CANLILARIN TEMEL BİLEŞENLERİ VE ORGANİK MOLEKÜLLER

CANLILARIN TEMEL BİLEŞENLERİVEORGANİK MOLEKÜLLER www.fendosyasi.com

BESİN MADDELERİ Canlılar, canlılık faaliyetlerini sürdürebilmek için bazı besin maddelerine ihtiyaç duyarlar. Besin maddeleri görevlerine göre enerji vericiler, yapıcı-onarıcılarve düzenleyiciler olmak üzere üçe ayrılır. www.fendosyasi.com

1. Enerji Verici Besinler • Parçalandığında hücreye enerji veren besinlerdir. Canlılar yağ, protein ve karbonhidratlardan enerji elde edebilir. Bu besinlerin enerji verim sırası; yağ > protein > karbonhidrat şeklindedir. Oysa bu besinlerin vücutta kullanım sırası ilk önce karbonhidratlar sonra yağlar, en son proteinlerdir. Karbonhidratların en az enerji verimi olduğu halde ilk enerji verici olarak kullanılması; • Sindirim ve bulunum kolaylığı • Enerji basamaklarına katılım kolaylığı • Zehirli artık oluşmaması • Oluşan artıkların kolay atılması ile ilgilidir. www.fendosyasi.com

2. Yapıcı - Onarıcı Besinler • Hücrelerin yenilenmesi, yeni hücre ve organellerin oluşturulmasında kullanılan besinlerdir. Protein, yağ, karbonhidrat, su ve mineraller canlıların yapısına katılan besinlerdendir. www.fendosyasi.com

3. Düzenleyici Besinler • Hücredeki reaksiyonları düzenleyen enzim ve hormonların yapısına katılırlar. Protein, vitamin, mineral ve su bu tip besinlerdendir. • Besin maddeleri kaynaklarınagöre bitkisel veya hayvansal olabilir. Sadece bitkisel gıdalarla alınabilen (nişasta, selüloz, maltoz, sakkaroz v.s.) besinler olduğu gibi, sadece hayvansal gıdalarla alınabilen (laktoz, glikojen, galaktoz vs.) besinlerde vardır. Glikoz, protein, yağ gibi besinlerde hem bitkisel hem de hayvansal gıdalarla alınabilir. • Besin maddeleri yapılarına göre sınıflandırılıp inorganik ve organik besinler olmak üzere ikiye ayrılır. www.fendosyasi.com

A) İnorganik Besinler • Tabiatta hazır bulunur. Bütün canlılar dışarıdan alır. İnorganik besinler; • Düzenleyicidir. • Enerji vermezler. • Porlardan küçüktürler. • Su, asit, baz, tuz, mineral. www.fendosyasi.com

B) Organik Besinler • Canlılar tarafından üretilir. Yapısında C, H ve O vardır. Organik besinler; • Enerji verici, yapıcı ve düzenleyicidir. • Yağ, protein, karbohhidrat ve vitaminler www.fendosyasi.com

BİYOLOJİK ORGANİK MOLEKÜLLER • Karbonhidratlar • Yağlar • Proteinler • Enzimler • Nükleik asitler • Vitaminler www.fendosyasi.com

KARBONHİDRATLAR CnH2nOn kapalı formülü ile gösterilirler. Hücrelerde birinci derecede öncelikli enerji verici besin olarak kullanılan ve C — O — H atomlarından yapılı organik moleküllerdir. 3 grupta incelenirler www.fendosyasi.com

KARBONHİDRATLAR • A) MONOSAKKARİTLER ( TEK HALKALI ) • B) DİSAKKARİTLER ( İKİ HALKALI ) • C) POLİSAKKARİTLER ( ÇOK HALKALI ) www.fendosyasi.com

A ) MONOSAKKARİTLER Karbon sayıları 3 ilâ 8 arasında değişebilir. Biyolojide 3, 5 ve 6 karbonlular önemlidir. • NOT : Tüm monosakkaritler sindirilmeden hücre zarından geçerler. 1) TRİOZLAR ( 3C’ lu MONOSAKKARİTLER ) • a) PGA (Fosfogliserik asit) : Oksijenli ve oksijensiz solunum re-aksiyonlarının glikoliz devresinde üretilir. • b) PGAL (Fosfogliser aldehit) : Oksijenli ve oksijensiz solunum reaksiyonlarında 6C’ lu şekerlerin parçalanmasıyla oluşan ilk bileşiktir. • c) Pirüvat (Prüvikasit) : Sadece solunum olaylarında ara basamaklarda oluşur. www.fendosyasi.com

