Mitoz Bölünme

 

MİTOZ BÖLÜNME

 Mitoz bölünmenin başlangıcını saptamak olanaksızdır. Fakat hücrede bazı değişiklikler olur; hücre içeriği jel haline geçer, metabolizma durur, çekirdeğin hacmi hızla büyür. Kromatid iplikleri belirginleşir ve boyanmaya başlar. G2 evresinin tamamlanması, kromozomların türlere özgü şekil ve sayıyı kazanmasıyla mitoz bölünmeye geçilir. Işık mikroskobunda kromozomlar artık rahatlıkla görülebilir. Bu süre yaklaşık bir saat sürer. Bu evredeki hücreler küre şeklindedir ve etrafındaki cisimlere kuvvetle bağlanmamıştır.

Mitoz bölünme; profaz, metafaz, anafaz ve telofaz diye dört evreye ayrılır.

Profaz

Başlangıcında çekirdek içinde ince uzun kromatid iplikleri halinde görünen kromozomlar, yavaş yavaş helozon şeklinde kıvrılarak kalınlaşmaya başlar ve görülebilir duruma geçer. kalınlaşma ve kısalma anafaza kadar devam edebilir. Bu arada eş kromozomlar birbirlerinden fark edilemeyecek kadar sıkıca bağlıdırlar. Bu evrede birbirine sentromerlerle bağlanmış olarak duran kromozomların her birine kromatid denir. Sentrozomlar ayrılarak her biri bir kutba gitmeye başlar ve aralarında iğ iplikleri oluşur. Profazın sonuna doğru iğ iplikleri ile kromozomlar arasında bağlantı kurulurken, sentrozomlardan hücre zarına uzanan iğ iplikleri de oluşur ve çekirdek zarı eriyerek kaybolur, kromozomlar sitoplazma içerisine dağılır.

Metafaz

Kromozomlar çok kere bir çember gibi, bazen de karışık olarak ekvatoral düzlem üzerinde dizilirler. Genellikle küçük kromozomlar merkezde, büyükler çevrededir. Diziliş türlere özgü bir özellik gösterir. Kromozomlar eşit olarak kutuplara çekileceğinden, ortada belirli bir denge kurulana kadar beklenilir.

Profaz 30-60 dakika sürmesine karşılık, metefaz ancak 2-6 dakika sürer. her bir kromozomun sentromeri belirgin olarak ikiye bölünür ve kromatidler tam olarak birbirinden ayrılır.

Anafaz

Ekvatoral düzlemdeki kardeş kromozomlar kutuplara bu evrede taşınırlar. Kasılma özelliği olan sentrozomların iğ iplikleri sayesinde kromozomların yarısı bir kutba, diğer yarısı öbür kutba gider. Kromozomların kutuplara ulaşmasıyla bu evre sona erer.

Bitki hücrelerinde sentrozom bulunmadığı için kromozomların taşınması sitoplazma hareketleriyle ve sitoplazma kökenli iğ ipliklerinin yardımıyla olur. Bu evre de yaklaşık olarak 3-15 dakika sürer.

Telofaz

Kromozomlar daha az boyanmaya başlar. Çekirdek zarı yavaş yavaş oluşur. Kromozomlar uzayıp incelmeye başlar. Bölünme açısından çekirdek dinlenmeye geçerken, hücre metabolizması aktif hale geçer.

Bu evrenin oluşumu sürerken bir yandan da sitoplazma boğum yapmaya başlar. İğ ipliklerine dik olarak boğumlanan sitoplazmanın o bölgede jel hale geçerek iki oğul hücrenin sitoplazmasını ayırdığını ileri süren görüşlerde vardır. Sitoplazmanın boğumlanarak ayrılması sürecine sitokinez denir. Telofazın başlangıcından iki yeni hücrenin oluştuğu ana kadar geçen süre 30-60 dakikadır.

DEVAMINI OKU

Eşeysiz Üreme

Tek bir bireyden çeşitli yollarla yeni yavruların oluşturulmasına eşeysiz üreme denir.
Oluşan bireyler birbirleriyle ve ana canlı ile aynı kalıtsal özellik taşır.Eşeysiz üremeyi sağlayan temel olay Mitoz bölünmedir. Eşeysiz üreme sonucu meydana gelen canlılar arasında görülen farklılıklar mutasyonlar ve modifikasyonlar sonucudur 
Eşeysiz üreme şekilleri nelerdir : 
1-) Bölünerek çoğalma nasıl olur :Bakterilerde,mavi yeşil alglerde ve bütün ökaryotik tek hücrelilerde (Protista) görülür.Bölünme mitoz   veya   amitoz   ile gerçekleştirilir.Eninne veya boyuna gerçekleşir.En hızlı üreme biçimidir.Paremecium enine ,öglena boyuna bölünür.
2-) Tomurçuklanma : Maya mantarlarında(Bira mayalarında),Hidrada ve bazı çiçeksiz bitkilerde (ciğer otları) görülür.Ana canlıda oluşan bir çıkıntıdan yeni bir bireyin meydana ngelmesidir.
3-)Sporla üreme nedir  : Tek hücrelilerden plazmodyumda ,mantarlarda ve çiçeksiz bitkilerin tamamında gerçekleşir.
Kara yosunları ve eğreltilerde sporlar,(2n) kromozumlu ana canlıdan mayoz ürünü olarak oluşurlar.Bu canlılardaki üreme hücrelerine Spor denir.
4-)Vejetatif Üreme nasıl meydana gelir : Ana canlıdan düzenli veya düzensiz olarak ayrılan parçalar eksik kısımlarını  tamamlayarak yeni bireyler meydana getirirler.
a-)Rejenarasyon nedir : Eksik kısımların yenilenmesi anlamına gelir.Ayrıca kopan bir parçadan yeni bireylerde meydana gelebilir.
Planarya, Deniz yıldızı,Toprak solucanında görülür.(Kertenkelenin kopan kuyruğunun yenilenmesi,İnsanda dil ve karaciğer gibi organlar eksik kısımların çoğunu tamamlarlar.) Kuşlar ve memelilerde ançak yaralar kapanabilmektedir.
b-)Çelikle üreme : Çiçekli bitkilerin kopan ve eksilen dalları uygun ortam bulunca kök ve yaprak oluşturarak yeni bitkiyi meydana getirir.Kavak,söğüt,çekirdeksiz üzüm,soğanların(rizomlu) küçük kök’le üremesi ,çileklerin sürünücü gövde ile çoğalması.

