Me zanî ko xweseriya me, di zimanê me de ye û em bi tenê bi hînbûna xwendin û nivîsandina zimanê xwe û parastina wî, di civata miletan de, wek miletekî xweser dikarin bijîn û payedar bin.
Gava ronahiya rojê di nav prîzmaya sêgoşeyî de derbas dibe, rengên ko bi hev re ronahiya rojê pêk tînin, ji hev cihê dibin û şebenga bînraw peyda dikin
Şebenga ronahiya bînraw (bi înglîzî: visible light spectrum)beşek ji şebenga karomiqnatîsî ye ko dirêjiya pêlên tîrojên wê ji 380 heta 700 nanometre pêk tên û ji aliyê çavên mirov ve tên dîtin.[1]
Ronahiya bînraw, an jî bi kurtasî ronahî yek ji gelek corên tîrojên karomiqnatîsî ye ko ji roj û stêrkên din tên berdan.[2]
Dirêjiya pêla tîrojê û enerjiya tîrojê
Di tîrojek de durahiya di navbera lûtkeyên du pêlên li du hev, wekî dirêjiya pêlê tê navkirin.[3] Bi tîrojdana rojê tîrojên bi dirêjiya pêlên cuda peyda dibin. Ango ronahiya bînraw jî tê de, dirêjiya pêlê di hemû tîrojdanên karomiqnatisî de taybet in. Ji ber ko dirêjiya pêlê bo tîrojan cuda ye, enerjiya wan jî ji hev cudatir e.
Foton pirtik an jî pakêtên piçûk ên enerjiyê ne ko ronahiyê pêk tînin.[4] Ango foton yekeya ronahiyê ye.Tevî ko tîrojên ronahiyê bi şêweyê pêl rêwîtî dikin, lê di heman demê de ronahî bi şêweyê foton an jî pakêtên enerjiya karomiqnatîsî hatiye organîzekirin. Fotonên bi heman dirêjiya pêlê, xwediyê bi heman rêjeya enerjiyê ne.[5]
Têkiliya enerjiya fotonê û dirêjiya pêlê tîrojên ronahiyê berevajiyê hev in. Tîrojên ko dirêjiya pêlên wan zêde ne, kêmtir enerjî lixwe digirin. Ango herko dirêjiya pêla tîrojê kin dibe, enerjiya wê tîrojê jî zêdetir e.
Di şebenga bînraw de tîrojên ronahiya mor bi dirêjiya pêlê ya herî kurt, tîrojên ronahiya sor jî bi dirêjiya pêlê ya herî dirêj cih digirin.[4]
Rengên ronahiya bînraw
Tevîku ronahiya rojê bi rengê spî (an jî bêreng) xuya bibe jî di eslê xwe de ev ronahî gelek rengên cuda lixwe digire. Gava ronahiya spî di nav prîzmaya sêgoşeyî de derbas dibe, rengên ko bi hev re ronahiya spî pêk tînin, ji hev cihê dibin û şebenga bînraw peyda dikin.[6]Şebenga bînrav ji rengên sor, porteqalî, zer, kesk, nîlî, şîn, û binefşî pêk tê.[7]
Pîgment awêteyên (bi înglîzî:compound) endamî ne ko dikarin ronahiyên bi dirêjiya pêlê ya taybet bimijînin. Pîgment di navbera ronahiya rojê û karlêkên fotosentezê de wekî mîna pirekî navbeynkarî dikin. Ji ber dirêjiya pêlê wan, pîgment hin tîrojan namijînin, tîroj ji rûyê pîgmentê bi şewqwedanê dipekin. Ronahiya ko ji pigmentan şewq dide, rengê pîgmentê diyar dike.[5] Mînak, ji ber ko xwîna mîrov ji bilî tîrojên sor hema hemû tîrojên ronahiyê dimijîne û tîrojên ronahiya sor jî dipeke û tê çavê me, em xwînê bi rengê sor dibînin.
Reng
Dirêjiya pêlê (nm)
Frekans (THz)
Binefşî
380-450
670-790
Şîn
450-485
620-670
Nîlî
485–500
600–620
Kesk
500-565
530-600
Zer
565-590
510-530
Porteqalî
590-625
480-510
Sor
625-750
400-480
Çavê mirov ji bilî rengên şebenga bînraw, hin rengên din jî dibîne. Wekî mînak rengê pembeyî ne rengek şebenga ronahiya bînraw e. Bi têkilbûna du an jî zêdetir rengên cuda, rengek nû peyda dibe. Rengê pembeyî bi têkilbûna rengên sor û spî peyda dibe.
Çavkanî
^National Aeronautics and Space Administration, Science Mission Directorate. (2010). Visible Light. Retrieved [28.08.2024], from NASA Science website: [1]
Karlêkên fotosentezê di nav kloroplastan de rû didin.
