OKSİDATİF FOSFORİLASYON (ETS OLAYLARI)
>NADH + H+ ve FADH2’den elektronların taşıyıcılar tarafından oksijene basamak basamak taşınması sırasında mitokondri matriksi dışına protonlar pompalanır ve bu bir zar potansiyelinin oluşmasına yol açar.
>Besinden uzaklaştırılan elektronlar NADH tarafından ETS zincirindeki ilk moleküle aktarılır. Bu molekül flavoprotein olup FMN Flavinmononükleotid)’dir. FMN elektronları Fe-S’e aktarılır.
>Fe-S protein elektronlarını ubikinon adlı (koenzim Q) bileşiğe aktarır. Bir lipid olan ubikinon ETS’nin protein olmayan tek üyesidir.
>Ubikinon (CoQ) ile oksijen arasındaki diğer elektron taşıyıcıların bir çoğu sitokrom (cyt) adı verilen proteinlerdir.
>Bu proteinlerin yardımcı kısmı, bir demir atomu etrafına yerleşmiş olan dört tane organik halka içeren hem grubudur ve e- aktarımı yapar. En son elektron alıcısı olan oksijen e- alınca çevredeki sulu ortamdan bir çift hidrojen iyonu alır ve suyu (H2O) oluşturur.
>ETS doğrudan ATP üretmez. Bu zincirin işlevi elektronların besinden oksijene düşmesini kolaylaştırmak ve serbest enerjideki büyük düşüşü bir seri küçük basamağa bölerek kullanılabilir miktarda enerji açığa çıkmasını sağlamaktır.
>Glikoliz ve krebs evresinin çeşitli basamaklarından ayrılan H atomlarının yüksek enerjili elektronları, ETS sisteminde elektron çekme gücü en yüksek olan O2’e doğru itilir.
>Elektronların enerjisinin bir kısmı ısı halinde kaybolurken bir kısmı ise ADP’ye fosfat (P) katılarak ATP oluşumunda kullanılır. (Oksidatif fosforilasyon)
>ETS elemanları mitokondrinin iç zarında (krista) bulunur. Kıvrımlı olan bu zar yüzeyin genişlemesine, böylece enzimlerin etkinliklerinin artmasına olanak sağlar.
>Bu taşıyıcı moleküller NADH + H+ ve FADH2’den yüksek enerjili elektronları alır. Bir dizi indirgenme ve yükseltgenme tepkimesinden geçirerek elektronları sistem boyunca taşır.
KEMİOZMİK TEORİ
Mitokondri ve kloroplastlarda ATP sentezi hakkındaki bilgilerimiz 1961 yılında Peter Michell tarafından oluşturulan bu hipoteze dayandırılmaktadır.
Mitokondri iç zarında ATP sentaz adı verilen ADP ile inorganik fosfattan ATP yapan, karmaşık yapılı proteinin çok sayıda kopyası bulunur.
Hidrojenler konsantrasyonları fazla olan taraftan az olan tarafa doğru geçmek ister. Ancak hidrojenlerin geçebileceği tek yer zarda bulunan ATP sentazlardır. İyonlar ATP sentaz içindeki kanaldan geçer ve bu gerilim ATP sentazın ADP’ye bağlanmasına neden olur. Böylelikle ATP üretilir. Yani ATP sentazın güç kaynağı, mitokondri iç zarının iki tarafındaki hidrojen derişimi farkıdır.
ETS moleküllerinden bazıları protein yapısındadır. Bunlar
NADH –Q redüktaz
Sitokrom redüktaz
Sitokrom oksidaz
Sitokrom c’dir.
Protein yapısında olmayan, koenzim olarak görev yapan molekül ise
Ubikinon’dur.
Reaksiyon basamaklarında açığa çıkan hidrojen çiftlerinin elektronları NAD tarafından ETS’ye taşındığında 3ATP, FAD tarafından taşındığında 2ATP üretilir.