Biyoenerjetik

Mitokondriyal elektron transport zincirinde (ETZ) yer alan aşağıdaki bileşenlerden hangisi, yapısındaki uzun izoprenoid yan zinciri sayesinde iç mitokondri membranının lipid çift tabakası içinde serbestçe hareket edebilen ve elektronları kompleks I veya kompleks II'den kompleks III'e taşıyan mobil bir yapıdadır?

Mitokondriyal elektron transport zincirinin (ETZ) son bileşeni olan ve elektronları sitokrom $c$'den moleküler oksijene aktararak su oluşumunu katalizleyen Sitokrom $c$ oksidaz (Kompleks IV) kompleksinin yapısal organizasyonu ve katalitik mekanizması ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Paul Boyer tarafından önerilen ve Mitchell'in kemiozmotik teorisiyle bütünleşen "Bağlanma Değişim Modeli" (Binding Change Model) uyarınca, $F_oF_1$-ATP sentaz enziminin katalitik döngüsünde proton-motif kuvvetten ($pmf$) elde edilen enerjinin temel fonksiyonu aşağıdakilerden hangisidir?

Bir toksikoloji laboratuvarında, tanımlanamayan bir inhibitörün etkisi altında olan izole mitokondrilerde elektron transport zinciri ($ETZ$) bileşenlerinin fonksiyonları incelenmektedir. Deney sırasında aşağıdaki gözlemler kaydedilmiştir:

1. Ortama Kompleks I substratları (glutamat + malat) eklenmesine rağmen oksijen tüketimi gözlenmemiştir.
2. Ortama Kompleks II substratı olan süksinat eklenmiş, ancak oksijen tüketimi yine gerçekleşmemiştir.
3. Son olarak, ortama sitokrom $c$'ye doğrudan elektron transferi yapabilen askorbat ve $TMPD$ ($N,N,N',N'$-tetrametil-p-fenilendiamin) eklendiğinde oksijen tüketiminin hızla başladığı saptanmıştır.

Buna göre, kullanılan inhibitör ve bu inhibitörün varlığında $ETZ$ bileşenlerinin redoks (yükseltgenme-indirgenme) durumu ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Hücresel biyokimyasal reaksiyonların termodinamik özellikleri ve serbest enerji değişimleri ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

İzole mitokondri süspansiyonu kullanılarak yapılan bir deneyde, ortama substrat olarak sadece süksinat eklenmiştir. Ortama $X$ maddesi ilave edildiğinde oksijen tüketiminin tamamen durduğu saptanmıştır. Bu aşamadan sonra ortama $2,4-dinitrofenol$ ($DNP$) eklenmiş ancak oksijen tüketiminde bir artış gözlenmemiştir. Deneyin sonunda yapılan spektrofotometrik analizde, koenzim $Q$ (ubikinon) havuzunun tamamen yükseltgenmiş (oksidize) yapıda olduğu belirlenmiştir. Buna göre, deneye eklenen $X$ maddesi aşağıdakilerden hangisidir?

İskelet kası ve beyin gibi dokularda sitozolik $NADH$ elektronlarını mitokondriyal solunum zincirine aktaran gliserol 3-fosfat mekik sisteminin, kalp ve karaciğerde baskın olan malat-aspartat mekiğine göre daha düşük bir net $ATP$ verimiyle ($2.5$ yerine $1.5$ $ATP$) sonuçlanmasının temel biyokimyasal nedeni aşağıdakilerden hangisidir?

Barbitürat aşırı alımı (örneğin Amobarbital) sonucu gelişen intoksikasyon tablosunda, mitokondriyal elektron transport zinciri ($ETZ$) ve oksidatif fosforilasyonun durumuyla ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Soğuğa maruz kalan bir yenidoğanda, kahverengi yağ dokusunda gerçekleşen adaptif termojenez sürecinde uncoupling protein-1 (UCP-1/termogenin) aktivasyonu ile oksidatif fosforilasyonun ayrılması ($uncoupling$) sağlanır. Bu süreçte mitokondriyal biyoenerjetikte gözlenen değişimlerle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Biyoenerjetik sistemlerde $\text{ATP}$, fosfat grubu transfer potansiyeli ($\Delta G^{\circ \prime}$) skalasında merkezi bir "ara enerji taşıyıcısı" (intermediate energy carrier) olarak tanımlanır. Bu özellik, $\text{ATP}$'nin daha yüksek enerjili bileşiklerden fosfat grubu alabilmesini ve bu grubu daha düşük enerjili moleküllere aktarabilmesini sağlar.