Kloroplast (bi înglîzî:chloroplast) endamokek taybet e ji bo xaneyên riwek û kevzan ko tê de karlêkên fotosentezê rû didin. Kloroplast enerjiya ronahiyê dimijîne, bi vê enerjiyê av û karbona dioksîdê bi bendên kîmyayî bi hev re girê dide û awêteyên endamî yên wekî glukozê berhem dike. Ango bi kurtasî, kloroplast enerjiya ronahiyê diguherîne enerjiya kîmyayî.[1]
Pêkhateya kloroplastê
Kloroplast endamokek ji koma plastîdan e. Plastîd ji endamoka proplastîdê diperisin. Xaneyên nû yên rîwek û kevzan de proplastîd hene. Li gor erk û pêdiviyên xaneyê, proplastîd diperisin û diguherin bo plastîdan. Sê cor plastîd hene, kloroplast, kromoplast û lêkoplast. Di bin şert û mercên guncav de plastîdek dikare biguhere bo corek plastîda din. Ango dibe ko lêkoplast biguhere bo kloropastê. Gava proplastîd ji aliyê tîrojên ronahiyê ve tên hankirin, diperisin û diguherin bo kloroplastan.[2]
Kloroplast enerjiya ronahiyê bi kar tîne, bi navbeynkariya enzîman ji av û karbona dioksîdê awêteyên endamî (bi înglîzî: organic compounds) çêdike û molekulên oksîjenê jî ber dide hawirdora xwe.
Hemû beşên kesk ên riwekan; pel, qed û şitilên kesk û mêweyên negihayî, kloroplast lixwe digirin, lê di piraniya riwekan de bo fotosentezê cihên sereke pel in. Kloroplast bi gelemperî di xaneyên şaneya mezofîlê ya hundirê pelê de herî pir in. Xaneyek asayî ya mezofîlê bi qasî 30-40 kloroplast lixwe digire.[1]
Di hemû zîndewerên xwejîn (berhemhêner) ên navikrasteqîn de fotosentez di endemoka kloroplastê de rû dide. Riwek, kevz (bi înglîzî: algae) û hin corên pêşengan (protîst), zîndewerên xwejîn ên navikrasteqîn in ko di xaneyên wan de fotosentez di nav kloroplastê de rû dide.[3]Dibe ko kevzek têkxaneyî tenê kloroplastek lixwe bigire, lê xaneyên riwekan (wekî mînak, xaneyêk pelê riwekê) 20 heta 100 kloroplast lixwe digirin. Herwisa dibe ko şert û mercên hawîrdorê jî bandor li ser hejmar û qebareya kloroplastan bikin. Wekî mînak, riwek di bin ronahiya geş de hejmara kloroplastên xwe zêde dikin.[2]
Di xaneyên riwekê de komên kloroplastan bi rengê kesk xuya dibin.
Ji xeynî vakuolên xaneyê, di xaneyên rivek û kevzan de kloroplast endamokên herî gir û berçav in. Dirêjiya kloroplastê bi qasî 10 nanometre û stûriya wê jî bi qasî 0.5 heta 2 nanometre ye. Lê şêwe û qebareya kloroplastan di hemû xaneyan de ne yek e.[4]
Kloroplast endamokek bi cotparzûnê dorpêçî ye. Di nav kloroplastê de kîsikên bi şeweyê xepleyî (dîsk) niqûmî ne, ji van pêkhateyan re tê gotin tîlakoîd (bi înglîzî: thylakoid). Tîlakoîd bi parzûna tîlakoîdê dorpêçî ye.[5]Beşa ko ji aliyê parzûna tîlakoîd ve hatiye dorpêçkirin wekî lumena tîlakoîd tê navkirin. Lumena her tîlakoîdek bi lumana tîlakoîdek din ve girêdayî ye.[6]Ango sê parzûnên kloroplastê hene; parzûna derve, parzûna navî û parzûna tîlakoîd. Parzûna derve ya koroplastê ji bo molekulên sakar û îyonan gelek delînbar e.Herwisa kloroplast sê beşên ji hev cihê jî lixwe digire; valahiya navbera parzûnan, stroma û lumena tîlakoîd. Ev beşan bi eslê xwe ne pêkhateyên vala ne.[7]
Loda xepleyên tîlakoîdan wekî granum tê navkirin. Di nav stromayê de koma granuman jî wekî grana tê navkirin.[5]Granum ji bo karlêkên fotosentezê rûberek fireh pêk tînin.[3]
Di nav parzûna tîlakoîdê de li gel zincîra guhaztina elektronan, pîgmentên (boyax) klorofîlê jî cih digirin. Klorofîl ronahiyê dimijînin. Enerjiya ji tîrojên ronahiyê ji bo karlêkên fotosentezê bi kar tînin.[8] Karlêkên ronahiyê yên fotosentezê di parzûna tîlakoîdê de rû dide, bi fotofosforîlasyone ATP tê berhemkirin û NADP jî tên kimkirin bo NADPH-ê.[9]
Başa navbera tîlakoîd û cotparzûnên kloroplastê wekî stroma tê navkirin.[10] Sitroma dişibe sîtoplazmayê, ADN, rîbozom, enzîmên ji bo karlêkên fotosentezê, gelek proteîn, danikên xurekê û dilopên çewrî di stromayê de cih digirin.[1] Rîbozomên kloroplastê dişibin rîbozomên xaneyên navikseretayî.[8]
Di xaneyê de erkên kloroplastê
Li gel berhemanîna ATP-yê, kloroplast hin karên din ên girîng jî dikin. Yek ji van karên wan, bi navbeynkariya tîrojên ronahiyê, ji av û karbona dîoksîdê (CO2) çêkirina karbohîdratan e. Ev karê klorplastan wekî fotosentez tê navkirin. Herwîsa kloroplast asîdên amînî, asîdên rûnê û pêkhateyên çewriyên parzûnên xwe jî çêdikin. Di kloroplastan de bi kêmkirina nîtrîtê (NO2-) bo amonyakê (NH3), nîtrojen tevlî awêteyên endamî dibe ko awêteyên nîtrojenî werin çêkirin.[11]
