Organik Bileşikler

􀁸 Canlıların yapısında bulunan bileşikler inorganik ve organik olmak üzere ikiye ayrılır. Canlı hücreler doğadan aldıkları bu maddeleri doğrudan kullanabildiği gibi bu maddelerin yapısını değiştirerek kendine özgü bir forma da dönüştürebilir.

• İnorganik Bileşikler:

• Asitler

• Su

• Bazlar

• Mineraller

• Tuzlar

• Organik Bileşikler:

• Karbonhidratlar

• Yağlar

• Proteinler

• Enzimler

• Vitaminler

• Hormonlar

• Nükleik asitler

• ATP

􀁸 Canlıların yapısında inorganik maddelerle beraber organik maddeler de bulunur. Karbonhidratlar, yağlar, proteinler, vitaminler, enzimler, hormonlar, nükleik asitler ve ATP canlıların yapısında bulunan başlıca organik maddelerdir.

􀁸 Organik moleküller genel olarak karbon (C), hidrojen (H) ve oksijen (O) atomlarından oluşurlar. Bazı organik bileşiklerde azot (N) ve fosfor (P) gibi farklı atomlarda bulunabilir.

􀁸 Doğal organik bileşikler canlı hücrelerde sentezlenir. Hücrelerde enerji hammaddesi, yapı maddesi ve metabolik düzenleyici gibi farklı amaçlar için kullanılabilirler.

􀁸 Organik bileşiklerin yapıtaşları monomerlerdir. Birbirine bağlı çok sayıda benzer ya da özdeş monomerden meydana gelmiş uzun moleküllere polimer denir. Monomerler birleserek polimerleri olusturur. Polimer Monomerler

A. Karbonhidratlar

􀁸 Yapılarında karbon (C), hidrojen (H) ve oksijen (O) atomlarını bulunduran organik bileşiklerdir. Genel formülleri (CH2O)n ile gösterilir. Karbonhidratlar hücrelerde iki farklı amaç için kullanılır.

􀁸 Canlılar metabolik olayları için gerekli enerjiyi öncelikli olarak karbonhidratları kullanarak sağlarlar. İçerdiği enerji miktarı yağlar ve proteinlerden az olmasına rağmen, solunum olayı ile parçalanması daha kolay olduğundan hücrelerin enerji üretimindeki ilk tercihi karbonhidratlar olur.

􀁸 Enerji vermelerinin dışında hücrelerde yapı maddesi olarak da kullanılırlar. Örneğin deoksiriboz DNA’nın, riboz ise RNA ve ATP moleküllerinin yapısına katılır. Kitin böceklerin kabuklarını, selüloz ise bitkilerin hücre duvarlarını oluşturur. Glikoz ise protein ve yağlarla birleşip glikoprotein ve glikolipit olarak hücre zarının yapısına katılır.

􀁸 Karbonhidratlar monosakkarit, disakkarit ve polisakkarit olmak üzere üç farklı grupta incelenirler.

1. Monosakkaritler

􀁸 Basit şekerler olarak da adlandırılan monosakkaritler, karbonhidratların monomerleridir. Karbon sayıları üç ile sekiz arasında değişir. Hücrelerde en fazla bulunanları beş karbonlu (pentoz) ve altı karbonlu (heksoz) olanlarıdır. Monosakkaritler monomer yapıda oldukları için glikozit bağı içermezler. Bu nedenle sindirime uğramadan hücre zarından geçebilirler.

􀁸 Pentozlara örnek olarak riboz ve deoksiriboz verilebilir. Pentozlar yapı maddesi olarak kullanılır. Riboz RNA ve ATP’nin, deoksiriboz DNA’nın yapısına katılır. Bu moleküller hücrede enerji verici olarak kullanılmazlar

􀁸 Heksozlara örnek olarak glikoz, fruktoz ve galaktoz verilebilir. Bu üç molekülün formülü de C6H12O6’dır. Bu moleküllerin kapalı formülleri aynı olduğu halde açık formülleri farklıdır. Böyle moleküllere izomer denir. Glikoz Galaktoz Fruktoz Glikoz, galaktoz ve fruktoz molekülleri izomerdir.

