Çerxa Krebs

Çerxa Krebs beşek ji karlêkên bahenaseya xaneyî ye. Ji ber ko berhema karlêka yekem sîtrat e, ev çerx wekî çerxa asîda sîtrî jî tê navkirin.

Çerxa Krebs (bi îngilîzî: Krebs cycle ) rêze karlêkên kîmyaya zîndeyî ye ko bi oksandina asetîl CoA ya ji karbohîdratan, asîdên çewrî an jî ji asîdên amînî çêbûyî, enerjiya nav xurekan de embarkirî tê berdan.

Çerxa Krebs beşek ji karlêkên bahenaseya xaneyî ye. Ji ber ko berhema karlêka yekem sîtrat e, ev çerx wekî çerxa asîda sîtrî (bi îngilîzî: citric acid cycle (CAC) ) jî tê navkirin. Her wisa navek din a çerxê jî çerxa asîda trîkarboksîlî (bi îngilîzî: tricarboxylic acid (TCA) ye.^[1]

Piştî glîkolîze, pîruvat berî ko tevlê karlêkên çerxa Krebs bibe, karbonek xwe bi şêweyê karbona dîoksîd winda dike û kin dibe. Pêkhateya nû ya ji du karbonî wekî koma asetîl tê navkirin. Koenzîm A (CoA) bi koma asetîl ve tê girêdan û Asetîl CoA peyda dibe. Çerxa Krebs bi tevlêbûna Asetîl CoA dest pê dike.^[2]

Asetîl CoA ne tenê molekulên ji hilweşîna karbohîdratan, lê yên ji helweşîna çewrî û proteînan jî diguhazîne çerxa Krebs.^[3]

Asetîl CoA gelek enerjî lixwe digire. Ji bo ko enerjiya nav Asetîl CoA were berdan, divê ev molekul bi tevahî were oksandin bo karbona dîoksîdê. Lê di kîmyaya zîndeyî de rasterast oksandina asetatê (an jî asetîl CoA) bo CO₂ ne gengaz e.

Heke di asetîl CoA de dekarboksîlasyon rû bida, dibe ko ji vê molekula dukarbonî, molekulek CO₂ û molekulek CH₄ (metan) peyda biba. Metan di warê kîmyeyî de molekulek xweragir (bi înglîzî: stable) e, ji bilî hin bakteriyan, di xaneyên tu zîndewerek de ji bo oksandina metanê enzîm an jî kofaktor tune. Ango enerjiya nav metanê ji bo çêkirina ATP nayê bikaranîn.^[4] Loma ji bo oksandina, asetîl CoA û hilweşandina wê bo 2 molekulên CO₂ yê, divê koma metîl a asetîl CoA-yê bi molekulek din ve were girêdan. Ev pirsgirêk bi gava yekem a çerxa Krebs ve tê çareserkirin. Asetîl CoA bi ogzaloasetat ve yek dibe û sîtrat a şeşkarbonî peyda dibe. Koma metîl a asetîl CoA, di nav sîtratê de tê guhertin bo metîlen. Sîtrat sê komên karboksîlê lixwe digire loma, wekî asîda trîkarboksîlî (bi înglîzî: tricarboxylic acid) jî tê navkirin. Sîtrat bi çerxa Krebs gav bi gav, bi oksandinên li pêy hev, du CO₂ ber dide.^[4]

Herwekî ji navê wê jî diyar e, karlêkên çerxa Krebs bi awayekî çerx rû didin. Bûyerên rêzekarlêk ên ko her yek ji aliyê enzîmek taybet ve tê hankirin, molekula çarkarbonî diguherînin bo molekulên şeşkarbonî û pênckarbonî, li dawiya karlêkê de dîsa molekula çarkarbonî peyda dibe.^[2]

Çerxa Krebs ji bo oksandina karbohîdrat, çewrî û proteînan, rêçeya dawî ye. Xurek bi heriskirin û glîkolîzê tên hilweşandin û guhertin heta pêkhateya dukarbonî ya bi navê asetîl CoA.

Di her dorek çerxa Krebs de, asetîl CoA û ogzaloasetat bi karlêka kîmyayî bi hev re tên girêdan û sîtrata şeşkarbonî peyda dibe. Bi rêzekarlêkên dehîdrojenasyon û dekarboksîlasyonan, sîtrat tê piçûktirîn. Bi kêmkirina koenzîman (NAD⁺ û FAD) û berdana 2 CO₂, û çêbûna 1 GTP (an jî ATP) ogzaloasetat cardin peyda dibe û çerxa Krebs ji nû ve dest pê dike.^[5]

Bi çerxa Krebs, oksandina xurekên karbohîdradî, proteînî an jî yên ji çewrî bi dawî dibe, li dewsa van xurekên endamî, karbona dîoksîd, ATP, NADH û FADH2 peyda dibin.^[2]

Erkê çerxa krebs, ji xurekên karbonî bi şeweyê NADH û FADH2 ve derxistina elektronên bi enerjiya bilind e.^[3]

Ji bo dabînkirina enerjiya xaneyê, desteka herî girîng a çerxa Krebs, berdana hîdrojenan e. Hîdrojenên ji NADH û FADH2 bi şêweyê proton û elektron tên berdan, di sîstema zincîra guhaztina elektronan de ji bo çêkirina ATP tên bikaranîn.^[6]

Gavên çerxa Krebs

Dorek çerxa Krebs ji 8 karlêkên lidûhev pêk tê û karlêk herî kêm ji aliyê 8 enzîmên taybet ve tên hankirin.^[7]

Di xaneyên navikrasteqîn de enzîmên çerxa Krebs di beşa matrîks a mîtokondriyê de bi awayekî serbest an jî bi rûyê navî yê parzûna navî ya mîtokonriyê de girêdayî cih digirin.^[8]

Karlêka 1: Xestîbûn (bi îngilîzî: condensation)

Ev karlêk ji aliyê enzîma sîtraz sentaz ve tê hankirin. Di vê karlêkê de karbona metîlê ya koma asetîl bi koma karbonîl a karbona duyem a ogzaletê ve tê girêdan.^[4]Bi yekbûna Asetîl CoA ya dukarbonî û ogzaloasetata çarkarbonî, sîtrata şeşkarbonî peyda dibe. Ev karlêk, ne karlêkek pêçewane ye û bi vê karlêkê koma asetîl tevlê çerxa Krebs dibe.