DEVAMINI OKU

Mayoz Bölünme

MAYOZ BÖLÜNME

Bütün döllerde kromozom sayısının değişmez kalabilmesi için (sperm ve yumurtanın birleşmesinden kromozom sayısı iki katına çıkacağından dolayı) farklı bir hücre bölünmesi gelişmiştir. Mayoz bölünme ismini alan bu tip bölünmede, kromozom sayısı yarıya indirgenir. Mayoz bölünmenin sonunda meydana gelen gametler diğer vücut hücrelerinin aksine n sayıda kromozom taşır (bazı bitkilerde ve bir hücrelilerde bireyin kendisi yaşantısı boyunca haploid kromozomlu olduğundan mayoz bölünmeye gerek kalmaz). Normal olarak soma hücrelerinde 2n kromozomlardan homolog olanlar, boyuna, sinaps dediğimiz aralıklarla birbirinin yakınında uzanırlar. Bu homolog kromozomların her biri ayrı bir kutba giderek, yalnız bir tanesinin bir gamete verilmesi sağlanır. Homolog kromozomlar aynı büyüklüğe ve şekle, keza benzer kalıtsal faktörlere sahiptir. Gerek yumurta gerekse sperm oluşumu son iki hücre bölünmesine kadar aynı kurallara göre yürütülür. Daha sonra spermatogenezis (sperm oluşumu) ve oogenesiz (yumurta oluşumu) farklı şekilde meydana gelir. 
Mayozda da mitoz gibi profaz, metafaz, anafaz ve telofaz diye dört evre vardır. Bu evreler arada interfaz olmaksızın peş peşe iki kez gerçekleşir ve sonuçta dört yavru hücre meydana gelir. Mayoz bölünme ile mitoz bölünme arasındaki en büyük farka profazda rastlanır. 

İnterfaz

Bölünmeye hazırlık evresidir. Mitozdaki interfaza benzemekle birlikte hücrelerin mitozdaki gibi büyüklüklerinin ve hacimlerinin artması gerçekleşmez.

Profaz-I

Kromozomlar kısalıp kalınlaşmaya başlarken, anadan ve babadan gelen homolog kromozomlar sinaps halinde ya yan yana parelel uzanırlar ya da birbirinin üzerine kıvrılırlar. Kısalma sonucunda kromozomlar mitozdaki gibi görülmeye başlar. Her kromozom iki kromatitten yapıldığından, homolog kromozomlar dörtlü demetler halinde görülür, bu görünüşe tetrat denir. Canlının vücudunda homolog kromozom kadar tetrata rastlanılır (insanda 23 tane). Kromozomların sentromerleri ayrılmamıştır.4 kromatid için iki sentromer vardır.Ayrıca mitozdan farklı olarak bu evrede tetratlar arasında parça değişimi gerçekleşir. Crossing-over denilen bu parça değişimi tür içinde çeşitliliği sağlar. Bu evrenin sonunda çekirdek zarı parçalanarak kaybolur.

Metafaz-I

Çekirdek zarının parçalanması sona ermiş, sentrozomlar kutuplara çekilmiş ve iğ iplikleri ortaya çıkmıştır. Sentromerleri çift olan tetratlar ekvatoral düzlem üzerine dizilir.

Anafaz-I

Bu evrede tetratlar ikiye ayrılarak kutuplara giderler. Ana ve babadan gelen kromozomlar rasgele olarak birbirlerinden ayrılırlar (özelliklerimizin bazılarının anadan bazılarının babadan geçmesinin nedeni). Bu evrede kromozom sayısı indirgendiğinden kutuplara taşınan yani oğul hücrelere geçecek olan kromozom sayısı vücut hücrelerinin kromozom sayısının yarısı kadardır. 