2. PENTOZLAR( 5C’ LU MONOSAKKARİTLER) • a) Riboz :DNA nükleotitleri hariç, bütün nükleotitlerin yapısına katılan şeker RİBOZ dur.(C5H10O5) • b) Deoksiriboz : Riboz molekülünden bir oksijen eksilirse adı DeOksiRiboz olur. Deoksiriboz şekeri sadece DNA nükleotitlerinde bulunur.(C5H10O4) • Nükleik asitler yapılarındaki şekere göre isimlendirilirler. • DeoksiriboNükleik Asit (DNA) • RiboNükleik Asit (RNA) www.fendosyasi.com

3. HEKSOZLAR(6C’ LU MONOSAKKARİTLER) Hepsi C6H12O6 kapalı formülü ile gösterilirler. Tüm canlılardaki solunum olaylarının ham maddesidirler. Ayrıca diğer disakkarit ve polisakkaritlerin de temel birimleridir. Glikoz ve Fruktozu sadece fotosentez veya kemosentez yapan canlılar üretebilir. • a) Glikoz : Orta taddadır. Bal, üzüm, incir v.b.besinlerde bulunur. Disakkarit ve polisakkaritlerin hepsinin yapısına katılır. Polisakkaritlerin yapısında sadece glikoz vardır. • b) Fruktoz : Çok tatlıdır. Bal, üzüm, incir v.b. bitkisel besinlerde bulunur. Disakkaritlerden sakkaroz’ un yapısında bulunur. Polisakkaritlerin yapısına katılmaz. • c) Galaktoz :Tadı azdır. Memeli hayvanlar ve bazı bakteriler tarafından sentezlenir. Sütte bulunur. Bitkisel besinlerde bulunmaz. www.fendosyasi.com

B) DİSAKKARİTLER • İki tane 6C’ lu monosakkaritin, birleşmesiyle oluşan çift şekerlerdir. • C6H12O6 + C6H12O6  C12H22O11 + H2O • Glikoz + Glikoz Maltoz + H2O • Glikoz + Fruktoz Sakkaroz + H2O • Glikoz + Galaktoz  Laktoz + H2O • Yukarıda verilen denklemlerden anlaşılacağı gibi bütün disakkaritlerin yapısında glikoz bulunur. Verilen denklemlerin hepsinde bir molekül su açığa çıkmıştır. İşte böyle su çıkararak meydana gelen reaksiyonlara dehidrasyon denir. www.fendosyasi.com

Disakkarit ve polisakkaritlerin yapısında bulunan ve su çıkararak oluşan kimyasal kovalent bağa glikozit bağı denir. • Dehidrasyonla oluşan tüm bağlar ancak hidrasyonla çözülebilirler. Bu olaya sindirim(hidroliz) denir. Disakkaritler hücre zarından geçemezler. Bu nedenle önce sindirilerek monomerlerine (en küçük yapı birimlerine) ayrılırlar. www.fendosyasi.com

C) POLİSAKKARİTLER • Yapılarında sadece glikoz bulunur. En az 1500 glikoz molekülünün dehidrasyon senteziyle, aralarında glikozit bağı oluşturarak birleşmelerinden oluşan büyük moleküllerdir. Hücre zarından geçemezler. Vücutta yedek besin deposu olarak ya da yapı maddesi olarak kullanılırlar. • Polisakkaritler oluşurken kullanılan glikoz sayısının bir eksiği kadar su açığa çıkar ve su molekülü sayısına eşit sayıda glikozit bağı oluşur. n(glikoz) -----> Polisakkarit + n-1(Su) www.fendosyasi.com

Hayvansal Polisakkaritler • Glikojen : Hayvansal nişasta adı da verilir. Kimyasal yapısı nişastaya benzer. Ancak bazı ilkel bitkiler hariç hayvanlarda bulunur. Bilhassa karaciğer ve çizgili kaslarda depolanır. Beyin ve kaslar sadece glikojen kullanırlar. Sentezi karaciğerde yapılır. • Kitin : Karada yaşayan eklem bacaklıların böcekler grubunun vücudunu örten dış iskelet kitinden yapılıdır. • Karbonhidratlar yağ ve proteinlerle birleşerek hücre zarının yapısına da katılırlar. • Örnek: Glikolipid, glikoprotein gibi. www.fendosyasi.com