Li gel çêkirina xurekên endamî, di kloroplastan de ji hilweşandina molekulên avê, oksîjen jî peyda dibe û ji xaneyê belavê hewayê dibe. Kloroplast glukozê wekî nîşa an jî çewrî di stromayê de embar dike.[6]
Pîgmentên kloroplastê
]
Pîgmenta serekî ya di tîlakoîda kloroplastê klorofîl e. Bi gelemperî kloroplast du corên serekî yên klorofîlê lixwe digirin, klorofîla a û klorofîla b. Klorofîla a li gor klorofîla b tîrojên ronahiya şîne kêmtir lê yên ronahiya sor pirtir dimijîne.[12]Herdu cor klorofîl jî tîrojên ranahiya kesk namijînin, tîrojên ronahiya kesk an ji kloroplastê derbas dibe û belavê hawirdorê dibe an jî tîroj ji rûyê klorofîlê şewq didin. Loma beşên riwekê yên bi kloroplast dewlelemend bi rengê kesk xuya dibin.[12]
Li gel klorofîlê, kloroplast pîgmentên ko bi rengên zer û porteqalî jî lixwe digirin. Ji van pîgmentan re tê gotin karotenoîd.[8] Karotenoîd ji bo mîjîna tîrojên ronahiyên ko ji aliyê klorofîlê ve bi têra xwe nayên mijandin, alîkari dikin.[13]
Bîrdoziya endosîmbiyozê
Peyva sîmbiyoz (bi înglîzî:symbiosis) ji du peyven grekî çê bûye. Di zimanê grekî de “sym” bo wateya “bi hev re” û “bios” jî ji bo “jiyan” tên bikaranîn. Ango peyva sîmbiyoz, jiyana hevbeş a du zîndeweran destnîşan dike. Di grekî de “endo” ji bo peyva hundir tê bikaranîn. Heke yek ji du zîndewerên sîmbiyoz di nav zîndewera din de be, vê gavê ev rewş wekî endosîmbiyoz tê navkirin.[14]
Li gor bîrdoziya endosîmbiyozê, kloroplast xaneyek navikseretayî (prokaryotî) ya xwejîn (bi înglîzî: autotroph) bû, ji xwe re bi karlêkên fotosentezê xurekên endamî çêdikir. Gava xaneya xwejîn (xaneya pêşengê kloropastê) ji aliyê xaneyêk navikseretayî ya xwenejîn (bi înglîzî: heterotroph) ve hat daqurtandin, xaneya mêvandar, xaneya xwejîn hilneweşand lê ji berhemên wê yê ji karlêkên fotosentezê sûd girt. Bi vî awayê herdu xane jiyanek hevpar avakirin.
Ji ber ko kloroplast ji xaneyek navikseretayî peyda bûye, ADN-ya kloroplastê jî bi eslê xwe ADN-ya xaneya navikseretayî ya xwejîn e.[15]Di kloroplastê de ADN-yên bi şêweyê bazneyî (xelekî) hene û dişibin ADN-ya bakteriyan.[2]
Rîbozomên kloroplastê jî hene, ev rîbozoman ji rîbozomên xaneyê cuda ne û dişibin rîbozomên navikseretayiyan.
Bi kurtasî, kloroplast dişibe bakteriya fotosentezî (siyanobakterî), beyî ko ji navika xaneyê ferman werbigire, dikare ADN-ya xwe duhende bike û dabeş bibe.[16]
Genoma kloroplastê
Ji ber ko bavanê kloroplast bakteriyek fotosentezî ye, kloroplast xwediyê sîstema bomaweyî ya xwe ye.
Madeyên ji bo fotosentezê tên bikaranîn, bi kontrola ADN-ya kloroplastê de tên çêkirin.[15] Lê hinek genên ko beşên kloroplastê pêk tînin, di navika xaneyê de li ser kromzoman de cih digirin. Proteînên kloroplastê, ji aliyê rîbozomên kloroplastê ve tên çêkirin.
Genoma kloroplastê ji molekulên ADN-ya bazneyî (xelekî) pêk tê. ADN-yên kloroplastê proteînên hîston lixwe nagirin.[17]Di her kloroplastek de bi gelemperî ne yek lê zêdetir kopyayên ADN-yê cih digirin.
Genomên klorplastê bi qasî 120 gen lixwe digirin. Bi derbirîna van genên kloroplastê, ARN û proteînên ji bo derbirîna gen û proteînên bo karlêkên fotosentezê tên çêkirin. ARN-ya rîbozomî (rRNA), ARN-ya guhêzer (tRNA) û ARN-peyamber (mRNA) ên kloroplastê ji aliyê genoma kloroplastê ve tên çêkirin. Bi genoma kloroplastê ji ARN-ya rîbozomî çar cor (23S, 16S, 5S, û 4.5S) û ji ARN-ya guhêzer jî 30 cor ARN tên berhemkirin, ev hejmar ji bo wergerana hemû ARN-yên peyamber bes in. Li gel ARN-yan genoma kloroplastê ji bo bi qasî 20 proteînên rîbozomê jî şîfre dide. Herwisa genoma kloroplastê şîfre dide bo çêkirina hinek binebeşên ARN polîmerazê jî. Genoma kloroplastê şîfre dide bi qasî 30 cor proteînan ko beşdarê karlêkên fotosentezê bibin. Kompleksa sîtokrom b6f û ATP sentaz jî tê de, proteînên pêkhateyên fotosîstema I, fotosîstema II û yek ji binebeşên rîbuloz bifosfat karboksilaz (bi înglîzî: ribulose bisphosphate carboxylase (rubisco)) ji aliyê ADN-ya kloroplastê ve tên şîfrekirin. [11]Dema geşebûna xaneyê de, kloroplast dikarin di nav xaneyê de bi dabeşbûna nîvekî (bi înglîzî: binary fission) pir bibin.[2]
^ Jump up to:abcReece, Jane B. Campbell Biology : Jane B. Reece ... [et Al.]. 9th ed., Boston, Ma, Benjamin Cummings, 2011.