Telofaz-I

Hücrenin iki kutbunda bulunan kromozomlar uzayıp incelmeye başlar. Etraflarında çekirdek zarı oluşur. Sitoplazmanın boğumlanmasıyla da haploid sayıda kromozoma sahip iki yavru hücre oluşur.Buraya kadar geçen olaylar mayoz-I olarak adlandırılır. Bundan sonra mitozdakinin aksine arada interfaz evresi olmaksızın profaz-II'nin başlamasıyla mayoz-II başlar. Mayoz-II mitoz bölünmenin hemen hemen aynısıdır. Hücrelerdeki haploid kromozom sayısı korunarak profaz-II, metafaz-II, anafaz-II ve telofaz-II gerçekleşerek mayoz bölünmenin sonunda n kromozom sayısına sahip 4 yavru hücre meydana gelir.


Kelimeler:

Haploid: Olgun bir üreme hücresinde bulunan kromozom sayısı, vücut hücrelerinin sahip olduğu kromozom sayısının yarısına sahiptir. Kromozom sayısının yarıya inmesi sonucu oluşan "n" sayıda kromozom taşıyan hücrelere haploid hücre denir.
Sinaps: İki nöronun veya nöronla başka bir hücrenin bağlandığı yer.
Gamet: Erkek ve dişi üreme hücresina verilen ad.
Homolog kromozom: Biri anneden, diğeri babadan gelen aynı gen çiftine sahip kromozomlar.
Tetrat: Mayoz bölünme sırasında homolog kromozomların birbirlerine sarılarak oluşturdukları dört kromotitli yapı.
Crossing-over: Eşey ana hücrelerinde gerçekleşen mayoz bölünmenin profaz I safhasında oluşan tetratların kromatitleri arasındaki parça değişimi.
Sentromer: kromozomlarda kardeş kromotidleri bir arada tutan kısım.

DEVAMINI OKU

Oksijenli Solunum

Oksijenli solunum, aerobik solunum olarak da bilinir. Organik besinlerin Oksijen yoluyla yakılarak ATP elde etme işidir. Hücrede besinlerdeki kimyasal enerjinin oksijen kullanarak açığa çıkarılması demektir.






Oksijenli solunum



Enerji verici organik maddelerin mitokondride oksijen ile yakılarak ATP enerjisi üretmesine oksijenli solunum denir. Oksijenli solunum, sitoplazma adındaki hücrenin içinde bulunan yarda başlayarak tekrar hücrenin içinde bulunan mitokondride sona erer. Bu olay çok sayıdaki enzim sayesinde gerçekleşir.Oksijenli solunum sırasında glikoz oksijen ile yakılır ve ortaya karbon di oksit ile enerji çıkar. Burada glikoz karbondioksit ve su açığa çıkana kadar parçalanır. Bu yüzden oksijenli solunumdan daha çok enerji açığa çıkar.


Glikoz + oksijen → su + karbon dioksit + enerji (38ATP) + ısı C6H12O6 + 6O2 → 6H 2O + 6CO2 + enerji (38ATP) + ısı

Oksijenli solunum sonucu 40 ATP'lik bir enerji açığa çıkar. Fakat hücre enerji açığa çıkarma sırasında bunun 2 ATP’sini harcarlar. Solunum sırasında çıkan ısı vücut ısılarını düzenlemelerini sağlar. Solunum işlemini pek çok açıdan ateşin yanmasına benzetmek mümkündür. Ancak ateşin yanmasına göre solunum daha yavaş ve daha düşük ısılarda gerçekleşen bir kimyasal işlemdir. İnsan vücudundaki hücrelerin her birinin sürekli olarak oksijene ihtiyacı vardır. Örneğin şu anda sayfayı okuyabilmeniz, gözünüzün retina tabakasındaki milyonlarca hücrenin hiç durmaksızın oksijenle beslenmesi sayesinde mümkün olmaktadır. Bunun gibi, vücuttaki tüm kasların, bu kasları oluşturan hücrelerin, karbon bileşiklerini "yakarak", yani bunları oksijenle reaksiyona sokarak enerji elde etmeleri gerekir. Her nefes aldığınızda vücudunuza 100 trilyona yakın hava molekülü girer. Bunun yaklaşık %21'i yani 21 trilyonu, oksijen molekülüdür. Solunum sistemi yoluyla vücudunuza giren ve kan dolaşımına yüklenen bu moleküller, yine kan yoluyla vücudun en derin noktalarına kadar ulaştırılır. Ve burada bulunan karbondioksit molekülleriyle yer değiştirir. Biz sadece nefes aldığımızı zannederken, gerçekte bu sırada vücudumuzun derinliklerinde hiç durmadan oksijen, karbondioksit ve su alış-verişi gerçekleşir.


Üç şekilde incelenir:

• Glikoliz (Sitoplazmada)
• Krebs devri (Mitokondride)
• Elektron taşıma sistemi (Mitokondride)


1. Glikoliz


Glikozun iki molekül pirüvata yıkılması ile sonuçlanan, sitoplazmadaki reaksiyonlar dizisine glikoliz denir. Glikolizin net enerji verimi, glikoz başına 2 ATP ve 2 NADH'dır.Glikolizde kullanılan enzimler

• Hekzokinaz
• Fosfoglikoizomeraz
• Fosfofruktokinaz
• Aldolaz
• İzomeraz
• Trioz fosfat dehidrogenaz
• Gliserat kinaz
• Gliserat mutaz
• Enolaz
• Piruvat kinaz

2. Krebs Devri

Krebs çemberi reaksiyonları ökaryot hücrelerde mitokondri içinde meydana gelir. Reaksiyonlarda iş gören enzimler mitokondri sıvısında bulunur. Pirüvik asit CO2 ve H+ iyonları vererek parçalanır.