􀁸 En önemli heksoz glikozdur.

Bu molekülün genel özellikleri aşağıda verilmiştir:

• ATP üretmek için ilk tercih edilen organik bileşiktir. Oksijenli solunumda parçalanması sonucu CO2, H2O ve ATP açığa çıkar.

• Beyin hücrelerinin temel enerji kaynağıdır. Kandaki glikoz miktarının azalmasından en fazla etkilenen beyin hücreleridir.

• Sağlıklı insanların 100 ml kanında 90-100 mg glikoz bulunur. Kandaki miktarı insülin, glukagon ve adrenalin hormonlarının denetiminde belirli değerler arasında sabit tutulur.

• Ayıracı benedikt veya fehling çözeltisidir. Bu çözeltilerle kiremit kırmızısı rengini verir. Vücuda alınan fruktoz ve galaktoz karaciğerde glikoza dönüşüp kana karışır.,

2. Disakkaritler

􀁸 İki molekül monosakkaritin glikozit bağı ile birleşmesiyle oluşur. Bu sırada bir molekül su açığa çıkar.

􀁸 Küçük moleküllerin birleşirken su açığa çıkarması şeklindeki tepkimelere dehidrasyon sentezi denir.

􀁸 Canlılardaki en önemli disakkaritler maltoz, laktoz ve sükroz’dur. Bunlardan maltoz ve sükroz bitkisel, laktoz ise hayvansal kaynaklıdır. Dehidrasyon tepkimelerinde açığa çıkan su sayısı ile monomerler arasında kurulan bağ sayısı eşittir. Örneğin maltoz sentezi sırasında bir tane glikozit bağı oluştuğundan, bir molekül su açığa çıkar.

Glikoz Dehidrasyon Hidroliz Glikoz + Maltoz (Arpa sekeri) + H2O Fruktoz Dehidrasyon Hidroliz Glikoz + Sükroz (Çay sekeri) + H2O Galaktoz Dehidrasyon Hidroliz Glikoz + Laktoz (Süt sekeri) + H2O

􀁸 Disakkaritler büyük moleküller oldukları için hücre zarından geçemezler. Disakkaritlerin monomerlerine ayrılması, glikozit bağlarının su kullanılarak koparılması ile gerçekleşir.

􀁸 Büyük moleküllerin su kullanılarak monomerlerine ayrıştırılmasına hidroliz denir. Dehidrasyon olaylarında ATP harcanırken, hidroliz olaylarında ATP harcanmaz. Bu yüzden dehidrasyon olayları sadece canlı hücrelerde gerçekleşirken, hidroliz cansız ortamlarda da gerçekleşebilir. HO + H H2O HO H K›sa polimer Dehidrasyon ile bir su molekülü çıkarılır ve yeni bir bağ kurulur

3. Polisakkaritler

􀁸 Çok sayıda monosakkaritin glikozit bağı ile bağlanması ile oluşan karbonhidratlara polisakkarit denir. n (Monosakkarit) Dehidrasyon Hidroliz Polisakkarit + (n – 1)H2O

􀁸 Polisakkaritlerin temel yapı birimi glikozdur. Polisakkaritlerde binlerce glikoz molekülü bulunur. Örneğin selüloz, 10.000 glikoz molekülünün birbirine bağlanması sonucu oluşan bir polisakkarittir. Polisakkaritlerde çeşitlilik, yapılarına katılan glikozların birbirine farklı biçimde bağlanmasından kaynaklanır.

􀁸 Polisakkaritler deposal ve yapısal olmak üzere iki farklı gruba ayrılırlar. Nişasta ve glikojen deposal, selüloz ve kitin ise yapısal polisakkaritlere örnektir.

