Fosforilasyona oksidativ

 

Fosforîlasyona oksîdatîv (bi înglîzî: oxidative phosphorylation ) di xaneyê de pêvajoyek kîmyayî ye ko kêmkirina oksîjenê bi kar tîne da ko ji ADP-yê ATP ya bi bendên bi enerjiya bilind were çêkirin.^[1]

Zîndewrên ko di xaneyên xwe de bi bahenaseya xaneyê ATP çêdikin, rêçeya fosforîlasyona oksîdatîv bi kar tînin.

Fosforilasyon

Bi molekulek endamî ve girêdana koma fosfatê wekî kiryara fosforîlasyonê tê navkirin.^[2] Xane bi sê corên fosforîkirinê ji ADP-yê ATP çêdikin.

Xane bi sê coran, bi fosforîlasyonê ATP çêdike.

1.Fosforîlasyona di asta substradê

Dê pêvajoya xanehenaseyê de, di qonaxên glîkolîz û çerxa Krebs de bi navbeynkariya enzîman, komek fosfat li ADP-yê tê girêdan û ATP tê çêkirin. Bi vê cor fosforîlasyonê, di karlêkên bahenaseya xaneyê (bi înglîzî: aerobic cellular respiration), nebahenaseya xaneyê (bi înglîzî: anerobic cellular respiration) û genînê de (bi înglîzî: fermentation) ATP tê bidestxistin.

2. Fotofosforîlasyon

Di qonaxa çerxa Calvin a fotosentezê de, enerjiya ronahiyê ji bo girêdana koma fosfatê û ADP-yê tê bikaranîn. Zîndewerên wekî riwek, kewz û hin bakterî ko bi rêçeya fotosentezê ji madeyên neendamî, xurekên endamî çêdikin, bi fotofosforîlasyonê ATP çêdikin.

3. Fosforîlasyona oksîdatîv:

Di pêvajoya henaseya xaneyê de, enerjiya ji oksandin û kêmkirina molekulên zincîra guhaztina elektronan ve hatiye berdan, ji bo çêkirina ATP-yê tê bikaranîn. Bahenaseya xaneyê û nebahenaseya xaneyê de bi vê rêçeyê ATP tê çêkirin.

Hin taybetmendiyên fosforîlasyona oksîdatîv

 

Fosforilasyona oksîdatîv rêçeyek kîmyayî ye ko di mîtokondrî û hin bakteriyan de elektron di zincîra guhaztina elektronan de, bi karlêkên oksandin û kêmkirinê tên guhaztin heta ko tevlê oksîjenê bibin. Bi kêmkirin û oksandinê hinek ji enerjiya elektronan serbest dimîne, bi vê enerjiyê ATP tê çêkirin.^[3]

Di bahenaseye xaneyê de di fosforîlasyona oksîdatîv de, ji bo çêkirina ATP, NADH, FADH₂ û oksîjen tên bikaranîn.

Xurekên (bi gelemperî glukoz) ko di qonaxên glîkolîz, oksandina prûvatê û çerxa Krebs te tên hilweşandin çavkaniya NADH û FADH₂ yan e. Çavkaniya oksîjenê jî hewa ye.

Di xaneyên navikrasteqîn (êkaryotî) de fosforîlasyona oksîdatîv di mîtokondiyê de rû dide. Di xaneyên navikseratayî (prokaryotî) de navenda fosforîlasyona oksîdatîv, navpoşê (rûyê navî) parzûna xaneyê ye.

Encama fosforîlasyona oksîdatîv

Dema henaseya xaneyê de enerjiya glukozê bi vê awayê diherike:

Glukoz → NADH û FADH₂ → zincîra guhaztina elektronan → hêza handerê protonan→ ATP.^[4]

Piraniya enerjiya ji hilweşandina karbohîdrat û çewriyan tê berdan, di mîtokondriyê de bi rêçeya kîmyayî ya fosforîlasyona oksîdatîv tê çêkirin. Wekî mînak, hilweşandina glukozê bi rêçeyên glîkolîz, oksandina prûvatê û çerxa Krebs ve safî 4 molekul ATP, 10 molekul NADH û 2 molekul FADH₂ peyda dibe.

Elektron û protonên ji NADH û FADH₂ yê di kotahiya zîncîra guhaztina elektronan de bi oksîjenê ve tên girêdan û av peyda dibe. Di vê pêvajoyê de bi rêçeya fosforîlasyona oksîdatîv bi qasî 32 heta 34 ATP tê çêkirin.^[5]

Girîngiya oksîjenê

Ji bo çêkirina ATP-yê, divê di zincîra guhaztina elektronan de elektron bênavber ji molekulek ber bi yeka din ve werin guhaztin. Molekula kotahî ya zincîrê jî divê elektronan biguhazîne wergira dawîn. Di bahenaseya xaneyê de wergira dawîn a elektronan oksîjen e. Heke oksîjen elektronan wernegire, li ser zincîre herika elektronan radiweste. Ango di rewşek wisa de çêkirina ATP-yê bi rêçeya fosforîlasyona oksîdatîv ne gengaz e.^[6]

1/2 O₂ + 2 e^- + 2H⁺ → H₂O

Hin bakterî bi rêçeya nebahenaseya xaneyê (bi înglîzî: anaerobic respiration) li dewsa oksîjenê, awêteyên wekî sulfat (SO₄^2-), nîtrat (NO₃^–), karbona dioksîd CO₂ û hesin(III) (Fe₃⁺) ji bo elektronan wekî wergira dawî bi kar tînin. Di van awêteyan de meyla wergirtina elektronan ne bi qasê ya oksîjenê ye, loma li gor bahenaseyê, kêmtir ATP tê çêkirin.^[7]

Pêvajoya fosforîlasyona oksîdativ

Fosforilasyona oksîdatîv ji zincîra guhaztina elektronan û ji kemîozmozê pêk tê.