^ Jump up to:abcdBrooker, R., Widmaier, E., Graham, L., & Stiling, P. (2017). Biology (4th ed.).
^ Jump up to:abSimon, E. J., Dickey, J.L., Reece, J. B., & Burton, R. A. (2018).Campbell Essential Biology with Physiology (6th ed.). Newyork, United States: Pearson.
^Berk, A., Kaiser, C. A., Lodish, H., Amon, A., Ploegh, H., Bretscher, A., & Krieger, M. (2005). Molecular Cell Biology (5th ed.). CA.
^ Jump up to:abRye, C., Wise, R., Jurukovski, V., Desaix, J., Choi, J., & Avissar, Y. (2017).Biology. Houston, Texas : OpenStax College, Rice University,
^ Jump up to:abAlberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2014). Molecular Biology of the Cell (6th ed.). NY: Garland Science.
^Tymoczko, J.L., Berg, J.M. and Lubert Stryer (2015) Biochemistry, a short course. New York: W.H. Freeman & Company, A Macmillan Education Imprint.
^ Jump up to:abcSolomon, E., Martin, C., Martin, D., & Berg, L. (2015).Biology. Stamford: Cengage Learning.
^Lawrence, E. (2005). Hendersons dictionary of biology. Harlow: Pearson/Prentice Hall. ISBN 978-0-13-127384-9
^O'Connor, C. M. & Adams, J. U. Essentials of Cell Biology. Cambridge, MA: NPG Education, 2010
Ji bo piraniya xaneyan sotemeniya serekî glukoz e.
Henaseya xaneyê an jî xanehenase (bi înglîzî: cellular respiration) pêvajoyek kîmyayî ye ko di xaneyê de bi navbeynkariya enzîman û bi rêzekarlêkên kîmyayî xurekên wekî glukoz û asîdên rûnê tên oksandin û ATP tê berhemkirin.[1]
Ji bo çalakiya asayî ya xaneyê pêdiviya hemû xaneyan bi enerjiyê heye. Xane enerjiyê bi karlêkên kîmyayî, ji xurekan bi dest dixe. Pêşî molekulên aloz (kompleks) ên xurekan bi herisa kîmyayî tên hilweşandin bo molekulên sakar. Molekulên sakar dikarin ji xwînê derbasî nav xaneyan bibin. Di xaneyê de bi pêvajoya hilweşandina xurekan, enerjiya di bendên kîmyayî ya xurekan, di molekula ATP-yê de tê embarkirin.[2]
Hemû xaneyên zindî ji xurekên endamî yên wekî glukoz, asîdên amînî û çewrî bi navbeynkariya enzîman, bi karlêkên oksandin û kêmkirinê û bi wergirên elektronan ên wekî NAD+ û FAD, ATP çêdike.
Ji bo piraniya xaneyan sotemeniya serekî glukoz e, ango xane ji xurekên biglukoz enerjî bi dest dixin. Hin corên xaneyan di henaseya xaneyê de tenê glukozê bi kar tînin, lê xaneyên din li gel glukozê, asîdên rûnê, glîserol û asîdên amînî jî bi kar tînin.[3]
Pêdiviya xaneya zindî bi enerjiyê heye
Ji bo sê armancên serekî pêdiviya hemû xaneyan hertim bi enerjiyê, bi taybetî enerjiya ji ATP-yê heye:
3. Ji bo çêkirina molekulên aloz ji molekulên sakar (wekî mînak, çêkirina enzîman, hormonan, endomekên xananeyê û hin madeyên taybet ji bo zîndewerê).[4]
Xaneyên mirov ji bo van karên xwe enerjiyê ji oksandina xurekên endamî bi dest dixin. Enerjiya di bendên kîmyayî yên xurekan, bi henaseya xaneyê, ji xurekan ber bi xaneyan diherike û enerjî di xaneyê de tê bikaranîn.
Di xaneyan de ji bo bidestxistina enerjiyê, hin taybetmendiyên hevbeş
1. Xurekên aloz bi karlêkên herisînê tên hilweşandin. Xurekên aloz ên karbohîdradî, tên parçekirin bo molekulên sakar ên wekî glukoz, fruktoz û galktoz. Xurekên proteînî bi herisa kîmyayî tên hilweşandin bo asîdên amînî. Bi heriskirina çewriyan jî molekulên glîserol û asîdên rûnê peyda dibin. Ango piraniya xureken di xaneyê de tên oksandin bi gelemperî ji glukoz, glîserol, asîdên amînî û asîdên rûnê pêk tên.