Heke di xaneyê de xestiya ATP zêde be, rê li ber karlêkê tê girtin. Heke xestiya ATP kêm be, vê gavê ev karlêk tê hankirin. Gava di xaneyê de bi têra xwe ATP hat berhemkirin, çerxa Krebs tê rawstandin û asetîl CoA ji bo çêkirina çewrî tê bikaranîn.^[9] Bi eslê xwe sîtrat û asîda sîtrî heman molekul in, lê sîtrat bi şêweyê iyon e, H⁺ ên wê kêm in.^[7]

Karlêka 2 :îzomerasyon (bi îngilîzî: isomerization)

Berê ko karlêkên oksandinê dest pê bikin, divê di sîtratê de koma hîdroksîlê ji nû ve were bicihkirin. Dubarecihbûn bi du gavan rû dide. Di gava yekem de ji karbonek sîtratê molekulek av tê dûrxistin, paşê wekî gava duyem, av li karbonek din a sîtratê ve tê zêdekirin. Bi vî awayê hîdrojen (H) û koma hîdroksîl (OH) cih diguherînin. Molekula nû îzomerek sîtratê ye û wekî îzosîtrat tê navkirin.

Karlêka 3: Oksandina yekem (bi îngilîzî: the first oxidation)

Îzosîtrat cotek elektron berdide û tê oksandin. Elekron ji bo kêmkirina NAD⁺ bo NADH tên bikaranîn. Piştî oksandinê, bi dekarboksîlasyonê, ji karbona navîn koma karboksîl diqete û wekî karbona dîoksîd tê dûrxistin. Bi vî awayê molekulek pênckarbonî ya bi navê alfa ketogluterat (bi îngilîzî: α-ketoglutarate) çêdibe.

Karlêka 4: Oksandina duyem (bi îngilîzî: the second oxidation)

Alfa ketogluterat ji aliyê kompleksek fireenzîm a mîna enzîma pîruvat dehîdrojenaz ve tê dekerboksîlekirin. Piştî ji alfa ketogluteratê dûrxistina molekulek CO₂ , molekula nû wekî koma suksînl tê navkirin.

Koma suksînîl tevlê koenzîm A dibe û suksînîl CoA peyda dibe. Di vê demê de du elektron tên berdan û ji bo kêmkirina molekulek din a NAD⁺ bo NADH tên bikaranîn.

Karlêka 5: Fosforîlasyona di asta substradê (bi îngilîzî: substrate level phosphorylation)

Bendê navbera koma suksînîl a çarkarbonî û CoA, bendêk bi enerjiya bilind e. Ev bend bi hankirina enzîma suksînîl koenzîm A sentetaz (bi înglîzî: succinyl coenzyme A synthetase) ve tê qetandin. Enerjiya tê berdan, bo fosforîkirina guanozîna dîfosfat tê xerckirin û guanozîna trîfosfat çêdibe. Guanozîna trîfosfat (GTP) fosfatek xwe diguhazîne ADP-yê bo çêkirina ATP. Bi vî awayê di fosforîlasyona asta substradê de ATP tê çêkirin. Molekula çarkarbonî ya mayî wekî suksînat tê navkirin.

Karlêka 6: Oksandina sêyem (bi îngilîzî: the third oxidation)

Suksînat bi navbeynkariya enzîma suksînat dehîdrojenaz a li ser parzûna navî ya mîtokondriyê ve tê oksandin. Enerjiya tê berdan ji bo kêmkirina NAD⁺ bo NADH-ê têr nake. Di vê qonaxê de wergira elektron koenzîma FAD e. Bi wergirtina elektronan, FAD tê kêmkirin bo FADH2-yê û suksînat jî diguhere bo fumeratê. FAD bi enzîma xwe ya nav parzûna navî de girêdeyî ye, loma nikare di nav mîtokondriyê de cih biguherîne, tenê li vir tê kêmkirin. FADH2 tenê dikare elektronên xwe di zîncîra guhaztina elekronan de berde.

Karlêka 7: Tevlêbûna avê (bi îngilîzî: hydration)

Molekulek avê tevlê fumeratê dibe, bi girêdana avê, fumerat diguhere bo malat.

Karlêka 8: Nûbûna (dubare çêbûn) ogzaloasetat (bi îngilîzî: regeneration of oxaloacetate)

Malat jî tê oksandin û du elektron ber dide. Elektron jî NAD⁺-ê kêm dikin bo NADH-ê. Malata oksandî jî diguhere bo ogzaloasetat a çarkarbonî. Bi vî awayê çerxa Krebs ji nûve dest pê dike.^[9][7]

Hin taybetmendiyên çerxa Krebs

1.Koma asetîl a di rêçeya çerxî de tê oksandin, ne tenê ji pîruvatê, lê ji asîdên çewrî û asîdên amînî jî çêdibe.

2. Karlêka safî ya çerxa asîda sîtrî wekî ya lê jêr e.^[3]

3 NAD ⁺ + FAD + GDP + P_i + asetîl CoA + 2 H₂O → 3 NADH + FADH2 + GTP + CoA + 2 CO₂ +2 H⁺

Ogzaloasetat (asîda ogzaloasetî) a di qonaxa yekem a çerxa Krebs de tê bikaranîn, di qonaxa dawîn a çerxê de dubare tê çêkirin.

3. Di xaneyên navikrasteqînan (êkaryot) de enzîmên çerxa Krebs di hundirê mîtokondriyê de cih digirin, loma NAD ⁺, GDP, FAD jî tê de, divê hemû substrad di mîtokondiyê de werin çêkirin an jî ji sîtoplazmayê werin guhaztin. Bi heman awayê, divê hemû berhemên çerxa Krebs di nav mîtokondriyê de werin xerckirin an jî werin guhaztin bo sîtoplazmayê.