Bitkisel Polisakkaritler • Selüloz : Bitki hücrelerinde, zarın dışında ayrıca hücreye dayanıklılığı sağlayan selülozdan yapılı çeper bulunur.Selüloz otla beslenen hayvanların bağırsağında yaşayan selüloz sindirici bakteriler tarafından sindirilir. Bu nedenle selüloz otçulların temel besin kaynağını oluşturur. • Nişasta : Yeşil bitkiler fotosentezle ürettikleri glikoz’ u hücre sitoplazmasında bulunan lökoplastlarda nişastaya çevirerek depolarlar. Nişasta sadece bitki hücrelerinde bulunur. Hayvan hücrelerinde bulunmaz. • DİKKAT: !!! Nişastayı sindiren enzimler hem bitki hem de hayvan hücrelerinde bulunur. www.fendosyasi.com

YAĞLAR ( Lipidler ) C, H ve O bulunduran, enerji verici besinlerdir. Oksijen sayısı karbonhidratlardan azdır. 3 mol yağ asidi, 1 mol gliserin ile birleşerek 1 mol yağ oluştururlar. Bir mol yağa karşılık 3 mol su açığa çıkar. Yağların yapısındaki bağa ester bağı denir. • 3 Yağ asidi + 1 Gliserin  Yağ + 3 H2O • Yağ asitleri doymuş ve doymamış olmak üzere iki çeşittir. • Doymuş yağ asitleri : Karbon atomları arasında çift bağ bulunmaz. Genellikle oda sıcaklığında katı halde bulunurlar. • Örnek: Steraik asit, Palmitik asit • Doymamış yağ asitleri : Karbon atomlarından sadece 2 veya 3 tanesinin arasında çift bağ bulunur. Bu nedenle bu yağ asitlerine “doymamış” denir. Genellikle oda sıcaklığında sıvı halde bulunurlar. Bu yağlar suni olarak hidrojene edilerek doyurulursa “margarin” elde edilir. • Örnek : Oleik asit, linoleik asit, • Gliserin(Gliserol) : 3C’ lu alkol dür. www.fendosyasi.com

YAĞLARIN ÖZELLİKLERİ • 1. Vücutta ikinci derecede önemli enerji verici besin olarak kullanılır. • 2. Böbrekler gibi bazı iç organlara desteklik sağlarlar. • 3. Metabolik parçalanma sonunda bol su açığa çıkar. • 4. Soğuk iklimde yaşayan hayvanlarda ısı kaybını önler. • 5. Yağda eriyen vitaminlerin(A, D, E, K) vücuda alınmasını sağlar. • Kış uykusuna yatan canlılar, uzun göç yolculuğuna çıkan kuşlar, çöl ikliminde yaşayan develer vücutlarında yağ depolayarak bu koşullara uyum sağlarlar. Çünkü yağlar metabolik parçalanma sonunda hem bol su, hem de yüksek enerji sağlarlar. • STEROİDLER: Bazı vitamin ve hormonların yapısını oluşturan organik moleküllerdir. Yapıları yağlara benzer. • Örnek : D vitamini, eşey hormonları, safra, kollesterol steroid yapıdadır. www.fendosyasi.com

PROTEİNLER Gerçek görevleri onarıcı-yapıcı olmasına rağmen ihtiyaç halinde enerji verici, enzim ve hormonların yapısına katılarak düzenleyici görevler de üstlenen önemli organik maddelerdir. Hücre, enzim, hormon kan vb. yapıların temeli proteindir.Yapılarında C, H, O, N, S gibi elementler bulunur. Aminoasit denilen temel birimlerden oluşurlar. • Büyük moleküllerdir sindirilmeden(aminoasitlere parçalanmadan) hücre zarından geçemezler. Proteinler genler kontrolünde ribozomlarda sentezlenir. Protein sentezi virüsler hariç tüm canlılarda ortaktır. • Canlı yapısında 20 çeşit aminoasit vardır. Aminoasitler birbirlerine peptit bağı ile bağlanırlar. Her peptit bağına karşılık 1 molekül su açığa çıkar. Peptit bağı sayısı açığa çıkan su sayısına eşittir. Bu sayı toplam aminoasit sayısının bir eksiğidir. n(aminoasit) -- n-1(H2O) + Protein www.fendosyasi.com

Proteinler DNA tarafından ribozomlarda sentezlettirilir. Proteinlerde amino asit sayısı, çeşidi, sırası ve dizilişi proteinlerin çeşitliliğini oluşturur. • Amino asitler, hem bitkisel hem de hayvansal besinlerle alınabilir. Hayvansal kaynaklı proteinler, süt ve süt ürünleri, et, balık, yumurtada, bitkisel kaynaklı proteinler, baklagiller, tahıllarda bulunur. Fakat canlılar diğer canlıların proteinini amino asit kaynağı olarak kullanırlar. Proteinler; enzim, hormon, hücre yapımı ve onarımı,antikor ve taşıyıcı moleküllerin (hemoglobin) oluşumunda kullanılır. www.fendosyasi.com

