Examkin

Soru

Zorluk: OrtaBiyoenerjetik Temel Kavramlar ve Termodinamik

Hücresel metabolizmada reaksiyonların yönü ve enerji transferi, termodinamik yasalar ve yüksek enerjili bileşiklerin fosfat grubu transfer potansiyelleri ile belirlenir. Biyoenerjetik prensipler dikkate alındığında, reaksiyonların istemliliği ve enerji sürekliliği ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

  1. Bir reaksiyonun standart serbest enerji değişimi (ΔG0′ \Delta G^{0'} ) pozitif olsa dahi, hücre içi substrat ve ürün konsantrasyonları ayarlanarak gerçek serbest enerji değişimi (ΔG \Delta G ) negatif yapılabilir ve reaksiyon istemli ilerleyebilir.Cevap
  2. B
    Sistemdeki düzensizliğin artması (ΔS>0 \Delta S > 0 ), Gibbs serbest enerji değerini (ΔG \Delta G ) pozitif yönde etkileyerek reaksiyonu termodinamik olarak daha istemsiz hale getirir.
  3. C
    Fosfoenolpirüvat (PEP) molekülü, ATP'ye kıyasla daha düşük bir fosfat grubu transfer potansiyeline sahiptir; bu durum ATP'den PEP sentezini kolaylaştırır.
  4. D
    Bir reaksiyonun ekzotermik (ΔH<0 \Delta H < 0 ) olması, reaksiyonun sıcaklıktan ve entropi değişiminden bağımsız olarak her zaman istemli (ΔG<0 \Delta G < 0 ) olacağını garanti eder.
  5. E
    1,3-bifosfogliseratın (1,3-BPG) fosfat bağının hidrolizi ile açığa çıkan standart serbest enerji, ATP'nin ADP'ye hidrolizinden daha azdır.

Cevap

Standart serbest enerji değişimi pozitif olan reaksiyonların, hücre içi konsantrasyonlar sayesinde negatif gerçek serbest enerji değişimine sahip olup istemli ilerleyebilmesi
Hücre içindeki reaksiyonlar dinamiktir. ΔG=ΔG0′+RTln⁡(Q) \Delta G = \Delta G^{0'} + RT \ln(Q) formülüne göre, ürünlerin sürekli uzaklaştırılması veya substratın aşırı birikmesi reaksiyonu istemli hale getirir. Bu sayede glikoliz gibi yolaklarda standart hali istemsiz olan basamaklar hücre içinde akıcı bir şekilde ilerler.

Adım Adım Çözüm

1
Gerçek serbest enerji değişimi formülünü analiz et
ΔG=ΔG0′+RTln⁡([U¨ru¨n][Substrat]) \Delta G = \Delta G^{0'} + RT \ln(\frac{[Ürün]}{[Substrat]})
Reaksiyonun yönünü standart koşullar değil, o anki hücresel koşullar belirler.
2
Konsantrasyon etkisini değerlendir
Substrat konsantrasyonu artırılırsa veya ürün konsantrasyonu hızla azaltılırsa ln⁡ \ln terimi negatifleşir.
Bu durum, pozitif bir ΔG0′ \Delta G^{0'} değerini kompanse ederek toplam ΔG \Delta G değerini negatif yapabilir.
3
Yüksek enerjili fosfat hiyerarşisini kontrol et
Hiyerarşi: PEP > 1,3-BPG > Kreatin Fosfat > ATP > Glikoz-6-P
Fosfat transfer potansiyeli sıralaması, reaksiyonların termodinamik olarak hangi yöne akacağını belirler.

Anahtar Kavram

Gerçek Serbest Enerji Değişimi (ΔG \Delta G ) ve Konsantrasyon İlişkisi
Bu soruyu puanla

Konular

Biyoenerjetik Temel Kavramlar ve Termodinamik

Bu konudan daha fazla soru