4. Atomên karbonê yên 2 molekulên CO₂ yên di dorek çerxê de tên hilberîn, dibe ko atomên herdu karbonên koma asetîlê nebin.^[10] Dibe ko atomên karbonên asetîlê rêzeya karlêkên çerxê de tevlê molekulên din dibe.

5. Di rêzekarlêkên çerxa Krebs de molekulên navbeyn ji bo hilberîna madeyên din tên bikaranîn. Wekî mînak, ogzaloasetat ji bo berhemkirina glukozê pêşengî dike. Herwisa ji bo çêkirina asîdên amînî, α-ketogluterat û ogzaloasetat tên bikaranîn.

6. Dema oksandina koma asetîlê bo 2 CO₂ , pêdivî bi guhaztina 4 cotên elektronan heye. Elektron ji hîdrojenan belav dibe, loma bi eslê xwe 4 cot hîdrojen elektron diguhezînin.^[11] Ji bo kêmkirina 3 NAD⁺ bo 3 NADH-ê pêdivî bi 3 cot elektronan heye. Herwisa ji bo kêmkirina FAD bo FADH₂-yê jî cotek elektron tên bikaranîn. Piraniya enerjiya serbest a oksandina koma asetîlê di van koenzîman de (NADH,FADH2) tê parasin. Hinek enerjî jî di çêbûna GTP (an jî ATP) de tê xerckirin.

7. Di çerxa Krebs de ATP bi fosforîlasyona di asta substradê tê çêkirin.

8 Du molekulên avê tên xercirin (tevlê karlêkê dibin). A yekem di çêkirina sîtratê ji hîdrolîza sîtrîl CoA, ava duyem jî bo hîdrasyona fumeratê tê xerckirin.^[3]

9. Oksîjen tevlê karlêkên çerxa Krebs nabe. Lê elektronên NADH û FADH2 ji aliyê oksîjenê ve tên wergirtin û bi vî awayê di mîtokondiyê de ji nû ve NAD⁺ û FAD tên çêkirin ko karlêkên çerxê bidome. Loma çerxa Krebs tenê di hebûna oksîjenê de didome.^[3]

Ji her dorek çerxa Krebs 12 ATP tê çêkirin

Ji ber oksandinên ji aliyê enzîmên dehîdrojenaz ve tên hankirin, di çerxek Krebs de, ji molekulek asetîl CoA-yê 3 NADH û 1 FADH2 ên hatine kêmkirin tên berhemkirin.

NADH û FADH2 tên guhztin bo sîstema zîncîra guhaztina elektronan. Li wir dubareoksandin rû dide. Bi oksandina her NADH-ek 3 ATP ,ango bi tevahî 9 ATP ji NADH-an tê bidestxistin. FADH2 bi oksandinê, enerjiya ji bo çêkirina 2 ATP-yê berdide. Di çerxa Krebs de bi hankirina suksînîl CoA sentaz, bi fosforilasyona di asta substradê de 1 ATP (an jî GTP) tê berhemkirin.^[8]

Bandora vîtamînan di çerxa Krebs de

Ji koma vîtamînên B-yê, 4 vîtamîn girîng in bo berdewamiya çerxa Krebs.^[8] Di kêmasiya van vîtamînan de bidestxistina enerjiya ATP-yê têk diçe.

1. Tîamîn (Vîtamîna B1)

Ji bo karlêkên dekarboksîlasyonê, wekî tîamîn dîfosfat û bi şeweyê koenzîm, di α-ketogluterat dehîdrojenaz de cih digire.

2. Rîboflavîn (Vîtamîna B2)

Ev vîtamîn bi şêweyê flavîn adenîn dinukleotîd (FAD) û bi şêweyê kofaktor di kompleksa α-ketogluterat dehîdrojenaz û suksînat dehîdrojenaz de tevlê çerxê dibe.

3. Nîasîn (Vîtamîna B3)

Bi şêweyê nîkotînamîd adenîn dînukleotîd (NAD) kar dike. Herwisa ji bo sê enzîmên dehîdrojenaz; îzosîtrat dehîdrojenaz, α-ketogluterat dehîdrojenaz û malat dehîdrojenaz wekî koenzîm kar dike.

Hans Krebs (1900-1981)

4. Asîda pantotenî (Vîtamîna B5)

Beşek CoA ye. Wekî kofaktor bi asetîl CoA û suksînîl CoA yên çalak ve girêdayî ye

Sir Hans Adolf Krebs

Hans Krebs (1900-1981) yek kîmyagerên cihû yên almanî bû. Xebatên Krebs bi taybetî li ser kîmyaya zîndeyî (bi îngilîzî: biochemistry) bû.

Krebs heta sala 1933yê li Almanyayê xebatên xwe domand lê ji ber zexta naziyan a li ser cihûyan, di sala 1933yê de neçar ma ko koça înglîstanê bike. Di xebatên xwe yê li înglîstanê de, Krebs di sala 1937ê de hebûna çerxa asîda sîtrî ya ko bi yekbûna asetat û ogzalatê dest pê dike nîşan kir.^[12]

Hans Krebs ji bo xebatên derbarê çerxa asîda sîtrî de, di sala 1953yê li gel kîmyagerê Fritz Albert Lipmann bi xelata Nobelê ya di warê fîzyolojî an jî bijîşkî de hat xelatkirin.^[13]

Girêdana derve

• Ferhenga Biyolojiyê

Çavkanî

1. ↑

   Fundamentals of Biochemistry L I F E AT TH E M O L E C U L A R L E V E L. : Voet D.,Voet G.,Pratt C. • John Wiley & Sons, Inc. ISBN-13: 978-0470-54784-7

2. 1 2 3

   Johnson, L. G. (1987). Biology. Dubuque, Iowa: Wm. C. Brown.