2. Di hemû zîndeweran de enerjiya ATP-yê tê bikaranîn. ATP ji karlêkên wizederkiriner peyda dibe û bo karlêkên wizemij tê bikaranîn.[4]
3. Oksandina xurekên endamî çêkirina ATP-yê han dike.
4. Her çiqas di xaneyan de ji bo bi destxistina enerjiyê gelek rêçeyên metabolî hebin jî, di hemû rêçeyan de piraniya karlêk mîna hev rû didin û piraniya enzîm û molekulên di rêzekarlêkê de cih digirin heman in.[4]
5. Ji bo kontrolkirina pêvajoya henaseya xaneyê, oksandina xurek û serbestmayîna enerjî ne di carekê de lê gav bi gav bi rêzekarlêkên kîmyayî rû dide. Di xaneyê de rêçeyên metabolî û karlêkên kîmyayî bi awayekî cidî tên rekxistin. Ango xurek bi awayek rekûpek tên bikaranîn û rûdana karlêkên kîmyayî jî tên kontrolkirin.[4]
Koenzîmên guhêzerê hîdrojen û elektronan
Atomên hîdrojenê raste rast nayên guhaztin bo oksîjenê. Pêşî, atomên hîdrojenê bi koenzîmên NAD+ an jî FAD ve tên girêdan. NAD+ û FAD koenzîmên guhêzerê elektron û atomên hîdrojenê ne.
Di xaneyê de xurekên wekî glukoz, asîdên rûne, glîserol û asîdên amînî ji bo bidestxistina ATP-yê wekî sotemenî (bi înglîzî: fuel) kar dikin. Heke enerjiya nav sotemeniyê ji carek ve bihata berdan, ji ber enerjiya tînê (bi înglîzî: heat) germahiya xaneyê pir bilind dibû û xane ji ber pileya germahiya bilind, dimir. Loma xurek bi karlêkên kîmyayî, bi navbeynkariya enzîman gav bi gav tên hilweşandin. Di gavên karlêkên kîmyayî de ji xurekan elektron tên berdan, enerjî jî ji van elektronan tê serbestberdan. Bi eslê xwe elektron ne bi tena serê xwe, lê bi protonek, bi şeweyê hîdrojen ji molekula xurekê diqetin. Di oksandina xurekan de di zîncîra guhaztina elektronan de atoma hîdrojenê û elektron bi rêçeyên cuda tên guhaztin. Di bahenaseya xaneyê de li dawiya dawî, elektron û protonên xurekê digihîjin oksîjenê û av peyda dibe.
Atomên hîdrojenê raste rast nayên guhaztin bo oksîjenê. Pêşî, atomên hîdrojenê bi koenzîmên NAD+ an jî FAD ve tên girêdan. NAD+ û FAD koenzîmên guhêzerê elektron û atomên hîdrojenê ne.[5]
Di pêvajoya henaseya xaneyê de, elektronên ji xurekên endamî diqetin û bi navbeynkariya NADH û FADH2-yan tên guhaztin bo zincîra guhaztina elektronan.[6] Di karlêkên henaseya xaneyê de elektron bi karlêka dehîdrojenasyonê, bi şeweyê atoma hîdrojenê ji molekulê diqetin, paşê elektron û protonên hîdrojenê ji hev cihê dibin. Ango hîdrojenên molekulên xurekan çavkaniya elektronan in.[7]
NAD: Nîkotînamîd adenîn dînukleotîd (bi înglîzî: nicotinamide adenine dinucleotide(NAD) )
Koenzîma NAD ji du nukletîdên bi hev re girêdayî pêk tê. Herdu nukleotîd jî rîboz lixwe digirin. Nukleotîdek baza nîtrojenî ya adenîn lixwe digire. Nukleotîda din xelaka nîkotînamîd lixwe digire. Xelaka nîkotînamîd dikare îyonek hîdrojenê û du elektron werbigire û werê kêmkirin.
Di bahenaseya xaneyê û nebahenaseya xaneyê de elektronên ji NADH-yê tên berdan ji aliyê zincîra guhaztina elektronan ve tên wergirtin û enerjiya elektronan ji bo avakirina gradyana karokîmyayî ya protanan tê bikaranîn. Bi gradyana karokîmyayî ya protonan jî di ATP sentazê de ATP tê berhemkirin. Di karlêkên genînê de NADH tenê di qonaxa glîkolîzê de peyda dibe û wergirê elektronên NADH-ê ne zincîra guhaztina elektronan, lê molekulên endamî yên wekî pîruvat û asetaldehîd in. Di genînê de ji oksandina NADH-ê ATP nayê berhemkirin.
Gava ji glukozê (xurek) elektron derbasî NAD+-ê dibin hinek ji enerjiya xwe serbest berdidin, lê ji ber ko piraniya enerjiya elektronan diguhaze NADH-e, bi eslê xwe her NADH a ko di pêvajoya henaseya xaneyê de çêdibe, embara enerjiyê ye ji bo berhemkirina ATP-yan.[5]
Koenzîma FAD di henaseya xaneyê de di qonaxa çerxa Krebs de wekî guhêzerê hîdrojenê kar dike. FAD ji du beşan pêk ê: nukleotîda adenînê (adenozîna monofosfat) û flavîn mononukleotîd (FMN). Herdu beş bi navbeynakariya komên xwe yên fosfatê bi hev re girêdayî ne. Gava FAD 2 H+ û 2 e− werdigire, tê kêmkirin û wekî FADH2 tê nîşankirin.
