birleştirdiğimizde başlayan kısım.

.

.

Daha sonrasında sitrik asit oluşturuyoruz,

sitrik asit yükseltgeniyor ve elektron taşıma sisteminde ATP üreteceğimiz maddeleri üretiyoruz.

.

.

Şu ana kadar üstünden geçtiğimiz her şeyi bir daha değerlendirelim.

.

Glikolizi zaten burada belirttik.

İki net ATP, iki NADH oluşturduk.

Sonra pirüvat yükseltgenirken bir NADH ürettik.

.

.

.

Peki her glikoz için ne ürettiğimizi söylemek isteseydik?

.

Bunlar her bir pirüvat için ürettiklerimiz.

Bu NADH sadece bu pirüvattan üretildi.

Fakat glikolizde iki pirüvat oluşturduk.

Yani bundan sonraki her şeyi bir glikoz molekülü için ikiyle çarpmalıyız.

.

Yani, asetil CoA formasyonundan iki kere yapmış oluyoruz,

ve iki NADH elde ediyoruz.

.

Bu tarafa baktığımızda, Krebs döngüsünün sonunda ne elde ettik?

.

Kaç NADH?

Bir, iki, üç NADH.

Üç NADH çarpı iki yapıyoruz,

çünkü bu döngüyü glikolizde üretilmiş her bir pirüvat için gerçekleştireceğiz.

.

Bu da bize altı NADH veriyor.

Her bir döngü için bir ATP üretiyoruz.

Bu iki kere oluyor.

Her bir pirüvik asit için bir kere.

Yani iki ATP elde ediyoruz.

Bir de FADH2'miz var.

Ama döngü iki kez gerçekleşiyor.

Bu bir döngü için.

Çarpı iki yapıyoruz.

İki FADH'ımız var.

Bazı kitaplar bu iki NADH'ın da, her bir pirüvat için bir NADH olacak şekilde,

Krebs döngüsü içinde üretildiğini söylerler.

.

Bazen bu hazırlık evresini eklemek yerine direkt olarak dört NADH yazarlar.

.

Tabii bunu iki kere yapacağız.

Her bir pirüvat için bir kere.

Yani, Krebs döngüsünden sekiz NADH üretmiş olduk.

Aslında, Krebs döngüsünden altı,

hazırlık aşamasından iki tane.

Buradaki ilginç şey ise hücre solunumundaki

"38 ATP" ye nasıl ulaştığımız.

Şu anda her bir glikoz için direkt olarak

iki ATP ve daha sonra iki ATP daha ürettik.

Yani dört ATP'miz var.

Dört ATP.

Kaç NADH'ımız var?

2, 4, sonra 4 artı 6'dan 10 tane.

10 NADH'ımız var.

Sonra 2 tane de FADH2'miz var.

.

Sanırım hücre solunumunun ilk videosunda FADH dedim.

.

Doğrusunu söylemek gerekirse, FADH2 olmalıydı.

Bunlar, 38 ATP mi?

Şu anda sadece dört tane var.

Aslında bunlar elektron taşıma sisteminin girenleri.

.

Bu moleküller elektron taşıma sisteminde yükseltgenecekler.

.

Her NADH'tan elektron taşıma sisteminde üç ATP üretilecek.

.

Yani, 10 NADH'den elektron taşıma sisteminde 30 ATP üretilecek.

.

Her FADH2, elektron taşıma sisteminde yükseltgenecek,

ve FAD'a geri dönüşecek.

Böylelikle iki ATP üretecek.

Yani iki tanesi, elektron taşıma sisteminde dört ATP üretecekler.

.

Şu ana kadar dört ATP üretmiştik.

.

Glikoliz, hazırlık aşaması ve Krebs döngüsü ya da sitrik asit döngüsü.

.

Daha sonra, glikolizin ve sitrik asit döngüsünün ürünlerini elektron taşıma sistemine sokarak,

34 ATP daha üreteceğiz.

.

34 artı 4, bize 38 ATP'yi veriyor.

Bu çok hızlı ve verimli çalışan bir hücreden bekleyeceğiniz bir değer.

Bu, teorik olarak maksimum değer.

Çoğu hücre bu kadar ilerlemiyor.

Ama bu sayı AP biyoloji alacaksanız ya da biyolojiye giriş dersi alacaksanız işinize yarayabilir.

.

Burada üzerinde durmak istediğim başka bir nokta daha var.