3. 1 2 3 4 5

   Tymoczko, J.L., Berg, J.M. and Lubert Stryer (2015) Biochemistry, a short course. New York: W.H. Freeman & Company, A Macmillan Education Imprint.

4. 1 2 3

   David L. NelsonMichael M. Cox(2013). Lehninger Principles of Biochemistry. : W. H. FREEMAN AND COMPANY • New York ISBN-13: 978-1-4641-0962-1

5. ↑

   Berk, A., Kaiser, C. A., Lodish, H., Amon, A., Ploegh, H., Bretscher, A., & Krieger, M. (2005). Molecular Cell Biology (5th ed.). CA.

6. ↑

   Jones, M., Fosbery, R., Gregory, J., & Taylor, D. (2014). Cambridge International AS and A Level Biology Coursebook with CD-ROM (4th ed.). Cambridge, MA: Cambridge University Press

7. 1 2 3

   Reece, Jane B. Campbell Biology : Jane B. Reece ... [et Al.]. 9th ed., Boston, Ma, Benjamin Cummings, 2011.

8. 1 2 3

   Murray, G., Murray, J., Granner, & MAYES. (2003). Harper's Biochemistry Illustrated (26th ed.). McGraw-Hill.

9. 1 2

   Losos, J., Mason, K., Johnson,G., Raven, P., & Singer, S. (2016). Biology (11th ed.). New York, NY: McGraw-Hill Education.

10. ↑

    Rye, C., Wise, R., Jurukovski, V., Desaix, J., Choi, J., & Avissar, Y. (2017).Biology. Houston, Texas : OpenStax College, Rice University,

11. ↑

    Schraer D.W, Stoltze H.J,(1995). Biology (6th ed.). USA: prentice Hall, ISBN 0-13-806630-2.

12. ↑

    Britannica, The Editors of Encyclopaedia. "Sir Hans Adolf Krebs". Encyclopedia Britannica, 20 Mar. 2024, ​. Accessed 9 May 2024.

13. ↑

    The Nobel prize. ​

Genîn

 

Genîn (bi înglîzî: fermentation), ji bo bidestxistina ATP-yê di bin şert û mercên nebûna oksîjenê de ji aliyê hin bakterî û karokên havênê, bi navbeynkariya enzîman hilweşandina molekulên wekî glukoz û fruktoz.^[1]

Di nebûna oksîjenê de pîruvatên bi rêçeya glîkolîzê hatine çêkirin, bi hin karlêkên kîmyayî tên guhertin bo madeyên din. Glîkolîz û karlêkên guherîna pîrûvatê bo madeyen endamî ko di heman demê de NADH jî tên oksandin bo NAD⁺, bi tevahî wekî genîn tê navkirin.^[2]

Ango genîn ji du qonaxan pêk tê, di qonaxa peşîn de glukoz bi rêçeya glîkolîzê tê parçêkirin bo du molekulên pîruvatê. Di glîkolîzê de ji molekulek glukozê safî 2 ATP tê bidestxistin. Di rêçeya glîkolîzê de pêdivî bi oksîjenê tune, lê ji bo berdewamiya karlêkê divê bi têra xwe koenzîma NAD⁺ hebe. Di qonaxa duyem a genînê de bi oksandina NADH-ê, ji bo glîkolîzê NAD⁺ tê dabînkirin. Koenzîma NAD⁺ di karlêkên glîkolîzê de wekî wergira elektronan kar dike. Ango bi rêçeya genînê, xane dikare bi awayekî domdar glukozê hilweşîne û ATP bi dest bixe.^[3]

Di rêçeya piştî glîkolîzê de ATP nayê berhemkirin, lê ji bo berdewamiya glîkolîzê NAD⁺ tê dabînkirin.^[2]

Li gor bahenaseya xaneyê (bi înglîzî: aerobic respiration), di rêçeya genînê de ji ber du sedeman, pir hindik ATP tê çêkirin.

Sedema yekem, glukoz heta av û karbona dîoksîdê nayê oksandin. A duyem jî, NADH ên di glîkolîzêde hatine çêkirin ji bo çêkirina ATP-yan nayên bikaranîn. Loma di rêçeya genînê de tenê 2 ATP tê qezenckirin.^[4]

Ji genînê re hin caran “glîkolîza bêoksîjenî” (bi înglîzî: anaerobic glycolysis) tê gotin. Glîkolîza bêoksîjenî rêçeya kîmyayî ye ko pîruvat tê guhertin bo laktat an jî etanolê û NADH jî tê oksandin bo NAD⁺.^[5]

Beyî ko hay ji erkên karokên havênê an jî bakteriyan hebin, mirovahî bi hezaran salan di pîşesaziyê de ji bo çêkirina tirşî, nan, vexwarinên alkolî, û hvd genîn bi kar anîn. Kîmyagerê fransî Louis Pasteur di sala 1860î de da ravekirin ko çêbûna vexwarinên alkolî û tirşî bi navbeynkariya bakterî û karokên havênê, bi pêvajoya genînê rû dide.^[3]

Ne tenê bakterî û karokên havênê, lê di hin xaneyên riwek û ajalan de jî genîn rû dide.

Piştî glîkolîzê an bahenase dest pê dike an jî genîn

Ji ber ko di beşa yekem a glîkolîzê de NAD⁺ wekî wergira elektron kar dike û di xaneyê de rêjeya wê kêm dibe, NADH-a di beşa duyem a glîkolîzê de hatiye çêkirin, divê dubare were bikaranîn bo çêkirna NAD⁺-ê. Heke di xaneyê de bi têra xwe NAD⁺ tune be, glîkolîz hêdî dibe an jî radiweste.^[6]

Heke di hawirdorê de bi têra xwe oksîjen hebe, bi rêçeya bahenaseyê elktronên ji NADH-ê ji aliyê oksîjenê ve tên wergirtin û NADH tê oksandin bo NAD⁺.