NADP ji NAD-ê piçek cuda ye. Di NADP-yê de di karbona yekem a xeleka rîbozekî de li dewsa hîdrojenê, koma fosfat girêdayî ye. NADP ne di karlêkên henaseya xaneyê de lê di karlêkên fotosentezê de wekî guhêzerê hîdrojenê kar dike.[3]
Corên henaseya xaneyê
Di henaseya xaneyê de bi dehan karlêkên oksandin û kêmkirinê, elektronên bienerjiya bilind ên xurekan ji molekulek derbasî yeka din dibe û di her guhaztinê de ji elektronan hinek enerjî serbest dimîne. Hinek ji vê enerjiyê ji bo çêkirina ATP-yê te bikaranîn, hinek enerjî jî wekî tîn belav dibe. Li dawiya karlêkên oksandin û kêmkirinê, elektronên bienerjiya nizim ji aliyê wergira dawi (kotahî) ve tên wergirtin. Heke wergira dawî ya elektronan oksîjen be, ev pêvajoya bidestxistina ATP-yê wekî bahenaseya xaneyê (bi înglîzî: aerobic cellular respiration) tê navkirin. Heke ji bo elektronan wergira dawî ji bilî oksîjenê molekulek neendamî be, vê gavê ev pêvajo wekî nebahenaseya xaneyê (bi înglîzî: anaerobic cellular respiration) tê navkirin. Hin caran ji bo elektronan wergira dawî molekulek endamî ye (mînak, pîruvat û asetaldehîd) û pêvajo jî wekî genîn tê navkirin.[7]
Bahenaseya xaneyê
Bahenaseya xaneyê di xaneyê de rêçeya metabolî ye ko di hebûna oksîjenê de ji bo bidestxistina ATP-yê xurekên endamî tên hilweşandin û oksandin bo karbona dîoksîd û avê .
Ji bilî hin bakterî û karokan,piraniya zîndewerên ser rûyê erdê, bi rêçeya bahenaseyê ji xurekên endamî ATP berhem tînin.
Dema bahenaseya xaneyê de, di oksandina xureka endamî de oksîjen tê xerckirin û karbona dioksîd tê berdan.
Mirov gava hewayê bi dev û difin (poz) hildimijîne, oksîjena ji bo henaseya xaneyê jî di nav hewayê de derbasî pişikan dibe û bi navbeynkariya xwînê tê guhaztin bo xaneyan. Herwisa gava mirov bêhna xwe berdide, karbona dîoksîd jî tevlê bêhnê ji laş tê dûrxistin. Loma peyva “henase” ne tenê ji bo hilweşeandina xurekan a di nav xaneyê de, lê ji bo dan û sitendina bêhnê (henasedan) jî tê bikaranîn.[8]
Molekulên endamî yên wekî karbohîdrad, proteîn û çewrî ji bo bahenaseya xaneyê wekî çavkaniyên enerjiyê tên bikaranîn. Emê karlêkên bahenaseya xaneyê bi mînaka hilweşandina glukozê (karbohîdrad) nîşan bikin.
Gava molek glukoz bi oksandinê heta karbona dîoksîd û avê tê hilweşandin, bi qasî 685 kcal/mol enerjî tê serbestberdan. Hinek ji vê enerjiyê wekî tîn belavê hawîrdorê dibe, lê piraniya enerjiya serbestmayî ji bo çêkirina NADH, FADH2 û ATP tê bikaranîn. Di bahenaseya xaneyê de oksandina glukozê bi çar rêçeyên metabolî rû dide: 1.Glîkolîz 2. Oksandina pîruvatê 3. Çerxa Krebs 4. Fosforîlasyona oksîdatîv.[8]
Di sîtoplazmaya xaneyê de bi navbeynkariya enzîman, hilweşandina glukozê bo pîruvatê, wekî glîkolîz (bi înglîzî: glycolysis) tê navkirin.
Di sîtoplazmaya xaneyê de bi navbeynkariya enzîman, hilweşandina glukozê bo pîruvatê, wekî glîkolîz (bi înglîzî: glycolysis) tê navkirin.
Ji bo glîkolîzê pêdivî bi oksîjenê nîn e, loma hemû xaneyên zîndî, ji bo bidestxistina enerjiyê di sîtoplazmayê de rêçeya glîkolîzê bi kar tînin.[2]
Di rêçeya glîkolîzê de bi navbeynkariya enzîman, ji molekulek glukozê bi fosforîlasyona di asta substradê de safî 2 ATP tê berhemkirin. Her wîsa ji oksandina glukozê 2NADH û 2 pîruvat çêdibe.
Pîruvatên bi rêçeya glîkolîzê çêbûne, nikarin rasterast tevlê qonaxa paşê ya bahenaseyê bibin, divê peşî ji pîruvatê molekulek karbona dioksîd were dûrxistin.[9]
Oksandina pîruvatê bi karlêka dekarboksîlasyonê (bi înglîzî: decarboxylation) dest pê dike. Bi dekarboksîlasyonê, yek ji sê karbonên pîruvatê bi şêweyê karbona dîoksîd ji pîruvatê tê qetandin. Pêkhateya dukarbonî ya ji pîruvatê mayî, dîsa tê oksandin û asetat peyda dibe. Elektronên hatine berdan tên guhaztin bo NAD+, enerjî bi şêweyê NADH tê embarkirin.[5] Koenzîm A (CoA) bi bendê kovelendî bi navbeynkariya atoma sulfurê (kukurt), bi asetatê ve tê girêdan û asetîl CoA peyda dibe. Glukoza ko di qonaxa glîkolîzê de hatibû hilweşandin bo 2 pîruvatan, di kotahiya karlêka oksandina pîruvatê de, êdî bûye 2 komên asetîl û 2 molekulên karbona dîoksîd. Herwisa di vê gavê de ji molekulek glukozê heta niha 2 NADH dema glîkolîzê û 2 NADH jî dema çêbûna asetîl CoA de bi tevahî 4 NADH çêbûye.[2] NADH di qonaxa zincîra guhaztina elektronan de ji bo çêkirina ATP tên bikaranîn.[7]
Çerxa Krebs
Erkê çerxa Krebs, ji xurekên karbonî bi şeweyê NADH û FADH2 ve derxistina elektronên bi enerjiya bilind e.