Pirüvat asetil Co-A (asetil koenzima) ya dönüşünce krebs devri başlar. Devir 2 pirüvat asetil Co-A için iki kez olur.

Sonucunda;

• 6 CO2
• 2 ATP
• 8 NADH2
• 2 FADH2
oluşur.
• Pirüvik asit O2'li ortamda asetil Co-A ya dönüşür.
• Asetil Co-A mitokondride krebs devrini başlatan ara üründür.


3. ETS (Elektron Taşıma Sistemi)


Mitokondri iç zarlarda gerçekleşir. Bu yüzden de taşıma oranı artar.
Glikoliz ve krebs çemberi reaksiyonlarında açığa çıkan elektron ve protonların bir seri enzim sisteminde taşınması olayıdır. Elektronlar, elektron taşıma sisteminde indirgenme – yükseltgenme şeklinde taşınır. Burada elektronların en son alıcısı oksijendir. Oksijen elektronları alır, indirgenir ve hidrojenle birleşerek su açığa çıkar.

Oksijenli solunum tepkimelerindeki oksidasyon basamaklarının tümünde ilk oksitleyiciler (yükseltgeyiciler) koenzimlerdir. Elektron taşıma sisteminin elemanları NAD, FAD, Koenzim Q ve Sitokromlardır. Bunlar elektron çekme kabiliyetlerine göre sıralanır. Hidrojenler, NAD molekülünden reaksiyona girerse 3 ATP, FAD molekülünden girerse 2 ATP kazanılır.
Sonuçta, glikolizde 4 ATP, krebs devrinde 2 ATP ve ETS de 34 ATP olmak üzere toplam 40 ATP sentezlenir. Bunun 2 tanesi başlangıçta harcandığı için kazanç 38 ATP'dir. 

DEVAMINI OKU

Fotosentez

Yeşil bitkilerin havadan aldıkları CO2 yi topraktan aldıkları su ile birleştirip glikoz yapmaları ve oksijen vermeleri olayına fotosentez denir. Olay sadece klorofilli hücrelerde ve ışıklı ortamlarda gerçekleşir.

A. FOTOSENTEZ REAKSİYONLARI
Bu reaksiyonlar iki kademeden oluşur. Birinci kademede ışık kullanılarak, ikinci kademe için gerekli olan ATP ve NADPH₂ ler üretilir.

1. Işıklı Devre Reaksiyonları
Bu devre kloroplastın zar katmanları içinde yani granalar’da gerçekleşir. Işık mutlaka gereklidir ve iki şekilde meydana gelir.
Devirli fotofosforilasyonda; sadece 2 ATP sentezlenir. Herhangi bir madde tüketimi görülmez. Elektronlar aynı klorofile geri döner.
Devirsiz fotofosforilasyonda; hem klorofil-a hem de klorofil-b görev yapar. H₂O parçalanır (fotoliz olayı). Devirsiz fotofosforilasyonda bir defa elektronların aktarılması sonucunda 1 ATP, 2 NADPH2 ve 1 O₂ molekülü oluşur.
2. Karanlık Devre
Işığın kullanılmadığı, enzimatik reaksiyonlar evresidir. Bundan dolayı karanlık devre denir. Ama olayları yine ışıklı ortamda olur. Çünkü ışıklı devreye bağlıdır.
Kloroplastın sıvı kısmında gerçekleşen bir karbon döngüsüdür. Işıklı devreden getirilen hidrojenlerle CO₂ indirgenir ve organik bileşikler sentezlenir. Gerekli aktivasyon enerjisi ise, yine ışıklı devreden gelen ATP lerle sağlanır.
Karanlık devre reaksiyonlarında mutlaka CO₂ gerekli olup, bu safha sıcaklık değişmelerine karşı hassastır. Çünkü enzimler katalizör olarak görev yapar.
Bir molekül glikozun sentezlenebilmesi için 6 molekül CO₂ nin tutulması gerekir. 1 CO₂ için 3 ATP ve 2 NADPH₂ gerekli olduğuna göre; 1 glikoz için 18 ATP ve 12 NADPH2 gerekir. Bunun için ise, ışıklı devre olaylarının 6 defa tekrarlanması gerekir.
B. FOTOSENTEZ HIZINI ETKİLEYEN
FAKTÖRLER
1. Dış Faktörler
a. Işık Şiddeti : Karanlık ortamda bitki klorofil taşısa bile fotosentez yapamaz. Işık seven bitkilerin fotosentezi ışık şiddeti arttıkça artar, gölge bitkilerinde de ışık şiddeti arttıkça fotosentez hızı biraz artar, ancak ışık bitkilerine oranla artış daha azdır.
b. Işığın Dalga Boyu : Beyaz ışık birden fazla ışığın birleşmesi sonucunda oluşur. Bitkiler ışığın bazı dalga boylarını emerken (soğururken) bazılarını yansıtırlar. Fotosentezde en çok kırmızı ve mor ışık, en az ise yeşil ışık soğrulur.
c. Ortamın Sıcaklığı : Fotosentez enzimler sayesinde gerçekleştirilir. Proteinler ısıdan etkilenirler. Bundan dolayı fotosentez sıcaklıktan enzimler gibi etkilenir.
d. CO₂ Yoğunluğu : Bitkilerde CO₂ yi devreye sokan fotosentez enzimleridir. Enzimlerin hız kapasitesi sabittir. Bundan dolayı CO₂ miktarı arttıkça fotosentez hızı artar, fakat belli bir noktadan sonra sabit kalır.
e. Mineral Tuzlar
Mg : Klorofilin yapısında olduğundan dolayı çok fazla olması fotosentezi hızlandırır.
P ve Ca : Enzimleri aktive ettiklerinden dolayı bunların artması fotosentezi hızlandırır.
Fe : ETS elemanlarının yapısına girdiğinden ve klorofil sentezinin ara reaksiyonlarında kullanıldığından dolayı demirin çok olması fotosentezi hızlandırır.
Ayrıca; amino asit, vitamin ve organik baz gibi moleküllerin sentezinde mineraller harcandığı için, yetersiz mineral ortamında bitki gelişmesi yavaşlar.
2. Kalıtsal Faktörler
Bitkinin yaprak genişliği ve kalınlığı, yaprak sayısı, stomaların sayısı ve sıklığı, kutikula tabakasının kalınlığı, sitoplazmanın su miktarı, kloroplast sayısı ve enzimatik etkenlerdir.

