Examkin

Soru

Zorluk: ZorBiyoenerjetik Temel Kavramlar ve Termodinamik

Standart serbest enerji değişimi (ΔG∘′\Delta G^{\circ'}) pozitif olan biyokimyasal bir reaksiyonun, canlı hücrelerde ekzorgonik bir sürece dönüşerek istemli (spontan) ilerleyebilmesi ve yüksek enerjili fosfat bileşikleriyle ilişkisi hakkında aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

  1. Hücre içi [U¨ru¨n]/[Substrat][\text{Ürün}]/[\text{Substrat}] oranının standart koşullardakinden çok daha düşük tutulması, ΔG\Delta G değerini negatif yaparak reaksiyonun yönünü ürünler lehine belirleyebilir.Cevap
  2. B
    Entalpi değişimi (ΔH\Delta H) pozitif ve entropi değişimi (ΔS\Delta S) negatif olan bir reaksiyon, sıcaklık arttıkça negatif ΔG\Delta G değerine ulaşarak kendiliğinden gerçekleşir.
  3. C
    Fosfoenolpirüvatın (PEP) standart hidroliz enerjisi (ΔG∘′≈−61.9\Delta G^{\circ'} \approx -61.9 kJ/mol), ATP'nin hidroliz enerjisinden daha az negatif olduğu için ATP'den pirüvata fosfat aktarımı termodinamik olarak tercih edilir.
  4. D
    Bir reaksiyonun ΔG∘′\Delta G^{\circ'} değerinin negatif olması, hücre içindeki tüm derişim koşullarında reaksiyonun kesinlikle ileri yönde ilerleyeceğini garanti eder.
  5. E
    Termodinamiğin ikinci kanunu gereği, bir reaksiyonun istemli olabilmesi için sistemin entropisinin azalması ve çevreye net ısı (entalpi) yayılması zorunludur.

Cevap

Hücre içi ürün/substrat oranının düşük tutulması, reaksiyonun gerçek serbest enerji değişimini negatif yaparak istemli ilerlemesini sağlar.
Biyokimyasal reaksiyonlarda yönü belirleyen kriter ΔG\Delta G değeridir. ΔG=ΔG∘′+RTln⁡Q\Delta G = \Delta G^{\circ'} + RT \ln Q eşitliği uyarınca, standart koşullarda endergonik olan (pozitif ΔG∘′\Delta G^{\circ'}) bir reaksiyon, hücre içinde ürünlerin sürekli uzaklaştırılması veya substratın biriktirilmesiyle (Q oranının küçültülmesiyle) ekzorgonik hale gelebilir. Bu, metabolik yollardaki birçok 'tersinir' adımın hücre ihtiyacına göre tek yönde akmasını sağlayan temel mekanizmadır.

Adım Adım Çözüm

1
Serbest enerji değişimlerini tanımla
ΔG=ΔG∘′+RTln⁡Q\Delta G = \Delta G^{\circ'} + RT \ln Q
Gerçek serbest enerji değişimi (ΔG\Delta G), standart koşullardaki değer (ΔG∘′\Delta G^{\circ'}) ile mevcut derişimlerin oranına (Q) bağlıdır.
2
Derişim etkisini analiz et
Düşük ürün derişimi →\rightarrow Negatif ln⁡Q\ln Q
Eğer ürünlerin derişimi substratlardan çok daha düşükse, Q<1Q < 1 olur ve ln⁡Q\ln Q değeri negatif bir sayı verir.
3
Toplam ΔG\Delta G değerini hesapla
ΔG<0\Delta G < 0
Negatif olan RTln⁡QRT \ln Q terimi, pozitif olan ΔG∘′\Delta G^{\circ'} değerini sayısal olarak aşarsa, net sonuç negatif olur ve reaksiyon kendiliğinden ilerler.

Anahtar Kavram

Hücresel biyoenerjetikte bir reaksiyonun yönünü belirleyen temel faktör, standart koşullar değil, o anki derişimlerle hesaplanan gerçek serbest enerji değişimidir (ΔG\Delta G).
Bu soruyu puanla

Konular

Biyoenerjetik Temel Kavramlar ve Termodinamik

Bu konudan daha fazla soru