Çerxa Krebs (bi îngilîzî: Krebs cycle) rêzekarlêkên kîmyaya zîndeyî ye ko bi oksandina asetîl CoA ya ji karbohîdratan, ji asîdên rûnê an jî ji asîdên amînî çêbûyî, enerjiya bendên kîmyayî yên xurekan tê serbestberdan.
Erkê çerxa Krebs, ji xurekên karbonî bi şeweyê NADH û FADH2 ve derxistina elektronên bi enerjiya bilind e.
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.[3]
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.[10] Di çerxa Krebs de ATP bi fosforîlasyona di asta substradê tê çêkirin. Di çerxek Krebs de, ji molekulek asetîl CoA-yê 3 NADH û 1 FADH2 tên berhemkirin.
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
Fosforîlasyona oksîdatîv
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.
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.[11]
Di bahenaseye xaneyê de di fosforîlasyona oksîdatîv de, ji bo çêkirina ATP-yê, NADH, FADH2 û oksîjen tên bikaranîn.
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]
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.[6] 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. Proton molekulên ATP sentazê wekî cogek bi kar tînin.[9] 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 sentaz derbasbûyî ji aliyê oksîjenê ve tên girtin û av peyda dibe.
Hesapkirina ATP-yên berhemhatî
Ev xişteya (tablo) li jêr karlêkên oksandina molekulek glukozê bo karbona dîoksîd û avê nîşan dike. Wîsa tê ferzkirin ko hemû koenzîmên hatibûn kêmkirin, ji aliyê zincîra guhaztina elektronan ve hatine oksandin û enerjiya wan ji bo fosforîlasyona oksîdatîv hatiye xerckirin.
Gav
Destkevtiya koenzîmê
Destkevtiya ATP-yê
Çavkaniya ATP-yê
Qonaxa amadehiya glîkolîzê (Qonaxa xerckirinê)
−2
Fosforîlasyona glukoz û fruktoz-6 fosfat, ji sîtoplazmayê 2 ATP xerc dike.
Qonaxa qezenckirinê ya glîkolîzê
4
Fosforîlasyona di asta substradê
2 NADH
3 an jî 5
Fosforîlasyona oksîdatîv: Ji ber ko NADH ji parzûna mîtokondiriyê derbas dibe, her NADH bi safî (net)1.5 ATP berhem tîne. (ya asayî û gelemperî 2.5 e)
Oksandina pîruvatê
2 NADH
5
Fosforîlasyona oksîdatîv
Çerxa Krebs
2
Fosforîlasyona di asta substradê
6 NADH
15
Fosforîlasyona oksîdatîv
2 FADH2
3
Fosforîlasyona oksîdatîv
Destkevtiya tevahî
30 an jî 32 ATP
Ji oksandina molekulek glukozê heta karbona dîoksîd û avê û ji oksandina hemû koenzîmên hatibûn kêmkirin.
Hejmara ATP-yên ko ji oksandina glukozê peyda dibin, guherbar e. Wekî mînak, hejmara protonên ko di zincîra guhaztina elektronan de tê pompekirin di hemû cor zîndeweran de ne yek e. Elektronên di qonaxa glîkolîzê de ji xurekan hatiye berdan, bi navbeynkariya NADH-yê tên guhaztin bo mîtokondriyê, lê di parzûna mîtokondriyê de derbasbûna NADH ne hêsan e.
Hin caran dibe ko hinek ji protonên navbera parzûnan, bêyî ko derbasî ATP-sentazê bibin, tevlê karlêkên din dibin an jî mîtokondriyê diterikînin, loma bi fosforîlasyona oksîdatîv hê kêmtir ATP tên berhemkirin.Hin caran jî dibe ko molekulên ji hilweşîna glukozê çêbûne, tevlê karlêkên rêçeya henaseyê nebin û ji bo çêkirina molekulên endamî werin bikaranîn. Wekî mînak, dibe ko di qonaxa glîkolîzê an jî di qonaxa çerxa Krebs de molekulên navenbeynkar ên ji glukoz û xurekên din, ne ji bo berhemkirina ATP-yê lê ji bo çêkirina molekulên wekî asîdên amînî, asîdên nukleyî, kolesterol û hvd werin bikaranîn.[13]
Bi enerjiya molekulek NADH, 10 proton ji matrîksê ber bi valahiya navbera parzûnan tên pompekirin. Heke 4 proton di nav ATP sentazê de biherike û vegere matrîksê, ji enerjiya gradyana herika protonan, 1 ATP tê hilberîn. Ango ji molekulek NADH-ê 2.5 ATP tê çêkirin. Ji ber ko FADH2 ji NADH-yê şûn ve tevlê zîncîra guhaztina elektronan dibe, enerjiya ji FADH2-yê tê berdan jî kêmtir e. Ji molekulek FADH2-yê bi qasî 1.5 ATP tê berhemkirin.[5]
Gava molekulek glukozê bi bahenaseya xaneyê tê oksandin, bi gelemperî bi qasî 32 ATP tê çêkirin. Bi gelemperî bi henaseya xaneyê bi qasî % 34 ê enerjiya glukozê ji bo berhemkirina ATP tê bikaranîn. Piraniya enerjiya glukozê jî wekî enerjiya tînê belavê hawirdorê dibe.