Polisakkaritler :

• Deposal:
• Nişasta
• Glikojen

• Yapısal:
• Selüloz
• Kitin

a. Nişasta:

􀁸 Glikozun bitki hücrelerindeki depo formudur. Pirinç, arpa ve mısır gibi bitkilerin tohumlarında, patates ve havuç gibi bitkilerin ise köklerinde depo edilir. Bitkiler, fotosentez ile ürettikleri glikozun fazlasını plastidlerinde (lökoplast gibi) nişasta olarak depolarlar. Enerji gerektiğinde nişasta molekülleri glikoza dönüştürülüp kullanılır. Nişasta molekülünün ayıracı iyottur. Nişasta ve iyot mavi–mor renk oluşturur. Deney tüpüne 2 ml iyot damlatın. Deney tüpünde mavi-mor renk oluştuğuna göre, sizce ekmekte hangi organik molekül bulunur? Bir deney tüpüne suyla beraber ekmek parçaları koyun. Nişasta büyük bir molekül olduğundan hücre zarından geçemez. İnsanlar besinlerle beraber aldıkları nişastayı sindirerek glikoza dönüştürülürler. Glikoz küçük bir molekül olduğundan ince bağırsaklarda emilerek kana karışır.

b. Glikojen:

􀁸 Glikozun hayvan hücrelerindeki depo formudur. Besinlerden elde edilen glikozun fazlası karaciğer ve kas hücrelerinde glikojen olarak depolanır.

􀁸 Kandaki glikoz miktarı azaldığında karaciğerdeki glikojen glikoza dönüştürülüp kana verilir. Kas hücreleri depoladıkları glikojenleri kendi faaliyetleri için kullanırlar. Glikojen deposu canlıya uzun süre yetecek miktarda değildir. Örneğin insanlarda glikojen bankası yiyecekle beslenmediği takdirde, bir günde tükenir.

􀁸 Canlılarda glikozun fazlasının nişasta ve glikojen şeklinde depolanması, hücrelerdeki osmotik basıncın ayarlanmasını sağlar.

Örneğin 1000 glikoz molekülünün yarattığı osmotik basınç bir glikojen molekülünün yarattığı osmotik basınçtan 1000 kat daha fazladır. Bu durum hücreye fazla miktarda suyun girmesine neden olur. Eğer polisakkaritler olmasaydı birçok organizma, hücrelerinden fazla suyu dışarı atmak için daha fazla enerji harcamak zorunda kalacaktı. Bakteri ve mantarlar da glikozun fazlasını glikojen olarak depolarlar.

c. Selüloz:

􀁸 Bitkilerin hücre duvarında bulunan yapı maddesidir. Suda çözünmez. Glikozları birbirine bağlayan glikozit bağları farklı olduğundan birçok hayvan selülozu sindiremez. Bu yüzden besinlerle alınan selüloz sindirilmeden vücuttan atılır.

􀁸 Otçul hayvanların sindirim sisteminde yaşayan bazı mutualist bakteriler selülozu sindiren enzimlere sahiptir. Bu yüzden otçul hayvanlar selülozdan faydalanabilir.

􀁸 İnsanların selülozu sindirememelerine rağmen sağlıklı beslenme için selüloz gereklidir. Selülozu oluşturan lifler bağırsakta ilerlerken yüzeyi aşındırmak suretiyle epitel hücrelerinin mukus üretmelerine neden olur. Mukus, besinlerin sindirim kanalından kayarak ilerlemelerini sağlar.

􀁸 Küresel ölçekte bitkiler yılda yaklaşık olarak 1014 kg (100 milyar ton) selüloz sentezler. Bu nedenle selüloz dünya üzerinde bulunan en bol organik bileşiktir. Otçul hayvanların sindirim sisteminde yaşayan bazı mutualist bakteriler selülozu sindiren enzimlere sahiptir. Bu yüzden otçul hayvanlar selülozdan faydalanabilir. Doğrusal (selüloz) Paralel selüloz molekülleri, hidrojen bağları olusturur ve ince lifler ortaya çıkar. Dallanmıs (nisasta) Dallanma, nisasta molekülleri yapılırken hidrojen bağlarının yapılmasını sınırlar; bu, nisastayı selülozdan daha az kompakt yapar. Çok dallanmış (glikojen) Glikojendeki çok fazla dallanma, onu nisastadan daha kompakt katı depo maddesi yapar.

d. Kitin:

􀁸 Böcek ve örümcek gibi eklem bacaklı canlıların dış iskeletinde bulunan azotlu bir polisakkarittir. Ayrıca mantarların hücre duvarında da bulunur.