KEMOSENTEZ

Bazı bakterilerin klorofil gibi yapıları bulunmadığından güneş enerjisinden faydalanamazlar. Dışarıdan organik besin de almazlar.
Bu organizmalar yaşadıkları ortamdaki inorganik maddeleri oksitleyerek enerji kazanırlar.

NH₃ + O₂ ® NO₂(Nitrit) + H₂O + K.cal. (Enerji Eldesi)

Bu enerjiyi su ve karbondioksitin birleştirilmesinde kullanır, kendilerine lazım olan organik besin maddelerini yaparlar veya doğrudan ATP sentezlerler. İşte kimyasal enerjiden faydalanarak organik besinler yapılması olayına kemosentez adı verilir.
Her türün oksitlediği madde farklı olabilir. Buna göre bakteri isimleri oluşturulmuştur. En çok oksitlenen maddeler, NH₃, S, H₂S, NO₂, N₂ dir.

H₂O + CO₂ + K.cal. ® Glikoz + O₂ (Besin Sentezi)

ADP + Pi + K.cal. ® ATP + H₂O (Kemosentetik Fosf.)

Bu tür bakteriler yaşadıkları ekosisteme oksijen bakımından katkıda bulunmazlar. Çünkü ürettikleri kadarını tüketirler.

DEVAMINI OKU

Oksijensiz Solunum

Organik besin maddelerinin oksijen kullanımından yıkılarak enerji üretmesine denir. Fermantasyon (oksijensiz solunum) olayının tamamı hücrenin sitoplazmasında meydana gelir. Fermantasyon sonucu oluşan ürünler canlıdan canlıya çok az değişiklik gösterir. Oksijensiz yolla enerji eldesi, bakterilerin büyük bir bölümünde, maya mantarlarında, omurgalıların çizgili kaslarında ve bazı tohumlarda gerçekleşir. Fermantasyon olayı iki ana kademede gerçekleştirilir. Bu safhalar “glikoz” ve “son ürün oluşumu”dur.

A) Glikoz Reaksiyonları: Glikozun, prüvik asite kadar parçalanması reaksiyonlarına glikoz denir. Bu reaksiyonlar hem oksijenli(aerobik) hem de oksijensiz(an aerobik) solunumun başlangıç kısmını oluşturur,yani her iki solunum da ortaktır. Her canlı hücre glikolizi gerçekleştirebilir. Pasif haldeki glikoz moleküllerinin aktifleşerek reaksiyona girebilmesi için canlıların vücut ısısı yetersizdir. Bunun için aktivasyon enerjisi olarak ATP harcanır. Glikozun aktifleşmesi için 2 ATP molekülü gerekir. Aktifleşen glikoz bir dizi reaksiyonla pirüvik aside kadar parçalanır. Bu olaylar sonucunda 4 ATP ve 2NADH2 sentezlenir. Başlangıçta glikozu aktifleştirmek için 2ATP kazanılmış olur. Bütün canlılarda glikoz safhasında görev yapan enzimler aynıdır. Bütün fermantasyon çeşitlerinde ATP üretimi de glikoliz kısmında gerçekleşir. Bunun için bütün fermantasyonların ATP kazancı da aynıdır. Sonuç olarak glikoz sonunda şu ürünler oluşur :

· 4 molekül ATP

· 2 molekül NADH2

· 2 molekül Pirüvat

Glikoz

Şekil1.1:Glikoliz reaksiyonları

Pirüvik asitten sonra kullanılan enzimler farklı türlerde farklılık gösterir. Bu nedenle fermantasyonun son ürünleri canlı türlerine göre değişiklik gösterir.