Xaneyên peykeremasûlkeyên mirov li gel bahenaseya xaneyê, bi genîna laktî jî ATP bi dest dixe.
Di nebûna oksîjenê de pîruvatên bi rêçeya glîkolîzê hatine çêkirin, bi hin karlêkên kîmyayî tên guhertin bo madeyên din. Glîkolîz û karlêkên guherîna pîruvatê bo madeyen endamî ko di heman demê de NADH jî tên oksandin bo NAD+-ê, bi tevahî wekî genîn tê navkirin.[14]
Genîn ji du qonaxan pêk tê, di qonaxa peşîn de glukoz bi rêçeya glîkolîzê tê parçêkirin bo du molekulên pîruvatê, safî 2 ATP û 2 NADH peyda dibin. Di qonaxa duyem a genînê de bi oksandina NADH-yê, ji bo berdewamiya glîkolîzê NAD+ tê dabînkirin, lê di vê qonaxê de ATP nayê bidestxistin.
Ji ber ko glukoz heta av û karbona dîoksîdê nayê oksandin û NADH-yên di glîkolîzêde hatine çêkirin ji bo çêkirina ATP-yan nayên bikaranîn, di rêçeya genînê de tenê safî 2 ATP tê qezenckirin.[8] Di genînê de ATP bi rêçeya fosforîkirina di asta substradê de tê çêkirin.
Li gor berhema dawî ya ji pîruvatê hatî çêkirin gelek corên genînê hene, lê ji vana genîna alkolî û genîna asîda laktî genînên herî belave ne.
Di rêçeya genîna asîda laktî de, pîruvat ji aliyê NADH ve tê kêmkirin û laktat (asîda laktî) peyda dibe. Ango di genîna asîda laktî de, ji bo elektronan, wergira dawîn pîruvat e.[6] Bi genîna laktî ya hin bakterî û karokan, ji şîr, mast û penêr tê çêkirin.[5]
Xaneyên peykeremasûlkeyên mirov li gel bahenaseya xaneyê, bi genîna laktî jî ATP bi dest dixe.
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. Di pêvajoya genîna alkolî de piştê glîkozê, ji pîruvatê karbona dioksîd tê berdan û asetaldehîd çêdibe, paşê asetaldehîd elektronên NADH-yê werdigire û dibe etenol.[15]
Nebahenaseya xaneyê
Nebahenaseya xaneyê (bi înglîzî: anaerobic cellular respiration) bi gelek aliyan ve dişibe bahenaseya xaneyê. Ango xurek tên oksandin, elektronên xurekan di zîncîra guhaztina elaktronan de derbas dibin û enerjiya xwe berdidin. Enerjiya elektronan ji bo çêkirina ATP tê bikaranîn.[2] Bi rêçeya nebahenaseya xaneyê bi fosforîlasyona di astê substradê û bi fosforîlasyona oksîdatîv ATP tê berhemkirin. Di nebahenaseya xaneyê de wergira kotahî ji bilî oksîjenê, molekulên din in.(sulfat (SO4)2-, nîtrat (NO3)-, karbona dîoksîd (CO2) an jî sulfur (S)).[16]
Hin corên bakterî û arkea di hawîrdora bêoksîjen de dijîn û bi nebahenaseya xaneyê ATP berhem dikin.
Di hin çavkaniyan de peyva genîn û nebahenaseya xaneyê bo heman wateyê tên bikaranîn, lê bi eslê xwe genîn û nebahenase heman tişt nîn in.
^Rittner, Don, and Timothy Lee McCabe. Encyclopedia Of Biology. Facts On File, 2004.
^ Jump up to:abcdSolomon, E., Martin, C., Martin, D., & Berg, L. (2015).Biology. Stamford: Cengage Learning.
^ Jump up to:abcJones, 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
^ Jump up to:abcdTymoczko, J.L., Berg, J.M. and Lubert Stryer (2015) Biochemistry, a short course. New York: W.H. Freeman & Company, A Macmillan Education Imprint.
^ Jump up to:abcdeReece, Jane B. Campbell Biology : Jane B. Reece ... [et Al.]. 9th ed., Boston, Ma, Benjamin Cummings, 2011.
^ Jump up to:abcSimon, E. J., Dickey, J.L., Reece, J. B., & Burton, R. A. (2018).Campbell Essential Biology with Physiology (6th ed.). Newyork, United States: Pearson.
^ Jump up to:abcLosos, J., Mason, K., Johnson,G., Raven, P., & Singer, S. (2016). Biology (11th ed.). New York, NY: McGraw-Hill Education.
^ Jump up to:abcdBrooker, R., Widmaier, E., Graham, L., & Stiling, P. (2017). Biology (4th ed.).
^ Jump up to:abcCullen, K. E. (2009).Encyclopedia of Life Science. Newyork: Facts On File, Inc
^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.
^Berk, A., Kaiser, C. A., Lodish, H., Amon, A., Ploegh, H., Bretscher, A., & Krieger, M. (2005). Molecular Cell Biology (5th ed.). CA.