􀁸 Saf kitin deri gibi yumuşak olmakla birlikte, yapısına kalsiyum karbonat tuzunun katılması ile sertleşir. Maltoz, nişasta, glikojen ve selüloz çek çeşit monomerden (glikoz); laktoz ve sükroz ise iki çeşit monomerden oluşur.

B. Yağlar (Lipitler)

􀁸 Canlıların temel besinlerinden biri olan yağlar karbon (C), hidrojen (H) ve oksijen (O) atomlarının birleşmesi ile oluşurlar.

􀁸 Bazı yağlarda fosfor (P) ve azot (N) gibi atomlar da bulunabilir. Ayrıca yağlardaki hidrojenin oksijene oranı karbonhidrat ve proteinlere göre daha yüksektir. Yağlar, karbonhidrat ve proteinlerden daha fazla hidrojen atomu içerir. Bu yüzden solunumla parçalandıklarında daha fazla enerji açığa çıkar.

􀁸 Diğer organik moleküllerden farklı olarak yağların ortak bir monomer çeşidi yoktur. Bu moleküllerin en önemli ortak özelliği suda çözünmemeleri ya da çok az çözünmeleridir. Yalnızca kloroform, benzen, eter ve aseton gibi organik çözücülerde çözünürler.

􀁸 Biyolojik açıdan önemli olan yağlar; yağ asitleri, trigliseritler, fosfolipitler ve steroitlerdir.

1. Yağ Asitleri

􀁸 Yağ asitleri uzunlukları ve karbon atomları arasındaki bağların tek ya da çift olmasına göre doymuş ve doymamış yağ asitleri olmak üzere iki gruba ayrılır.

a. Doymuş yağ asitleri

􀁸 Karbon atomları arasında tek bağ bulunan yağ asitlerine doymuş yağ asidi denir. Bu moleküllerdeki karbon atomları tamamen hidrojene doymuştur. Moleküle, iskeleti bozulmadan hidrojen atomu eklenemez.

􀁸 Doymuş yağ asitleri çift bağ içermediğinden düz zincirler halindedir. Palmitik asit ve stearik asit doymuş yağ asitlerine örnek olarak verilebilir.

Palmitik asit: Doymuş yağ asidi olduğundan karbon atomları arasında tekli bağlar bulunur ve düzdür.

b. Doymamış yağ asitleri

􀁸 Bazı karbon atomları arasında çift bağ bulunan yağ asitlerine doymamış yağ asitleri denir. Bu moleküllerin karbon atomları hidrojene doymamıştır.

􀁸 Doymamış yağ asitleri çift bağ içerdiğinden düz zincir yerine dallanmış bir yapı gösterir. Bazılarının yapısında bir çift bağ bulunurken (oleik asit), bazılarının yapısında iki çift bağ bulunur (linoleik asit).

Not: İnsan vücudunda sentezlenemeyip, besinlerle beraber alınması zorunlu olan yağ asitlerine temel (esansiyel) yağ asitleri denir. Omega 3 ve Omega 6 temel yağ asitleridir.

2. Trigliseritler (Nötr Yağlar)

􀁸 Canlılarda en fazla bulunan yağ çeşididir. Üç molekül yağ asidinin, bir molekül gliserole (gliserin) ester bağları ile bağlanması sonucu oluşurlar. Bu reaksiyon sırasında üç molekülde su açığa çıkar (dehidrasyon sentezi).

