Metabolizma Yaşamak için beslenmek zorundayız. Çünkü; Besinlerden enerji elde ederiz ve bu enerji; Hücresel faaliyetleri sürdürmemiz, Hareket etmemiz, Taşınım olaylarını gerçekleştirebilmemiz, Vücut sıcaklığını belli bir düzeyde tutmamız, Vücudumuz için gerekli bileşikleri sentezlememiz gibi birçok olay için gereklidir. Bizim gibi bütün canlılar da beslenmek veya bir şekilde kendi enerjisini üretmek zorundadır 1 Metabolizmaya giriş Metabolizmayı tanımlayacak olursak Hücrede veya organizmada gerçekleşen reaksiyonların tümüne “metabolizma” diyebiliriz Yıkım olaylarına “katabolizma”, Yapım veya sentez olaylarına da “anabolizma” diyebiliriz. 2 Metabolizmaya giriş Sentez (Anabolizma) Büyük moleküller Küçük moleküller Enerji Yıkım (katabolizma)

Metabolizmaya giriş n Metabolik yollar kademeli olarak gerçekleşebilir n Her bir kademeyi spesifik bir enzim katalizler n Her bir kademenin ürünü, bir sonraki kademedeki enzim için substrattır 1.Enzim 2. Enzim 3. Enzim A B C D 1.Reaksiyon 2.Reaksiyon 3.Reaksiyon Başlangıç Ürün molekülü 1. Ara ürün 2.Ara ürün 4 Enerji n “Değişim yapabilme kapasitesi” olarak tanımlayabiliriz n Kinetik enerji q Hareket enerjisi de denilebilir n Potansiyel enerji q Madde olarak depolanan enerjidir, sözgelimi kimyasal bağ enerjisi böyle bir enerjidir n Termodinamiğin yasaları enerji dönüşümlerini tanımlar q Termodinamiğin birinci kanununa göre; n Enerji farklı formlara dönüştürülebilirdir n Enerji yoktan varolmaz ve yok edilemez 5 Enerjinin dönüşümü Atlayan bu yüzücü potansiyel Potansiyel enerjisi en enerjisini kinetik enerjiye yüksek olan yüzücü çevirmektedir Tırmanmak, kas Suyun içindeki yüzücü hareketinin potansiyel Nispeten daha az potansiyel enerjiye sahiptir enerjiye çevrilmesidir

Enerji taşıyıcı ATP n Yapısındaki fosfat bağları yüksek enerjili bağlardır n ATP organizmada üç şekilde sentezlenir q Substrat seviyesinde fosforilasyonla (fosfatlanmış bir şekerden ADP’ye fosfat transferi) q Oksidatif fosforilasyonla q Fotofosforilasyonla 7 Enerji taşıyıcı ATP P i P Motor protein hareket (a) Mekanik iş: ATP motor proteinini fosforilledi Membran proteini ADP ATP + P i P P i Çözünmüş madde Taşındı (b) Taşınım işi : ATP taşıyıcı proteini fosforilledi P NH2 + NH + P Glu 3 i Glu Girenler: Glutamik asit Ürün: Glutamin ve amonyak (c) Kimyasal iş: ATP ilgili molekülleri fosforilledi 8 Egzergonik reaksiyonlar n Enerji ortaya çıkarak gerçekleştiği için kendiliğinden gerçekleşirler Girenlerin Enerjisi Üründe oluşan enerji i j r miktarı e n (∆G <0) e Enerji t s e Ürünlerin enerjisi b r e S Reaksiyonun oluşum yönü Egzergonik reaksiyon: serbest enerji ortaya çıkmaktadır

Endergonik reaksiyonlar n Enerji gerektirdikleri için kendiliğinden gerçekleşmezler Ürünlerin enerjisi Üründe oluşan i j r enerji e n miktarı e t Enerji (∆G >0) s e b Girenlerin enerjisi r e S Reaksiyonun oluşum yönü Endergonik reaksiyon: gerçekleşmesi için enerji gerekli 10 Kimyasal reaksiyonlarda enerji A B C D Geçiş hali A B E i A j r e n C D e t s Girenler e b A B r e ∆G < O S C D Ürünler Reaksiyonun ilerleme yönü 11 Karbohidratların metabolizması n Enerjimizin önemli bir kısmını karbohidratlardan elde ederiz, n Glikoz hemen hemen tüm canlıların kullanabildiği evrensel bir besindir, n Glikozun parçalandığı metabolik yola “glikolizis (embden- meyerhof pathway”) denilir. n Glikolizis; canlıların hemen hemen tamamı için ortak bir metabolik yol olduğu için önemlidir.

Karbohidratların metabolizması 13 Glikolizin basamakları

Diğer şekerlerin glikolizise girişi 29 Glikojenin parçalanması

Pirüvat’ın gidebileceği yollar 31 Asetil-CoA üretimi 32 Pirüvattan laktik asit oluşumu n Laktik asit bakterileri bu metabolik yolu kullanır n Örneğin yoğurtta bulunan Lactobacillus thermophilus bu şekilde laktik asit üretir. n Yorucu aktiviteler sırasında yüksek yapılı canlıların kaslarında da laktik asit fermantasyonu olur.

Pirüvattan etanol oluşumu n Örneğin Saccharomyces cerevisiae mayası bu metabolik yolu kullanır n Ekmek mayasında, bira ve şarap üretiminde bu maya kullanılır 34 Krebs döngüsü (sitrik asit döngüsü) n Krebs döngüsü; ETS’de oksijenin indirgenmesiyle ATP sentezi için gerekli elektron taşıyıcı moleküllerin üretildiği bir döngüdür n Bu elektronca zengin moleküller NADH ve FADH2’dir n Ayrıca diğer metabolik yollar için ara ürünler de bu yolda üretilebilir (aminoasit sentezi, nükleik asit sentezi vs.)

Elektron transport zinciri ve ATP sentezi 37 Faydalı olabilecek linkler n Glikolizis, krebs döngüsü ve ETZ n Muhtelif konular

…