B) Son Ürünlerin Oluşumu:Pirüvik asit her canlı türünde en uygun artık maddeye dönüştürülerek vücut dışına atılır. Bu dönüşümü sağlayan enzimler de farklıdır. Glikolizde ortama verilen ve NAD tarafından tutulan hidrojenler bu safhada tekrar geri alınarak kullanılır. Bu kademelerde ATP harcanmaz ve oluşturulmaz. Fermantasyon çeşitleri oluşan son ürünlerin ismine göre adlandırılır.

· Alkol Fermantasyonu: Bira mayası başta olmak üzere maya mantarlarında ve şarap bakterilerinde gerçekleşir.

Glikoz

Şekil 1.2: Etil Alkol Fermantasyonu

Pirüvik asit ortama 1 molekül CO2 vererek aset aldehite dönüşür. Aset aldehit, NADH2 nin hidrojenlerini tutarak etil alkole dönüşür. Bu reaksiyon sonunda serbest kalan NAD glikolizde tekrar kullanılabilir. Alkol fermantasyonunun genel denklemi şu şekildedir:

enzimler

Glikoluz + 2ATP 2CO2 + 2Etil Alkol + 4ATP + Isı

Bu canlılarda fermantasyon ürünleri üremeyi durdurucu etki yapar. Bira mayasının ortamındaki alkol oranı %18 i geçerse üreme engellenir.

· Laktik Asit Fermantasyonu: Omurgalıların çizgili kaslarında ve yoğurt bakterilerinde gerçekleşir. Pirüvik asit CO2 çıkışı olmadan laktik aside dönüşür. Yoğurt bakterileri sadece oksijensiz solunum yapabilirler. Süt şekerini fermantasyona uğratarak laktik asit üretirler.

Glikoz

Şekil 1.3 Laktik Asit Fermantasyonu

Çizgili kaslarda kas hücrelerine yeterli oksijen gelmediği zaman fermantasyona başvurulur. Az miktarda oluşan laktik asit kasın daha iyi çalışmasını sağladığı halde, kasta fazla laktik asit birikirse kas sertleşir ve kasılamaz olur. Kasta oluşan laktik asit kana geçerek karaciğere taşınır. Bu esnada beyne de ulaştığı için yorgunluk duygusu meydana getirir. Karaciğere gelen laktik asit yeterli oksijen geldiğinde pirüvata dönüşerek solunum sonucu H2O ve CO2 ye parçalanır. Bir kısmından ise glikoz sentezlenir.

enzimler

Glikoluz + 2ATP 2Laktik Asit + 4ATP + Isı

Kas hücrelerinin laktik asit oluşturmalarının asıl nedeni glikoliz ürünleri olan Pirüvik asit ve NADH2 nin uzaklaştırılamayarak ortamda birikmesidir. Ortamda yoğunluğu artan bu iki madde birbirleriyle reaksiyona girerek laktik asiti oluşturur. Laktik asit kolayca difüzyon olarak hücreler arası sıvıya geçer ve uzaklaştırılmış olur.

Görüldüğü gibi bütün fermantasyonlarda oluşan son ürünlerin çoğu organik bileşiklerdir. Enerjinin büyük bir kısmı bu moleküllerde bağlı kalmıştır. Bunun için fermantasyonda glikoz moleküllerindeki enerjinin ancak %2 si ATP ye dönüştürülmüş olur. Bir miktar enerji de ısı olarak ortama verilir.

Oksijenli solunumda ise glikoliz inorganik maddelere kadar parçalanabildiği için daha yüksek oranda ısı ve ATP (%40) üretilmiş olur.

İnsanlar, çeşitli canlılar tarafından gerçekleşen fermantasyon (mayalanma) olaylarından; turşu,yoğurt,hamur,şarap eldesi gibi çeşitli şekillerde faydalanmaktadırlar.

An aerobik bazı bakteriler amino asitleri de fermente ederler ve çok kötü kokular açığa çıkarırlar. Bu olaya pütrifikasyon(kokuşma) denir. Yemeklerin bozulmasıyla çeşitli kokuların oluşması azotlu ve kükürtlü fermantasyon ürünlerinden dolayıdır.

DEVAMINI OKU

Canlılarda Solunum

Solunum, genel anlamda canlı organizmada gaz değişimini ifade etmek için kullanılır.

1. Dış Solunum

Solunum organlarıyla dış ortamdan hava alınması ve verilmesi, yani soluk alıp vermeye denir.

2. İç Solunum

Solunum organlarına dolan havadaki oksijenin yakalanıp hücrelere kadar taşınması, hücrelerde oluşan karbondioksitin aynı yolla solunum organlarına getirilmesidir.

3. Hücresel Solunum

Hücrelere kadar gelen besinlerin orada oksijenle veya oksijensiz olarak yakılması ve ATP üretilmesi olayıdır.

A. CANLILARDA GAZ ALIŞ VERİŞİ

Tek hücrelilerde solunum gazlarının hücreye giriş çıkışı, hücre yüzeyinden geçiş (difüzyon) ile sağlanır.
Çok hücreli organizmalardan süngerler ve sölenterelerde de, özelleşmiş bir solunum sistemi yoktur. Bunlarda tek hücrelilerde olduğu gibi sudaki erimiş oksijeni vücut yüzeyleri ile alır, CO₂ yi de aynı yolla suya terkederler.