Di nebûna oksîjenê de an ji di hawîrdora kêmoksîjenî de, gelek zîndewer bi rêçeya genînê ji NADH-ê elektron diguhazînin pîruvatê û NAD⁺ bi dest dixin.^[7]

Corên genînê

Corên genînê li gor berhema dawî ya ji pîruvatê hatî çêkirin tên navkirin. Herçiqas gelek corên genînê hebin jî ji vana genîna asîda laktî û genîna alkolî, genînên herî berbelav in.^[8]

Genîna asîda laktî

Di rêçeya genîna asîda laktî de, pîruvat ji aliyê NADH ve tê kêmkirin û laktat (asîda laktî) peyda dibe.

 Gotara bingehîn: Genîna asîda laktî

Di rêçeya genîna asîda laktî de, pîruvat ji aliyê NADH ve tê kêmkirin û laktat (asîda laktî) peyda dibe.^[8] Oksandina NADH ji aliyê enzîma laktat dehîdrogenaz (bi înglîzî: lactate dehydrogenase) ve tê hankirin (katalîzekirin).^[9]

Di genîna asîda laktî de, ji bo elektronan, wergira dawîn pîruvat e.^[10]

Bi genîna laktî ya hin bakterî û karokan, ji şîr, mast û penêr tê çêkirin.^[8] Xaneyên peykeremasûlkeyên mirov jî dikarin di kêmasiya oksîjenê de, bo demek kurt, bi genîna asîda laktî ATP bi dest bixin. Piraniya laktata di xaneyên peykeremasûlke de çêbûyî, bi navbeynkariya xwînê tê guhaztin bo kezebê û ji bo çêkirina glukozê tê bikaranîn.^[9]

Genîna alkolî

Genîna alkolî ji glîkolîz û karlêkên ji bo hilweşendina pîruvatê bo etanol û karbona dîoksîdê pêk tê.

 Gotara bingehîn: Genîna alkolî

Hin bakterî û karok di hawirdora bêoksîjenî de bi genîna alkolî ATP bi dest dixin. Genîna alkolî ji glîkolîz û karlêkên ji bo hilweşendina pîruvatê bo etanol û karbona dîoksîdê pêk tê. Bi oksandina NADH, ji bo berdewamiya glîkolîzê NAD⁺ tê dabînkirin.

Mirovahî bi hezaran salan e rêçeya genîna alkolî li gel tirşkirina hevîrê nan, ji bo çêkirina vexwarinên alkolî yên wekî bîre û şereb bi kar tînin.^[8]

Di rêçeya genîna alkolî de karlêka yekem ji aliyê enzîma pîruvat dekarboksîlaz (bi înglîzî: pyruvate decarboxylase) ve tê hankirin. Ji pîruvatê koma karboksîlê diqete û wekî gaza karbona dioksîd tê berdan. Wendakirina karbona dioksîd, qeberaya pîruvatê bi qasî karbonek kêm dike û molekula dukarbonî ya bi navê asetaldehîd çêdibe. Di gava duyem a genîna alkolî de, bi hankirina enzîma alkol dehîdrogenaz (bi înglîzî: alcohol dehydrogenase ) NADH tê oksandin bo NAD⁺ û asetaldehîd jî bi wergirtina elektronan tê kêmkirin û etanol peyda dibe.^[11] Ango di genîna alkolî de asetaldehîd ji bo wergirtina elektronan, wergira dawî ye.

Genîn bi kurtî

• Hin bakterî û karokên havênê tenê bi rêçeya genînê ATP bi dest dixin.
• Di karlêkên genînê de ji bo domandina glîkolîzê, molekulek endamî wekî wergira dawî, elektronan werdigire.^[11]
• Di genînê de zincîra guheztina elektronan cih nagire.
• Di rêçeya genînê de ji molekulek glukozê, tenê di qonaxa glîkolîzê de 4 molekul ATP tê bidestxistin, lê ji ber ko bo glîkolîzê 2 ATP tên xerckirin ji genîna glukozek safî 2 ATP tên qezenckirin. Piştî glîkolîzê dema oksandina NADH-ê de ATP çênabe.
• Ji ber ko enerjiyek hindik tê bidestxistin, tenê hin zîndewerên tekxaneyî dikarin ji bo dabînkirina ATP-yê rêçeya genînê wekî çavkaniya enerjiyê bi kar bînin.^[12]
• Hin xaneyên ajalan jî bi genînê ATP bi dest dixin.
• Di genînê de ATP bi rêçeya fosforîkirina di asta substradê de (bi înglîzî: substrate-level phosphorylation) tê çêkirin.^[8]
• Tevî ko elektronên ji glukozê tên berdan, ji aliyê NAD⁺ ve tên wergirtin û pîruvat peyda dibe, lê elektron cardin tên wergerandin bo molekula endamî ya wekî laktat an jî etanolê. Ango ji molekula endamî elektron belavê hawirdorê an jî derbasî molekulek neendamî (mînak, oksîjen) nabin, di rêçeya genînê de molekula endamî elektronan winda nake.^[4]
• Ji hevîr çêbûna nan, ji şîr çêbûna mast (qatix) û penêr bi genînê rû didin. Herwisa tirşî, bîra, şerab jî bi genînê çêdibin.
• Di genîna asîda laktî de pîruvat ji NADH-ê elektronan digire, bi kêmkirina pîruvatê laktat (asîda laktî) peyda dibe.
• Di pêvajoya genîna alkolî de pêşî, ji pîruvatê karbona dioksîd tê berdan û asetaldehîd çêdibe, paşê asetaldehîd elektronên NADH-ê werdigire û dibe etenol.^[11]