ENZİMLER a) Özelliği • Hücrelerde gerçekleşen yapım ve yıkım reaksiyonlarına metabolizma denir. Kimyasal bir tepkimenin olabilmesi için aktivasyon enerjisi denilen enerji engelinin aşılması gerekir. Aktivasyon enerjisi kimyasal bir tepkimenin başlayabilmesi için gerekli olan en düşük enerji miktarıdır. Enzimler aktivasyon enerjisini düşürerek, reaksiyonun daha düşük enerji ile başlamasını sağlar. Dolayısı ile enzimler; Aktivasyon enerjisini düşüren, Reaksiyonları hızlandıran Reaksiyonlardan etkilenmeden çıkan katalizörlerdir. www.fendosyasi.com

www.fendosyasi.com

b)Yapısı • Enzimler iki kısımdan oluşur. • 1. Protein Kısım • Proteindir, büyüktür, Apoenzim denir, substratı tanır, tek başına basit enzimi oluşturur, enzimlerin çeşitliliğini oluşturur. • 2. Protein Olmayan Kısım • Vitamin, mineral, nükleik asit vs. dir, küçüktür, Koenzim veya Kofaktör denir.Reaksiyonu çalıştırır, tek başına çalışabilir, birlikte birleşik enzimi oluşturur. www.fendosyasi.com

C) Enzimlerin Özellikleri: • Aktivasyon enerjisini düşürürler. • Reaksiyonları hızlandırırlar. • Etki ettikleri maddelere substrat denir. • Substratın dış yüzeyine etki ederler. • Genellikle çift yönlü (tersinir) çalışırlar. • Her enzim yalnız bir reaksiyonu katalizler. • Enzimler anahtar kilit modeliyle çalışır. • Reaksiyonlardan değişmeden çıkarlar. • Tekrar tekrar kullanılırlar. • Hücrede üretilir, hücre dışında da çalışabilirler. • Her enzim bir gen tarafından sentezlenir. • Yüksek sıcaklıkta bozulurlar. • Ortam pH'ından etkilenirler. www.fendosyasi.com

d) Enzimlerin Çalışmasına Etki Eden Faktörler 1. Sıcaklık Sıcaklık arttıkça reaksiyon hızlanır ve optimum sıcaklıkta en hızlıdır. Sıcaklık daha da artarsa reaksiyon yavaşlar ve durur. Çünkü enzimler yüksek sıcaklıkta bozulur. www.fendosyasi.com

Enzim miktarı arttıkça reaksiyon; Eğer substrat çoksa sürekli hızlanır. Eğer substrat azsa önce hızlanır, sonra sabit kalır ve substrat bitince durur 2. Enzim Miktarı www.fendosyasi.com

3. Substrat Miktarı www.fendosyasi.com

4. Ph değeriHer enzimin en iyi çalıştığı optimum pH derecesi vardır. Bu değerden saptıkça reaksiyon yavaşlar ve durur www.fendosyasi.com

5. Diğer Faktörler • Ortamdaki su miktarı, • Aktivatörler (hızlandırıcı) • İnhibitörler (yavaşlatıcı) reaksiyon hızını değiştirir. www.fendosyasi.com

NÜKLEİK ASİTLER Hücre yönetimini gerçekleştiren, asit karakterli, büyük ve yönetici moleküllerdir. En önemli görevleri; • Hayatsal faaliyetlerin kontrolü, • Üreme faaliyetlerinin kontrolü, • Kalıtımın kontrolüdür. Nükleik asitler nükleotit denilen birimlerden oluşur. Her nükleotitin ise üç alt birimi vardır. www.fendosyasi.com

1. ORGANİK BAZLAR • Yapısında azot bulunur. • Porlardan küçüktür. • iki çeşittir. • a) Pürin Bazları • Çift halkalıdır ve büyüktür. • Adenin ve Guanin dir. • b) Pirimidin Bazları • Tek halkalıdır ve küçüktür. • Sitozin, Urasil ve Timin dir. • Not:Adenin, Guanin ve Sitozin hem DNA hem de RNA 'nın yapısına katılır. Timin sadece DNA 'nın yapısına, Urasilde sadece RNA 'nın yapısına katılır. www.fendosyasi.com

2.ŞEKERLER • Beş karbonludur. • Porlardan küçüktür. • İki çeşittir. • Deoksiriboz (DNA 'nın yapısına katılır) • Riboz (RNA'nın yapısına katılır) • Not: Deoksiriboz şekerin riboz şekerden farkı bir tane oksijenin eksik olmasıdır. www.fendosyasi.com