B. SOLUNUM ORGANLARI

1. Deri Solunumu

Vücut dış yüzeyini örten deri gaz değişimini sağlar. Alınan oksijen iç dokulara difüzyonla ya da kanla taşınır. Bu solunumu yapan, yassı ve yuvarlak solucanlarda dolaşım sistemi ve kan yoktur. Toprak solucanlarının tek katlı epitel dokudan ibaret derilerinde bulunan Goblet hücreleri çıkardıkları mukoz salgıyla vücut yüzeyinin devamlı nemli kalmasını sağlarlar.

Kurbağa ve semenderlerin erginlerinde esas solunum organı akciğerlerdir. Nemli olan deri gerekli oksijenin %25 inin alınmasını sağlar. Memelilerde de kısmi deri solunumu vardır. Ancak alınan oksijenin oranı çok azdır. (% 1 kadar)

2. Trake Solunumu

Trakeler O₂ yi doğrudan hücrelere taşır. Bu hayvanların kanı O₂ ve CO₂ taşımada görev yapmaz. Bu nedenle kanlarında oksijen taşıyan solunum pigmentleri bulunmaz. Kanları renksizdir. Trakelere gaz giriş çıkışı vücut ve kanat hareketleri yardımıyla sağlanır.

3. Solungaç Solunumu

Suda yaşayan hayvanlarda görülür. Kurbağa larvaları, deniz solucanları, bazı yumuşakçalar, kabuklular ve balıklarda bulunur. Solungaçlar suda çözünmüş oksijeni alacak şekilde özelleşmiş, yaprak veya tüy biçimindeki yapılardır.

4. Akciğer Solunumu

Kurbağa ve Semenderlerin erginlerinde, Sürüngen, Kuş ve Memelilerin tümünde görülür. Akciğer hacimleri ve yüzeyleri organizma gruplarının enerji ihtiyacına göre değişkenlik gösterir. Kuşların solunum sisteminde akciğerler ve hava keseleri bulunur. Hava keseleri bazı kemiklerin içlerine kadar uzanır. Kuş akciğerlerinde alveol yoktur. Hava keseleri hava depolar ve körük gibi fonksiyon yapar. Kuşların kemik boşlukları hava taşır. Bu yapı sayesinde kuşlar yükseklerde çok rahat uçabilirler.

Solunum Sistemiyle İlgili Yapılanların Özellikleri Solunun organlarının duvarları gaz giriş çıkışını kolaylaştıracak biçimde ince bir yapıya sahiptir Solunun organlarındaki tabakalar yüzey genişlemesine dolayısıyla difüzyon imkanının artmasına yardımcı olur Örneğin akçiğerşerdeki alveollerin toplam yüzeyi yaklaşık 100m2 dir. Solunum gazllarının giriş-çıkışı olduğu yerlerdeki yüzeyler nemlidir

5. Birden Fazla Solunum Organı Taşıyan Hayvanlar

a. Akciğerli balıklarda (Dipneusti) iki solunum organı faaliyet gösterir. Bu balıklar nehirlerde yaşar, bu sürede solungaçlarını kullanırlar.

Su yüzeyine çıkarak hava keselerini dolduran balık, suların çekilmesiyle çamur altına girer. Uzun bir süre hava kesesindeki hava ile hayatını sürdürür.

b. Kurbağalar ve semenderler larva devresinde tamamen suda yaşadıkları için solungaç solunumu yaparlar. Ergin hale gelen kurbağalarda solungaç kaybolur, yerini akciğer alır. Ergin kurbağa hem deri ile, hem de akciğerleriyle solunum yapar. Kurbağalar derilerini nemli tutmak için genelde nemli ortamlarda yaşarlar. Kurak bir ortamda uzun süre kurbağa yaşayamaz.

C. İNSANDA SOLUNUM SİSTEMİ

İnsanda solunum sistemi akciğerler ve bu akciğerlere hava taşıyan borulardan oluşur. Burun, ağız, yutak, gırtlak, soluk borusu ve bronşlar solunum esnasında faaliyet gösteren yapılardır.

1. Solunum Sisteminin Bölümleri

a. Burun : Burunun iç yapısı, havayı temizleme, nemlendirme ve ısıtmaya uygun olduğu için, hava girişinde bu organın önemi daha büyüktür.

b. Soluk Borusu (Trake) : Ağız boşluğunun son kısmında yer alan yutağa soluk borusu bağlanır. 10 – 12 cm uzunluğunda ve 2 cm çapında olan bu borunun başlangıç bölümüne gırtlak denir. Gırtlağın içindeki ses telleri epitel uzantılardan meydana gelmiş olup, gerginlikleri kaslarla ayarlandığından çeşitli tonlarda ses çıkartılmasını sağlar.

Soluk borusunun, düz olan arka yüzü yemek borusu ile komşudur ve iç yüzü hareketli siller taşıyan epitel hücreleri ile döşenmiştir. Bu hücrelerin meydana getirdiği epitel tabakası altında salgı bezleri bulunduğu gibi, hücrelerin arasında da salgı yapan goblet hücreleri bulunur.

Bu hücreler mukus denilen bir madde çıkarırlar. Mukus hareketli siller üzerinde ince bir tabaka oluşturur. İnce mukus tabakası, hem epitel yüzeyin nemli kalmasını sağlar, hem de solunumla giren havadaki toz ve diğer yabancı maddeleri tutar.