Ferhenga Biyolojiyê

Çavkanî

1. ^ S.W.D. and King, R.C. (2002) A dictionary of genetics. 7th. ed. New York, NY, USD: Oxford University Press.
2. ^ ^{Jump up to:a b} Postlethwait, J. H., & Hopson, J. L. (2006). Modern Biology. NY, United states: Holt Rinehart & Winston.
3. ^ ^{Jump up to:a b} Cullen, K. E. (2009).Encyclopedia of Life Science. Newyork: Facts On File, Inc
4. ^ ^{Jump up to:a b} Brooker, R., Widmaier, E., Graham, L., & Stiling, P. (2017). Biology (4th ed.).
5. ^ 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.
6. ^ Solomon, E., Martin, C., Martin, D., & Berg, L. (2015).Biology. Stamford: Cengage Learning.
7. ^ David L. NelsonMichael M. Cox(2013). Lehninger Principles of Biochemistry. : W. H. FREEMAN AND COMPANY • New York ISBN-13: 978-1-4641-0962-1
8. ^ ^{Jump up to:a b c d e} Reece, Jane B. Campbell Biology : Jane B. Reece ... [et Al.]. 9th ed., Boston, Ma, Benjamin Cummings, 2011.
9. ^ ^{Jump up to:a b} Fundamentals of Biochemistry L I F E AT TH E M O L E C U L A R L E V E L. : Voet D.,Voet G.,Pratt C. • John Wiley & Sons, Inc. ISBN-13: 978-0470-54784-7
10. ^ Simon, E. J., Dickey, J.L., Reece, J. B., & Burton, R. A. (2018).Campbell Essential Biology with Physiology (6th ed.). Newyork, United States: Pearson.
11. ^ ^{Jump up to:a b c} Parker, N., Schneegurt, M., Tu, A. T., Forster, B. M., & Lister, P. (2016). Microbiology. Houston, Texas: Rice University.
12. ^ Starr, C. (2007). Biology:concepts and applications (7th ed.). Boston, MA: Cengage Learning.

Glîkolîz

 

Di sîtoplazmaya xaneyê de bi navbeynkariya enzîman, hilweşandina glukozê bo pîruvatê wekî glîkolîz (bi înglîzî: glycolysis) tê navkirin.

Peyva glîkolîz ji du peyvên grekî; glykos û lysis pêk tê. Di zimanê grekan de peyva “glykos” ji bo şekir, şîrînî tê bikaranîn. Wateya peyva “lysis” jî dabeşkirin, helandin, parçekirin e. Ango wateya “glîkolîz” parçekirina şekir (glîkoz) e.^[1]

Hemû enerjiya ko xaneyên zindî ji bo zindeçalakiyên xwe bi kar tînin, ji bendên kîmyayî yên xurekan, bi taybetî ji molekula glukozê tê dabînkirin.^[2] Enerjiya kîmyayî ya nav glukozê bi çendan karlêkên kîmyayî; karlêkên oksan û kêmkirin (bi înglîzî: oxidation-reduction), ji bo çêkirina ATP tê bikaranîn.

Karlêka oksan û kêmkirin

Enerjiya di nav xurekan de embarkirî, bi karlêkên oksan û kêmkirin ên xaneyê ve tê serbestberdan. Molekulên xurekê ji bo bidestxistina enerjiyê wekî bexşînerên elektronan kar dikin.^[2] Di xaneyê de bi karlêkên kîmyayî molekulên xurekê tên hilweşandin, enerjiya ji bendên kîmyayî yên xurekan hatiye berdan, bi şeweyê eletronan an jî hîdrojenan ji aliyê molekulên wergirên elektronan ve tê girtin û embarkirin ko paşê were bikaranîn. Ango xane enerjiya ji hilweşandina xurekan hatiye berdan rasterast bi kar naîne, lê di molekulên wekî ATP û nîkotînamîd adenîn dînukleotîd de (bi înglîzî: (NADH) nicotinamide adenine dinucleotide) embar dike.^[2]

Di hilweşandina bendên kîmyayî yên glukozê de gava yekem glîkolîz e. Rêçeya glîkolîzê li ser bingeha karlêkên oksan û kêmkirinê rû dide.

Di karlêka kîmyayî de ji atomek an jî molekulek windakirina elektron, wekî oksan tê navkirin (bi înglîzî: oxidation). Ango gava ji atomek an jî molekulek elektron diqete, ew tê oksandin (bi înglîzî: oxidized). Atom bi tena serê xwe elekton bernade, divê atomek din an jî molekulek din jî di heman demê de elektrona hatiye berdan werbigire.

Ji aliyê atomek an jî molekulek ve wergirtina elektron wekî kêmkirin (bi înglîzî: reduction) tê navkirin. Ango karlêka oksan û kêmkirin di heman demê de rû didin.

Hin taybetmendiyên glîkolîzê

Glîkolîz rêçeya metabolî ya xaneyê ye, ji rêzeya 10 karlêkên kîmyayî pêk tê.

Bi glîkolîze, hema di hemû xaneyan de glîkoz tê hilweşandin bo du pîruvatan û enerjiya tê berdan jî di ATP-yan de tê embarkirin.^[3]

Ji bo glîkolîzê pêdivî bi oksîjenê nîn e, loma hema hemû zîndewer, ji bo bidestxistina enerjiyê, glîkolîzê bi kar tînin.^[4]

Di xaneyên navikseretayî û navikrasteqînan de glîkolîz di sîtoplazmaya xaneyê de rû dide.

Glîkolîz bi molekulek glîkozê ya şeşkarbonî ya bi şêweyê xelekî dest pê dike û bi du molekulên pîruvat (bi înglîzî: pyruvate) ên sêkarbonî bi dawî dibe.

Di pêvajoya glîkolîzê de piraniya enzîman ji bo karlêkên pêçewane (bi înglîzî: reverse reactions) kar dikin, ango enzîm karlêkê bi pêşve an jî bi paş ve han dike.

Glîkolîz ji du qonaxên cuda pêk tê. Di qonaxa yekem a rêçeya glîkolîzê de ATP tê xerckirin, ango di qonaxa yekem de karlêkên wîzemij rû dide.^[4]Bi vî awayê glukoz tê guhertin ko ji molekulek şeşkarbonî du molekulên sêkarbonî were bidestxistin.

