Enerji ve ATP

Canlılık ve enerji

Canlılık ve enerji konusu ATP molekülü ile ilgilidir.
Hücrelerde gerçekleşen bazı (Protein sentezi, aktif taşıma v.b.) metabolik faaliyetlerde enerjiye ihtiyaç duyulur.
Enerji, değişik formlara dönüşebilir.
Örneğin ışık enerjisi fotosentez tepkimeleri ile kimyasal bağ enerjisine, titreşimlerden kaynak alan ses dalgalarını oluşturan mekanik enerji duyma sinirlerinde elektrokimyasal enerjiye dönüşür.
Dünyanın temel enerji kaynağı güneşten gelen ışık ışınlarıdır.
Bu enerji, farklı canlılar tarafından farklı amaçlar için kullanılır.

Hücrelerde meydana gelen biyokimyasal olayların gerçekleşebilmesi için ihtiyaç duyulan enerji ATP molekülünden karşılanır.
ATP enerjisi depolanmadığından ihtiyaca göre üretilir ve en kısa sürede tüketilir.

Adenin bazı ve riboz şekeri, glikozit bağı ile birleşir. Bu birleşimden adenozin molekülü oluşur.
Adenozin molekülüne bir fosfat molekülünün fosfodiester bağı ile bağlanması sonucu AMP (Adenozin monofosfat) oluşur.
AMP’ye ikinci bir fosfat molekülü bağlandığında ise ADP (Adenozin difosfat) oluşur.
ADP’ye bir fosfat molekülü bağlandığında bu sefer ATP (Adenozin trifosfat) oluşur.
Fosfat sayısı arttıkça molekülün kararsızlığı artar.
Fosfatlar arasındaki bağlar koptukça molekül daha kararlı bir hale gelir.
ATP’nin enerji veren bir molekül olmasını sağlayan unsur fosfatları arasında kurulan bağlardır.
1 mol ATP hücre içerisinde kullanıldığında yaklaşık 13 kcal’lik enerji açığa çıkmaktadır.
ATP üretilen olaylara fosforilasyon, tüketilen olaylara ise defosforilasyon denir.
Bu iki tür olayın sıralı şekilde gerçekleşmesine ATP döngüsü denir.
Gerçekleşmesi sonucu enerji açığa çıkan tepkimelere ekzergonik (Hücresel solunum, fermantasyon), enerjiye ihtiyaç duyulan tepkimelere ise endergonik tepkimeler (Aktif taşıma, Kas kasılması v.b.) denir.
ATP döngüsü sırasında dolaşımda olan enejinin bir bölümü ısı enerjisine dönüşür.

Enzim etkisi ile organik moleküllerden ATP elde edilmesine sübstrat düzeyinde fosforilasyon denir.
Tüm hücresel solunum türlerinin ilk basamağı olan glikolizde sübstrat düzeyinde fosforilasyon ile ATP üretimi gerçekleşir.

ETS‘de (Elektron taşıma sistemi) elektronların indirgenme ve yükseltgenme tepkimelerine girmesi sonucu açığa çıkan enerjiden oksidatif fosforilsyon ile ATP üretilir.
Sübstrat düzeyinde veya oksidatif fosforilasyonla üretilen ATP’ler aynı hücrede farklı biyokimyasal tepkimelerde kullanılır.

Fotosentez’in ışığa bağımlı tepkimelerindeki ATP üretim şekline fotofosforilasyon denir.
Ökaryotik canlılarda fotofosforilasyon sonucu elde edilen ATP’ler yalnızca fotosentez tepkimelerinde kullanılır.