􀁸 Nötral yağlar içerdikleri yağ asidi çeşidine göre doymuş ve doymamış yağlar olmak üzere ikiye ayrılır.

a. Doymuş yağlar:

􀁸 Doymuş yağ asidi içeren yağlara doymuş yağlar denir.

􀁸 Bu yağlar hayvansal kaynaklı olup oda sıcaklığında katıdır.

􀁸 Tereyağı, kuyruk yağı ve iç yağı doymuş yağlardır.

b. Doymamış yağlar:

􀁸 Doymamış yağ asidi içeren yağlara doymamış yağlar denir.

􀁸 Bu yağlar bitkisel kaynaklı olup oda sıcaklığında sıvı halde bulunurlar.

􀁸 Ayçiçek yağı, mısır yağı, soya yağı ve zeytin yağı doymamış yağlardır.

NOT: Bitkisel yağların karbon atomları arasındaki çift bağdan birinin koparılıp, yerine hidrojen bağlanmasıyla margarinler elde edilir. Margarinler (trans yağlar) halk arasında kötü olarak bilinen kolesterol (LDL) seviyesini artırır ve iyi olarak bilinen kolesterol (HDL) seviyesini azaltırlar. Bu nedenle koroner kalp damar hastalıkları riskini artırırlar.

3. Fosfolipitler

􀁸 Hücre zarının temel bileşenleridir. Proteinlerle beraber hücre zarını oluştururlar. Trigliseritlerden farklı olarak 1 gliserol molekülüne iki yağ asiti bağlanmıştır. Gliserole bağlanan üçüncü grup ise negatif yüke sahip bir fosfat (PO– 4 ) ve azot içeren bir bazdan oluşur.

􀁸 Bir fosfolipit molekülü suyu seven (hidrofilik) bir Hidrofilik bas (Su seven) Hidrofobik kuyruklar (suyu sevmeyen) Fosfolipid sembolü baş ile suyu sevmeyen (hidrofobik) iki kuyruktan oluşur. Bu yüzden suya bırakılan fosfolipitler kendiliğinden bir araya gelerek farklı yapılar oluşturabilirler. Miseller ve hücre zarındaki çift tabakalı fosfolipitler bu duruma örnek olarak verilebilir.

4. Steroitler

􀁸 Steroitlerin yapısında dört karbon halkası ve onlara bağlı halde çeşitli işlevsel yan gruplar bulunur.

􀁸 Hücre zarının yapısına katılarak, hücre zarının geçirgenliğini ve dayanıklılığını artırır. Sinir hücrelerinin zarında yalıtımı sağlar.

􀁸 Bazı hormonların yapısına katılır. Dişi eşey hormonu olan östrojen ile erkek eşey hormonu olan testosteron steroit yapılıdır. Ayrıca böbrek üstü bezinin korteks hormonları (kortizol ve aldosteron) da steroit yapılıdır.

􀁸 Vücut tarafından D vitamini yapımında kullanılır.

􀁸 Kolesterol hayvan hücrelerinin zar yapısına katılan bir steroit olup, bitkisel hücrelerde bulunmaz.

C. Proteinler

􀁸 Canlıların yapısına en fazla katılan organik moleküllerdir. Proteinler (polipeptidler) Diger organik moleküller Makromoleküller Iyonlar ve küçük moleküller Su Canlıların yapısında en fazla bulunan molekül su; en fazla bulunan organik molekül ise proteindir.

􀁸 Yapılarında karbon (C), hidrojen (H), oksijen (O) ve azot (N) atomları bulunur. Bazı proteinlerde kükürt (S) ve fosfor (P) atomları da bulunabilir.

􀁸 Proteinler hücrenin yapı ve metabolik faaliyetlerinde görev aldığı gibi zorunlu durumlarda enerji verici olarakda kullanılabilir.

􀁸 Proteinlerin temel yapı birimi amino asitlerdir. Bir amino asitin yapısında amino grubu (NH2), karboksil grubu (COOH) ve radikal grup (R) bulunur. Radikal grubun farklı olması amino asitlerde çeşitliliğe neden olur. Canlılarda bulunan 20 çeşit amino asitin radikal grupları birbirinden farklıdır.

