Aerobik solunum, bir tür şeker olan glikozun, oksijen varlığında parçalanarak ATP (adenosin trifosfat), karbondioksit ve su formunda enerji açığa çıkardığı bir süreçtir. Solunumun en etkili şeklidir ve ökaryotik hücrelerin mitokondrisinde meydana gelir. İşte sürecin kısa bir açıklaması:
1. Glikoliz: Glikoz hücreye girer ve solunumun ilk aşaması olan glikolize uğrar. Glikoliz sırasında glikoz, iki piruvat molekülü de dahil olmak üzere daha küçük moleküllere ayrılır.
2. Bağlantı Reaksiyonu (Geçiş Reaksiyonu): Glikoliz sırasında üretilen piruvat mitokondriye girer. Burada bağlantı reaksiyonu veya geçiş reaksiyonu olarak bilinen bir dizi reaksiyona girer. Piruvat, sitrik asit döngüsüne (Krebs döngüsü) giren asetil CoA adı verilen bir moleküle dönüştürülür.
3. Sitrik Asit Döngüsü (Krebs Döngüsü): Asetil CoA, mitokondri içinde meydana gelen bir dizi kimyasal reaksiyon olan sitrik asit döngüsünü başlatmak için oksaloasetat ile birleşir. Döngü, bir dizi karmaşık adım yoluyla ATP, NADH ve FADH2 gibi enerji açısından zengin moleküller üretir.
4. Elektron Taşıma Zinciri: Sitrik asit döngüsünde üretilen NADH ve FADH2 molekülleri yüksek enerjili elektronlar taşır. Bu elektronlar, iç mitokondriyal membranda yer alan bir dizi protein kompleksi olan bir elektron taşıma zinciri boyunca geçirilir. Elektronlar zincir boyunca hareket ettikçe enerjileri, hidrojen iyonlarını (H+) zar boyunca pompalamak için kullanılır ve bir proton gradyanı oluşturulur.
5. Oksidatif Fosforilasyon: Önceki adımda oluşturulan proton gradyanı, membrana bağlı bir enzim olan ATP sentaz yoluyla mitokondriyal matrise geri hidrojen iyonları akışı yaratır. Bu proton akışı, ADP'den (adenozin difosfat) ATP sentezini yönlendirir.
Anaerobik Solunum:
Anaerobik solunum, oksijenin yokluğunda veya oksijenin sınırlı olduğu durumlarda meydana gelen bir solunum şeklidir. Aerobik solunumla karşılaştırıldığında daha az verimlidir ve glikozun eksik parçalanmasına neden olur. Anaerobik solunumun iki ana formu vardır:
1. Laktik Asit Fermantasyonu: Kas hücreleri gibi bazı hücrelerde, oksijen kıt olduğunda glikoz, laktik asit fermantasyonu adı verilen bir işlemle laktik aside parçalanır. Yoğun egzersiz sırasında kaslar yeterli oksijen alamadığında anaerobik solunum meydana gelir ve bu da laktik asit birikmesine yol açar. Bu kas yorgunluğuna ve ağrıya neden olabilir.
2. Alkol Fermantasyonu: Maya gibi bazı mikroorganizmalarda anaerobik solunum, alkol fermantasyonu yoluyla gerçekleşir. Alkol fermantasyonu sırasında glikoz, etil alkol (etanol) ve karbondioksite parçalanır. Bu işlem, mayanın hamurdaki şekeri etanol ve karbondioksite dönüştürdüğü alkollü içecek üretiminde ve ekmek yapımında yaygın olarak kullanılır.
Özetle, aerobik solunum, ATP, karbon dioksit ve su üretmek için glikozun oksijen varlığında parçalandığı etkili bir işlemdir; anaerobik solunum ise oksijen olmadan gerçekleşir ve glikozun eksik parçalanmasıyla sonuçlanır ve laktik asit gibi farklı son ürünler üretilir. asit veya alkol.