Buna göre, standart koşullar ($\text{pH } 7.0$, $25^\circ\text{C}$) altında gerçekleşen aşağıdaki reaksiyonlardan hangisinin, bileşiklerin fosfat transfer potansiyelleri arasındaki fark dikkate alındığında **$\text{ATP}$ sentezi (ADP'nin fosforilasyonu) yönünde ilerlemesi termodinamik olarak beklenmez**?

Hücresel bir metabolik basamakta gerçekleşen $A \rightleftharpoons B$ reaksiyonunun standart serbest enerji değişimi ($\Delta G^{\circ'}$) $+1,8$ kcal/mol olarak hesaplanmıştır. Vücut sıcaklığında ($37^{\circ}$ C, $RT \approx 0,6$ kcal/mol) bu reaksiyonun hücre içi koşullarda kendiliğinden $B$ ürünü yönünde ilerleyebilmesi için $[A]/[B]$ konsantrasyon oranı en az kaç olmalıdır? ($\ln 10 \approx 2,3$; $\ln 20 \approx 3,0$)

Sitozolde glikoliz sonucu oluşan $NADH$ moleküllerinin indirgeyici eşdeğerlerini mitokondriyal elektron transport zincirine ($ETZ$) aktaran gliserol-3-fosfat mekik sistemi ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Mitokondriyal iç zarda oksidatif fosforilasyonu yönlendiren proton-motif kuvvet ($pmf$), elektriksel potansiyel farkı ($\Delta\psi$) ve proton konsantrasyon farkı ($\Delta pH$) olmak üzere iki ana bileşenden oluşur. İzole mitokondrilerle yapılan bir deneyde, ortama potasyum iyonoforu olan valinomisin eklenmiş ve ortamda yeterli miktarda $K^+$ iyonu bulundurulmuştur. Bu deneysel müdahale sonucunda, kemiozmotik teori çerçevesinde mitokondriyal fonksiyonlarda gözlenmesi beklenen temel değişim aşağıdakilerden hangisidir?

Mitokondriyal elektron transport zincirinde ($ETZ$) Kompleks I ve III düzeyinden sızan elektronların moleküler oksijeni tek elektronla indirgemesi sonucu oluşan süperoksit radikallerine ($O_2^{\cdot-}$) karşı hücrenin yürüttüğü enzimatik savunma mekanizmalarıyla ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

Oksidatif fosforilasyonun ayırıcı (uncoupler) ajanları ile muamele edilmiş bir hücrede, mitokondriyal aktivite ve enerji metabolizmasıyla ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Hücrelerin oksidatif hasardan korunmasında görev alan antioksidan enzim sistemleri ve reaktif oksijen türlerinin (ROS) oluşum mekanizmaları ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

İzole mitokondrilerle gerçekleştirilen bir biyoenerjetik çalışmasında, sisteme eklenen bir inhibitör sonrasında spektrofotometrik ölçümlerde $Sitokrom \ b$'nin maksimum absorbsiyon göstererek tamamen indirgenmiş (redükte) formda kaldığı; buna karşın $Sitokrom \ c$ ve $Sitokrom \ aa_3$'ün absorbsiyon spektrumlarının onların tamamen oksitlenmiş (yükseltgenmiş) formda olduğunu gösterdiği saptanmıştır.

Bu deneysel sistemde, söz konusu inhibitör blokajını baypas ederek elektron akışını ve oksijen tüketimini yeniden başlatabilecek en uygun müdahale aşağıdakilerden hangisidir?

Hücre içi biyoenerjetik süreçlerde, fosfat grubu transfer potansiyeli $\text{ATP}$'den ($\Delta G^{\circ \prime} = -30.5$ kJ/mol) daha yüksek olan bileşikler 'yüksek enerjili fosfatlar' olarak sınıflandırılır. Buna göre, aşağıdakilerden hangisi bu grupta yer alan bir bileşik değildir?

Mitokondriyal elektron transport zincirinde (ETZ) Kompleks I ve III'ten sızan elektronların moleküler oksijenle etkileşimi sonucu oluşan reaktif oksijen türlerinin (ROS) detoksifikasyonu ve bu süreçte görev alan antioksidan sistemlerle ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

Mitchell'in kemiozmotik teorisine göre mitokondriyal ATP sentezi, iç zar boyunca oluşan bir elektrokimyasal proton gradyanı (proton-motif kuvvet) tarafından sürdürülür. Bu gradyanın bileşenleri ve işleyişi ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?