Tüm amino asitlerdeki amino ve karboksil grupları aynıdır. Radikal grup yerine 20 farklı molekül bağlandığından 20 çeşit amino asit oluşur. Tüm canlılarda 20 çeşit amino asit bulunur. Az sayıdaki bakteri türünde 22 çeşit amino asit bulunur.

􀁸 Amino asitler, kuvvetli bazlar karşısında asit, kuvvetli asitler kaşısında baz gibi davranırlar. Bu yüzden amfoter özellik gösterirler. Amino asitlerin bu özellikleri sayesinde hücrelerdeki pH belirli sınırlar içinde tutulup homeostasinin devamı sağlanır.

􀁸 Amino asitler arasında peptit bağları kurularak proteinler sentezlenir. Peptit bağları bir amino asitin amino grubu ile diğer amino asitin karboksil grubu arasında su çıkışıyla oluşur (Dehidrasyon sentezi).

􀁸 İki amino asitin birleşmesi ile dipeptit, üç amino asitin birleşmesi ile tripeptit, çok sayıdaki amino asitin birleşmesi ile polipeptit molekülü sentezlenir.

􀁸 Protein sentezi DNA’nın kontrolünde ribozom adı verilen organelde gerçekleşir. Bu yüzden her canlının protein yapısı kendine özgüdür. Yakın akrabaların genetik benzerlikleri fazla olduğundan, protein benzerlikleri de fazla olur. Bundan dolayı akrabalar arasında yapılan doku ve organ nakillerinde başarı şansı fazladır.

􀁸 Her proteinin amino asit dizilimi kendine özgüdür. Bazen bir amino asitin sıralamadaki yerinin değişmesi proteinin yapısının değişmesine neden olur. Örneğin kırmızı kan hücrelerimizde bulunan hemoglobin proteinindeki altıncı amino asit olan glutamik asit yerine kalıtsal bir bozukluk sonucu valin amino asidi gelirse kırmızı kan hücrelerinin şekli değişir ve orak hücre hastalığı oluşur.

Not: Tüm canlılarda 20 çeşit amino asit bulunmasına rağmen canlılarda bulunan proteinler çeşitlilik gösterirler. Bunun nedeni protein yapısına katılan amino asitlerin dizilişi, sayısı ve çeşidinin farklı olmasıdır.

NOT: Amino asitlerin bağlanma biçimi ile sentezin gerçekleştiği ribozomun protein çeşitliliğine etkisi yoktur.

􀁸 Bitkiler protein sentezi için gerekli olan 20 çeşit amino asiti kendileri sentezleyebilir. Ancak, insanlar ve diğer hayvanlar ihtiyaç duydukları amino asitlerden bazılarını kendileri üretirken, bazılarını besinlerle beraber hazır olarak almak zorundadırlar. İnsanlarda vücutta üretilemeyip, besin yoluyla alınması zorunlu olan amino asitlere temel (esansiyel) amino asitler denir. İnsanlarda on iki çeşit amino asit vücutta sentezlenebilir. Geriye kalan sekiz çeşit amino asit temel amino asittir.

􀁸 Sıcaklık, pH, tuz derişimi ve basınç gibi etkenler protein yapısını bozar. Bu olaya denatürasyon denir. Denatüre olan proteinlerde lifleri bir arada tutan bağlar kopar ve lifler çözülür. Yumurtanın pişirilmesi denatürasyona örnek olarak verilebilir.

􀁸 Denatürasyon sonucu şekli bozulan protein artık biyolojik olarak aktif değildir. Eğer denatüre protein çözünmüş halde kalırsa, çevrenin fiziksel ve kimyasal koşulları normale döndüğünde genellikle renatüre olur.

D. Enzimler

􀁸 Hücrelerdeki metabolik olayların gerçekleşebilmesi için tepkimeye girecek moleküllerin aktifleşmesi ve belirli bir enerji düzeyine ulaşması gerekir. Kimyasal bir tepkimenin başlaması için gerekli olan minimum enerji miktarına aktivasyon enerjisi adı verilir.