Soluk borusunun yapısında epitel tabakasından sonra kıkırdak doku tabakası bulunur. Kıkırdak doku, soluk borusunun duvarlarının birbirine yapışmasını önleyecek şekilde bir gerginlik sağlar. Yemek borusuna bakan yüzeyde kıkırdak yoktur. Soluk borusu arkada dördüncü sırt omuru hizasında iki kola ayrılır. Bu kollara bronş adı verilir.

Şekil : İnsanda Solunum Sistemi

Bronşların herbiri akciğere girdikten sonra binlerce ince borucuğa ayrılır. Bunlara bronşçuk adı verilir. Bronşçukların uçlarında hava keseleri bulunur (alveol). Alveoller çok ince, tek sıra epitel hücrelerden oluşmuş olup dışı kılcal damarlar ile donatılmıştır.

c. Akciğerlerin Yapısı ve Görevleri : Akciğerler, sağ ve sol olmak üzere iki kısımdan meydana gelir.

Sağ akciğer üç bölmeli, sol akciğer iki bölmelidir. Sol akciğerin küçük olmasının nedeni, kalbin buraya yakın oluşudur. Her iki akciğer pleura denilen iki yapraklı ince bir zar ile örtülüdür. Bu iki zarın iç ve dış yaprakları arasındaki boşluklarda az miktarda lenf sıvısı ve hava bulunur.

2. Soluk Alıp Verme Mekanizması

Soluk alıp verme mekanizması, göğüs boşluğu ve akciğerlerin genişleyip daralmasına dayanır. Aynı zamanda bu mekanizmada diyafram kası ve kaburgalar arası kaslar etkin rol oynarlar.

Şekil : Soluk Alıp Verme Mekanizması

Soluk alırken, diyafram kası kasılır ve kaburgalar arası açılarak hacim artar, göğüs iç basıncı düşer ve içeriye hava girer. Bu esnada göğüs boşluğu genişlemiştir.

Soluk verirken; diyafram kası gevşer, kaburgalar birbirine yaklaşarak hacim azalır, göğüs iç basıncı artar ve dışarıya hava verilir. Bu esnada göğüs boşluğu daralmıştır.

Solunum hızı kandaki CO2 miktarına göre düzenlenir.  CO2 artışı soluk alıp vermeyi hızlandırır.Çünkü CO2 kanın pH sını düşürür ve ortam asit hale gelir Bu da beyni uyarır. Soluk alış verişinin hızı ve şiddeti omurilik soğanındaki sinirler tarafından denetlenir

3. Solunum Gazlarının Taşınması

Kanın en önemli özelliklerinden biri; CO₂ ve O₂ taşıma kapasitesinin çok yüksek olmasıdır.

a. Oksijenin Taşınması : Hayvanların kanında O₂ taşıyıcı solunum pigmentleri bulunur. Pigmentleri şu şekilde sıralayabiliriz: Hemoglobin, Hemosiyanin, Klorokruorin, Hemoeritrin

Oksijen kanda oksihemoglobin halinde taşınır. Çok az bir kısmı kan plazmasında çözünmüş olarak taşınır. (% 2 kadar). Akciğerlerde kana geçen O₂, alyuvarlardaki hemoglobinle birleşip oksihemoglobini oluşturur.

Hb + O₂ -->HbO₂ (Oksihemoglobin)

Doku kılcallarında hemoglobinden ayrılıp doku sıvısına, oradan da difüzyonla hücrelere geçer.

Tablo : Hayvanlarda Solunum Pigmentleri ve Bulunduğu Yer

b. Karbondioksitin Taşınması: Hücrelerde oluşan CO_2, doku sıvısına geçip difüzyonla kılcal damarlara geçer. Normal olarak CO₂, kanda çok az erir ve az bir kısmı kan plazması ile taşınır. Büyük bir kısmı ise alyuvarlara girer. Alyuvarlarda karbonik anhidraz enziminin katalizlemesi sonucu CO₂, su ile birleşerek karbonik asiti oluşturur.

Karbonik asit (H₂CO₃), iyonlaşarak H⁺ ve HCO₃^– (bikarbonat) iyonu meydana getirir. H⁺ iyonu alyuvarlarda hemoglobinle, birleşerek HCO₃ iyonları ise plazmada taşınarak akciğer kılcallarına getirilir.
Karbonik anhidraz enzimi

Akciğer kılcallarında HCO₃  iyonları tekrar alyuvarlara girerek H⁺ iyonları ile birleşir ve H₂CO₃ (karbonik asit) oluşturur.

Yine karbonik anhidraz enziminin etkisiyle, karbonik asit, H₂O ve CO₂ e ayrışır. Böylece serbest kalan CO₂ difüzyonla önce plazmaya, oradan da akciğer alveollerine geçer ve soluk verme ile dışarı atılır.

CO₂ nin çok az bir kısmının hemoglobin ile de taşınabildiği belirtilmektedir. İnsanın soluduğu havada fazla oranda karbon monoksit (CO) bulunursa zehirlenme meydana gelir.

Çünkü, CO hemoglobin ile sıkı bağ yapar ve kolayca kopmaz. Bunun sonucunda oksijen hemoglobinle bağlanamaz ve dokular O₂ siz kalır.

DEVAMINI OKU