Şu ana kadar konuştuğumuz her şey karbonhidrat metabolizmasıyla ilgili.

.

Ya da şeker katabolizması da diyebiliriz.

Şekerleri ATP üretmek için yıkıyoruz.

Glikoz bizim başlangıç noktamızdı.

Ama biz insanlar da dahil olmak üzere, hayvanlar pek çok farklı şeyleri de katabolize edebilir.

Proteinleri katabolize edebiliriz.

Yağları katabolize edebiliriz.

Eğer vücudunuzda yağ varsa, enerjiniz vardır.

Teorik olarak, vucüdunuz o yağı alıp

onunla bir şeyler yapabilmeli.

Ondan ATP üretebilmeli.

Bu konuyu açmamın sebebiyse,

-her ne kadar yağlar karaciğerde glikoza dönebilse de-

işin ilginç tarafı, glikoliz bunların hiçbirinde kullanılmaz.

Krebs döngüsünün ilgi çekici tarafı ise diğer katabolik metabolizmalardan bir giriş yeri olmasıdır.

Proteinler amino asitlere yıkılırlar,

bunlar da asetil CoA'ya yıkılabilirler.

.

Yağlar glikoza çevrilebilirler,

ama o zaman tüm hücre solunumu basamaklarından geçer.

Resmin tamamıysa şunu söylüyor,

giren karbonhidrat, şeker, protein, yağ, her ne olursa olsun,

asetil CoA hepsinin Krebs döngüsüne katılabilecekleri nokta.

.

Şimdi her şeyin nasıl gittiği hakkında bir fikrimiz var diye düşünüyorum.

.

Şimdi size biyoloji kitabınızda görebileceğiniz bir diyagram göstereceğim.

.

Aslında size Wikipedia'dan asıl diyagramı göstereceğim.

Sadece göstermek istedim,

bu çok göz korkutucu ve kafa karıştırıcı görünüyor.

Sanıyorum en başta bir çoğumuz hücre solunumunda zorluk çektik.

.

Çünkü çok fazla bilgi vardı.

Neyin önemli olduğunu anlamak zordu.

Burada önemli basamakların altını çizmek istedim.

Konuştuğumuz şeylerin aynısı olduğunu göreceksiniz.

Glikolizden iki pirüvat üretiliyor.

İşte burada.

Aslında molekül yapısını gösteriyor.

Bu konuştuğumuz asetil CoA formasyonu(pirüvarın yükseltgenmesi).

Yani hazırlık aşaması.

Karbondioksit ürettiğimizi görüyorsunuz.

NAD+'yı NADH'a indirgedik.

Artık Krebs döngüsüne girmeye hazırlar.

Sonra asetil CoA ve oksaloasetat(oksaloasetik asit)

reaksiyona girerek sitrik asidi oluştururlar.

.

Burada molekülün çizilmiş hali var.

Sonra sitrik asit Krebs döngüsünde yükseltgenir.

.

Tüm bu basamaklar, her biri, enzimler tarafından gerçekleştirilir.

.

Ve yükseltgenir.

İlgi çekici kısımların altını çizmek istiyorum.

Burada NAD'miz NADH'a indirgendi.

Bir NAD daha NADH'a indirgendi.

Buradaysa başka bir NAD, NADH'a indirgendi.

Şu ana kadar, hazırlık aşamasını da katarsak,

dört NADH ürettik, üçü direkt olarak Krebs döngüsünden olmak üzere.

Bu da size söylediğim şey.

Bu diyagramda, GDP deniyor.

GTP, GDP'den oluşuyor.

GTP, guanozin trifosfattır.

Enerji kaynağı olabilecek başka bir pürindir.

Ama sonra ATP üretmek için kullanılabilir.

Bu onların bunu çizme şekli.

Ama bu size yukarıdaki diyagramda çizdiğim asıl ATP.

.

Bir de bu Q grubu var,

buna hiç girmiyorum.

Burada indirgeniyor.

İki hidrojen alıyor.

Aslında FAD'lar indirgenmiş oluyor.

Yani burada FADH2'ler üretiliyor.

Söylediğimiz gibi, her giren pirüvattan bir, iki, üç, dört NADH ürettik.

Bunu iki kere yapacağımızı hatırlayın.

.

Bir ATP ve bir FADH2.

Bu yukarıda gördüğümüzün aynısı.

Sonraki videoda görüşmek üzere.