Fosforilasyona oksîdatîv ji zincîra guhaztina elektronan û ji kemîozmozê pêk tê. Ango NADH û FADH₂ di zîncîra guhaztina elektronan de tên oksandin û proton berdidin, gradyana protona ji bo çêkirina ATP-yê tê bikaranîn.^[8]

Zincîra guhaztina elektronan

[biguhêre | çavkaniyê biguhêre]

 Gotara bingehîn: Zincîra guhaztina elektronan

Piraniya pêkhateyên zincîra guhaztina elektronan proteîn in. Proteînên zincîrê bi şeweyê kompleksên fireproteînî (bi înglîzî: multiprotein complex) ne û ji I heta IV-ê tên navkirin.

Kompleksên zincîra guhaztina eletronan, di mîtokondriyê de di nav parzûna navî de, di bakteriyan de di nav parzûna xaneyê de cih digirin.^[9]

Di qonaxa zincîra guhaztina elektronan de NADH û FADH₂ ji aliyê zincîra guhaztina elektronan ve tên oksandin, elektronên ji NADH û FADH₂-yê bi navbeynkariya zincîrê tê guhaztin bo molekula oksîjenê.^[10]

Meyla wergirtina elektronan, ji molekula yekem a zincîrê ber bi molekula dawî, her ko diçe zêdetir dibe. Di zîncîra guhaztina elektronan de, elektron ji molekulek bi meyla wergirtina kêm, ber bi molekulek bi meyla wergirtina zêdetir tên guhaztin.^[9]

Di her guhaztinek de elektron hinek enerjî berdide. Enerjiya ji aliyê elektronan ve hatiye berdan ji bo pompekirina protonan (H⁺) ji parzûna navî, ber bi qada navbera parzûnan ve tê xerckirin.^[11] Pompekirina protonan di kompleksên I,III û IV de rû dide.

Kemîozmoz

 Gotara bingehîn: Kemîozmoz

Ji ber pompekirina protonan, li aliyekî parzûnê(di mîtokondriyê de aliyê valahiya navbera parzûnan) de xestiya îyonên hîdrojenê li gor aliyê din (aliyê matrîksê) zêdetir dibe. Proton meyl dikin ko ber bi matrîksê biherikin ev meyla herikê wekî gradyana karokîmyayî tê navkirin.

Parzûna navî ya mîtokondriyê ji bo protonan nedelînbar e. Li ser parzûna navî de enzîmek taybet a bi navî ATP sentaz heye. Proton molekulên ATP sentazê wekî cogek bi kar tînin.^[9]

Gradyana karokîmyayî ji bo herika protonan enerjiya hêza handerê protonan dabîn dike. Proton bi alîkariya hêza handerê protonan di nav ATP sentazê de ji valahiya navbera parzûnan derbasî matrîksê dibin. Di vê gavê de ATP tê çêkirin.^[12] Elektronên ji zincîra guhaztina elektronan û protonên ji ATP sentazê derbasbûyî ji aliyê oksîjenê ve tên girtin û av peyda dibe.

Girêdanên derve

• Ferhenga Biyolojiyê

Çavkanî

1. ^ Deshpande OA, Mohiuddin SS. Biochemistry, Oxidative Phosphorylation. [Updated 2023 Jul 31c. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2024 Jan-.Available from: [1]
2. ^ Britannica, The Editors of Encyclopaedia. "phosphorylation". Encyclopedia Britannica, 20 Jul. 2017, [2]Accessed 16 July 2024.
3. ^ Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2014). Molecular Biology of the Cell (6th ed.). NY: Garland Science.
4. ^ Reece, Jane B. Campbell Biology : Jane B. Reece ... [et Al.]. 9th ed., Boston, Ma, Benjamin Cummings, 2011.
5. ^ Cooper GM. The Cell: A Molecular Approach. 2nd edition. Sunderland (MA): Sinauer Associates; 2000. The Mechanism of Oxidative Phosphorylation. Available from: [3]
6. ^ Postlethwait, J. H., & Hopson, J. L. (2006). Modern Biology. NY, United states: Holt Rinehart & Winston.
7. ^ Losos, J., Mason, K., Johnson,G., Raven, P., & Singer, S. (2016). Biology (11th ed.). New York, NY: McGraw-Hill Education.
8. ^ Brooker, R., Widmaier, E., Graham, L., & Stiling, P. (2017). Biology (4th ed.).
9. ^ ^{Jump up to:a b c} Cullen, K. E. (2009).Encyclopedia of Life Science. Newyork: Facts On File, Inc
10. ^ Biochemistry. : Rawn, J.D. (1989) Biochemistry. Burlington, NC: Neil Patterson Publishers, Carolina Biological Supply Company. ISBN- 0-89278-400-8
11. ^ Simon, E. J., Dickey, J.L., Reece, J. B., & Burton, R. A. (2018).Campbell Essential Biology with Physiology (6th ed.). Newyork, United States: Pearson.
12. ^ Berk, A., Kaiser, C. A., Lodish, H., Amon, A., Ploegh, H., Bretscher, A., & Krieger, M. (2005). Molecular Cell Biology (5th ed.). CA.