3. FOSFORİK ASİT • Asit kısmını meydana getirir. • Porlardan küçüktür. Nükleotit ve Nükleik Asitlerin Sentezi ; • Bir nükleotit yapılırken orta kısımda şeker bulunur. Bir tarafına organik baz diğer tarafına fosfat bağlanır. • Bu reaksiyonda H2O oluşur. • Sentezlenen nükleotitler yapısındaki organik baza göre adlandırılır. Bunlar; • Adenin organik bazı varsa Adenin nükleotit, • Timin organik bazı varsa Timin nükleotit, • Guanin organik bazı varsa Guanin nükleotit, • Sitozin organik bazı varsa Sitozin nükleotit, • Urasil organik bazı varsa Urasil nükleotittir. www.fendosyasi.com

Bir nükleik asit zincirindeki şeker ve fosfatlar aynı cinstir. Nükleik asitler yapılarındaki şekere göre ikiye ayrılır. Bunlar; • Deoksiriboz şeker içerenler DNA, • Riboz şeker içerenler RNA' dır. • Nükleik asitlerdeki organik bazların dizilişi canlıdan canlıya değişir. Bu da canlıların farklı farklı olmasını sağlar. • Not:Bir nükleik asit zincirindeki fosfatların toplam sayısı, beş karbonlu şeker sayısına ve toplam organik baz sayısına eşittir. www.fendosyasi.com

1) Deoksiribo Nükleik Asit (DNA) • Prokaryot hücrelerin; • Sitoplazmasında, • Ökaryot hücrelerin; • Çekirdek, • Mitokondri, • Kloroplastında bulunur. • Nükleotitlerinde ; • Deoksiriboz şeker • Fosfat • Organik bazlardan adenin, guanin, sitozin ve timin bulunur. • DNA birbirinin tamamlayıcısı çift zincirden oluşur. Bu zincirin oluşması; • 1. zincirdeki timin, 2. zincirdeki adenin ile 2 zayıf hidrojen bağı yaparak, • 1. zincirdeki guanin, 2. zincirdeki sitozin ile 3 zayıf hidrojen bağı yaparak sağlanır. www.fendosyasi.com

Bir DNA parçasındaki; Adeninlerin sayısı, timinlerin sayısına, Guaninlerin sayısı sitozinlerin sayısına daima eşittir. DNA çift sarmalı; • Hücre yönetimini gerçekleştiren, • Gerektiğinde benzerini oluşturan, • RNA sentezleyen büyük moleküldür. www.fendosyasi.com

2) Ribo Nükleik Asit (RNA) • DNA tarafından belli ve önemli bir iş için sentezlenir. Hücrede; • Sitoplazma, • Çekirdek, • Mitokondri, • Kloroplast, • Ribozom organellerinde bulunur. RNA'yı oluşturan nükleotitlerde; • Riboz şeker • Fosfat • Adenin, Guanin, Sitozin ve Urasil bazları bulunur. www.fendosyasi.com

RNA, DNA'nın belli bir bölgesinin (gen) tek zincirinin şifre vermesi ile (anlamlı zincir) sentezlenir. Dolayısıyla RNA molekülü tek zincirlidir. • Zayıf hidrojen bağı bulunmadığından RNA zincirinde organik bazların eşitliği beklenemez. • RNA görevlerine göre üç çeşittir. • DNA 'dan sentezlenecek proteinin şifresini alan mRNA • Protein sentezinde amino asit taşıyanlar tRNA • Ribozom organelinin yapısına katılanlar rRNA 'dır. www.fendosyasi.com

ATP (Adenozin Tri Fosfat): • Hazır kullanılabilir enerji kaynağıdır. Canlılardan oksijensiz ve oksijenli solunumla elde edilen kimyasal bağ enerjisi ; (Enerji + ADP + P-->ATP) şeklinde depolanır. • Gerektiğinde (ATP--> ADP + P + Enerji) tekrar bu enerji açığa çıkarılarak kullanılır. • ATP bir RNA nükleotit yapısındadır. Yapısında; • Riboz şeker,Adenin organik bazı,Üç fosfat bulunur. www.fendosyasi.com

Bütün canlılar enerji üretir ve bu enerji; • Aktivasyon enerjisi olarak reaksiyonlarda • Aktif taşımada • Hareket ve kasılmada • Sinirsel iletimde kullanılır. www.fendosyasi.com

CANLILARIN TEMEL BİLEŞENLERİ VE ORGANİK MOLEKÜLLER