Di qonaxa duyem a glîkolîzê de ji molekulan, enerjî tê bidestxistin, ango karlêkên wîzederkiriner rû dide, enerjiya ji molekulan tê berdan, bi şeweyê ATP tê embarkirin. Herwisa NADH jî tê oksandin bo NAD⁺.

Rêçeya karlêkên glîkolîzê

Pêvajoya glîkolîzê bi du beşên sereke tê şîrovekirin; beşa yekem û beşa duyem.

Beşa yekem a glîkolîzê (Gavên pêdivîya bi xerckirina enerjiyê)

Beşa yekem a glîkolîzê ji 5 karlêkên li pêy hev pêk tê. Di vê qonaxê de molekulek glukoz tê hilweşandin bo 2 molekulên glîseraldehîd 3-fosfat (G3P). Ji bo van karlêkan pêdivî bi enerjiya ATP-yê heye. Ango evan karlêkan, karlêkên wizemij (endergonî) ne, ji bo berdewamiya karlêkê, enerjiya ji ATP-yê tê xerckirin.^[5]

Gava 1.

Di gava yekem a glîkolîzê de enzîma hegzokînaz fosforîkirina (fosforîlasyon) şekira şeşkarbonî han dike. Hegzokînaz ATP -yê wekî çavkaniya fosfatê bi kar tîne. Ji ATP-yê fosfatek diqetîne û bi glukozê ve girê dide. Bi vî awayê glukoza-6-fosfat peyda dibe. Ev pêkhate bi qasî glukozê xweragir nîne, bi hesantir tevlê karlêkên kîmyayî dibe.^[6]

Gava 2.

Di gava duyem a glîkolîzê de, enzîmek îzomeraz, glukoz-6 fosfatê diguherîna îzomerek wê ya bi navê fruktoz-6-fosfat. Ango enzîma îzomeraz, fosfoglukozê diguherîne bo îzomera fosfofruktozê.

Gava 3.

Di gava sêyem de fruktoz-6-fosfat ji aliyê enzîma fosfofruktokînaz (bi înglîzî: phosphofructokinase) ve tê hankirin. Ji ATP-ya duyem fosfatek tê qetandin û ji bo fosforîkirina fruktoz-6-fosfatê tê bikaranîn. Bi girêdana fosfata nû, fruktoz-1,6 dufosfat peyda dibe.

Gava 4.

Bi girêdana fosfatek nû, xweragiriya fruktoza-1,6 dufosfat hê lawaztir dibe. Di gava çaremîn a glîkolîzê de enzîma aldolaz (bi înglîzî: aldolase) çalak e. Aldolaz fruktoza-1,6 dufosfatê dabaş dike bo du îzomerên sêkarbonî: dîhîdroksîaseton-fosfat (bi înglîzî: dihydroxyacetone-phosphate) û glîseraldehîd-3-fosfat (bi înglîzî: glyceraldehyde-3-phosphate)

Gava 5.

Di pêvajoya gava pêncem de enzîmek îzomeraz dîhîdroksîaseton-fosfatê diguherîne bo îzomera wê ya bi navê glîseraldehîd-3-fosfat. Ango êdî karlêkên glîkolîzê bi du molekulên îzomerên hev, bi hebûna du glîseraldehîd-3-fosfat didome.^[6]

Beşa duyem a glîkolîzê (Gavên bidesxistina enerjiyê)

Di beşa duyem de bi 5 gavan, glîseraldehîd-3-fosfat tê guhertin bo pîruvatê û ATP tê bidestxistin.

Hetanê vê gavê, bo hilweşîna glukozek, du ATP hat xerckirin, hîç ATP nehat bidestxistin û du molekulên sêkarbonî hatin çêkirin. Ev herdu molekul di beşa duyem a glîkolîzê de tên bikaranîn. Di vê qonaxê de 4 ATP tê bidestxistin lê ji ber ko ji bo hilweşandina glukozê 2 ATP hatibû xerckirin, di glîkolîzê de, ji glukozek qezenca enerjiyê 2 ATP ye. Herwisa ligel ATP-yê 2 molekulên NADH ên bi enerjiya bilind jî peyda dibin.

Gava 6.

Di gava şeşem a glîkolîzê de bi oksandina glîseraldehîd-3-fosfat, elektronên bi enerjiya bilind tên berdan, elektron ji aliyê NAD⁺ ve tên girtin û NADH peyda dibe. Paşê, glîseraldehîd-3-fosfat tê fosforîkirin û fosfatek din lê tê zêdekirin. Lê ji bo vê fosforîkirinê pêdivî bi ATP-yê nîn e. Bi vî awayê molekula nû ya bi navê 1,3-bîsfosfoglîserat (bi înglîzî: 1,3-bisphosphoglycerate) peyda dibe.^[6]

Enzîma dîhîdrogenez ji glîseraldehîd-3-fosfatê cotek atomên hîdrojenê (2 elektron û 2 proton) diqetîne. 2 elektron û protenek tê şandin bo koenzîma NAD⁺. Protona din wekî iyonên hîdrojenê (H⁺) belavê hawirdorê dibe.^[7] Ango NAD⁺ molekulek hîdrojenê û elektronek werdigire. Ji ber elektrona bi bargeya negatîv, bargeya NAD⁺ netar dibe û bi girêdana molekula hîdrojenê jî NADH peyda dibe.

Elektron gava ji glîseraldehîd-3-fosfatê tên guhaztin bo NAD⁺ ê, ji enerjiya potansiyela xwe pir hindik enerjî winda dikin. Ango NADH ên elektron guhêzer, bi enerjiyê dewlemend in.^[7]

Berdewemiya karlêkê bi hebûna molekula NAD⁺ ve girêdayî ye. NADH (nîkotînamîd adenîn dînukleotîd) Loma divê di xaneyê de NADH bi oksandinê elektron berde û bibe NAD⁺. Heke bi têra xwe NAD⁺ tune be, leza karlêkên beşa duyem a glîkolîzê hêdî dibin an jî glîkolîz radiweste.

Heke di xaneyê de oksîjen hebe, NADH bi hêsanî tê oksandin. Ji NADH-ê hîdrojen tên berdan elektronên bi enerjiya bilind bi berdana hîdrojenan ji NADH-ê diqetin û NAD⁺ peyda dibe. Piştî glîkolîzê, hîdrojenên ji NAD⁺ hatine berdan, ji bo çêkirina ATP tên bikaranîn.

Heke di hawirdorê de oksîjen tûne be, oksandina NADH bo NAD⁺, bi rêçeya genînê rû dide.

Gava 7.

Di vê qonaxê de 1,3 bîsfosfoglîserat bi hankirina enzîma fosfoglîserat kinaz, fosfata bi enerjiya bilind dide ADP-yê ko molekulek ATP were çêkirin.

Heke enzîm ji molekulek endamî fosfatê biqetîne û wê rasterast bi ADP-yê ve girê bide, ev fosforîkirin wekî fosforîlasyona di asta substradê (bi înglîzî: substrate-level phosphorylation) tê navkirin.^[1]Di 1,3 bîsfosfoglîseratê de komek karbonîl tê oksandin bo komek karboksîl, bi vî awayê 3-fosfoglîserat peyda dibe.

Gava 8.

Di gava heyştem de koma fosfta di 3-fosfoglîseratê de mayê bi hankirina enzîma îzomeraz a bi navê mutaz, ji karbona sêyem tê guhaztin bo karbona duyem û 2-fosfoglîserat peyda dibe.(3-fosfoglîserat û 2-fosfoglîserat îzomerê hev in).

Gava 9.

Di vê gavê de enzîma enolaz çalak e. Enolaz ji 2-fosfoglîseratê molekulek avê (H₂O) digetîne, bi dûrxistina avê, ji ber karlêka dehîdrasyonê, di molekula mayî de cotebendek kîmyayî ava dibe. Ji ber cotebendê enerjiya potansiyel a bendê fosfatê zêde dibe û molekula fosfoenolpîruvat (PEP) (bi înglîzî:phosphoenolpyruvate) peyda dibe

Gava 10.

Di gava dawî ya glîkolîzê de karlêka kîmyayî bi enzîma pîruvat kînaz ve tê hankirin. Ji fosfoenolpîruvatê fosfatek tê qetandin û ji bo çêkirina ATP-ya duyem tê bikaranîn. Molekula mayî êdî wekî asîda pîruvî an jî pîruvat tê navkirin.^[6]

Encamên glîkolîzê

Glîkolîz bi bi glukozek dest pê dike û bi du molekulên pîruvat, bi tevahî bi çar molekulên ATP û du molekulên NADH-ê bi dawî dibe.

Di destpêka glîkolîzê de, glukoza seşkarbonî ya xelekî, bi xerckirina du ATP, ji bo têkşikestinê tê amadekirin, loma herçiqas ji glîkolîzê çar ATP berhem bibin jî, di rastî de di dawiya glîkolîzê de safî du ATP tên bidestxistin.

Heke xane piştî glîkolîzê, molekulên pîruvatê hê zêdetir hilneweşîne, wê ji glukozek tenê du ATP bi dest bixe.

Li dawiya glîkolîzê, elektronên bi enerjiya bilind ên ji bendên kîmyayî yê glukozê, her ko ji wergirek elektronê diguhazin molekulek din a wergira elektronê, piraniya enerjiya xwe winda dikin. Ev enerjî dibe ko ji bo çêkirina ATP an jî ji bo çêkirina hinek bendên kîmyayî yên nû were bikaranîn. Herwisa hinek ji enerjiya elektronan jî wekî enerjiya tînê (germahî) li hawirdorê belav dibe. Piştê glîkolîzê, elektronên bi enerjiya kêmbûyî ji bo wergira dawî ya elektronê tên guhaztin.^[5]

Heke molekula kotahî ya elektonan werdigire oksîjen be, ev kar wekî bahenaseya xaneyê (bi înglîzî:aerobic respiration) tê navkirin. Heke wergira kotahî ji bilî oksîjenê, molekulek neendamî be (sulfat (SO₄)^2-, nîtrat (NO₃)^-, an jî sulfur (S)) ev kar wekî nebahenaseya xaneyê (bi înglîzî: anaerobic respiration) tê navkirin.

Hin caran jî ji bo elektronan wergira kotahî molekulek endamî ye (pîruvat), vê gavê ev rêçeya metabolî wekî genîn (bi înglîzî: fermentation) tê navkirin.^[5].

Ferhenga Biyolojiyê [1]

Çavkanî

1. ^ ^{Biçe ser:a b} Brooker, R., Widmaier, E., Graham, L., & Stiling, P. (2017). Biyolojî (4th ed.).
2. ^^{Biçe ser:a b c} O'Connor, CM & Adams, JU Essentials of Cell Biology. Cambridge, MA: Perwerdehiya NPG, 2010
3. ^ Britannica, The Editors of Encyclopaedia. "glycolysis". Encyclopedia Britannica , 20 Reşemî 2024, [1] . Gihîştin 8 Adar 2024.
4. ^^{Biçe ser:a b} Solomon, E., Martin, C., Martin, D., & Berg, L. (2015).Biyolojî. Stamford: Fêrbûna Cengage.
5. ^^{Biçe ser:a b c} Losos, J., Mason, K., Johnson, G., Raven, P., & Singer, S. (2016). Biyolojî (11th ed.). New York, NY: Perwerdehiya McGraw-Hill.
6. ^^{Biçe ser:a b c d} Rye, C., Wise, R., Jurukovski, V., Desaix, J., Choi, J., & Avissar, Y. (2017). Biyolojî. Houston, Texas: OpenStax College, Zanîngeha Rice,
7. ^^{Biçe ser:a b} Reece, Jane B. Campbell Biyolojî : Jane B. Reece ... [et Al.]. 9th ed., Boston, Ma, Benjamin Cummings, 2011.