􀁸 Kimyasal tepkimelerde moleküller birbirlerine çarparak reaksiyona girerler. Bu yüzden sıcaklığın artırılması reaksiyona giren moleküllerin kinetik enerjilerini artırdığından aktivasyon enerjisi daha çabuk aşılır ve reaksiyon hızlanır. Bu yöntem hücrelerde kullanılamaz. Çünkü sıcaklığın artması hücre yapısını oluşturan proteinlerin bozulmasına neden olur ve hücre zarar görür.

􀁸 Bu yüzden hücreler kimyasal tepkimeleri hızlandırmak için katalizör adı verilen maddeleri kullanırlar. Katalizör varlığında ilgili moleküller fazla ısıya gerek duyulmadan tepkimeye girebilirler. Katalizörler reaksiyonu hızlandırdığı gibi reaksiyon sonunda yapısal bir değişime de uğramaz. Canlı hücrelerde kullanılan katalizörlere enzim denir.

NOT: Enzimler aktivasyon enerjisini düşürerek reaksiyon hızını artıran biyolojik katalizörlerdir.

1. Enzimlerin Yapısı

􀁸 Enzimler protein yapılı organik moleküllerdir. DNA’daki kalıtsal bilgiye (gen) göre sadece canlı hücrelerde sentezlenirler.

􀁸 Enzimler yapısına göre basit ve bileşik enzimler olarak ikiye ayrılırlar.

􀁸 Basit enzimler: Sadece proteinden meydana gelir. Metabolik aktivite için yardımcı bir kısma gerek duymaz. Pepsin ve üreaz bu tür enzimlerdir.

􀁸 Bileşik enzimler: Protein ve yardımcı kısımdan oluşurlar. Proteinden oluşan kısım apoenzim adını alırken, yardımcı kısım kofaktör olarak adlandırılır. Kofaktör organik ya da inorganik yapılı olabilir.

􀁸 Enzim aktivitesinde görev yapan Fe+2, Mg+2 ve Zn+2 gibi iyonlar inorganik kofaktörlerdir. Kofaktörler organik yapılı ise koenzim adını alır. B grubu vitaminlerin çoğu koenzim olarak görev yapar.

Enzimler:

• Basit enzimler

• Bilesik enzimler:

• Protein (Apoenzim) + Mineral (Kofaktör) : Holoenzim
• Protein (Apoenzim) + Vitamin (Koenzim) : Holoenzim

􀁸 Bileşik enzimlerde apoenzim etki edeceği maddeyi (substrat) belirlerken, koenzim ya da kofaktör kısmı enzimlerin esas iş yapan bölümünü oluşturur. Bu kısım enzimin protein olan bölümünden daha küçüktür.

􀁸 Besinlerle beraber yeterli oranda vitamin ya da mineral alınmazsa, bazı enzimler iş göremeyeceğinden metabolik aksaklıklar sonucunda bazı hastalıklar ortaya çıkar. Bir apoenzim, belirli bir koenzim ya da kofaktörle çalışır. Fakat bir koenzim ya da kofaktör birden fazla apoenzimle çalışabilir. Bu nedenle hücrelerde bulunan apoenzim çeşidi, koenzim ya da kofaktör çeşidinden fazladır.

E. Hormonlar

􀁸 Belirli hücre tiplerinden salgılanan ve hedef hücrelerde düzenleyici etki gösteren organik moleküllerdir. Genelde protein yapılıdırlar. Bazıları ise amino asit ya da steroit yapılı olabilir.

􀁸 Bitkilerde büyüme, tohumun çimlenmesi, yaprak ve meyve oluşumu gibi olayları denetlerler. Hayvanlarda özel bezler tarafından üretilen hormonlar kan yoluyla hedef organa taşınır ve büyüme, gelişme ve üreme gibi metabolik faaliyetleri düzenlediğinden canlılar için çok önemlidir.

􀁸 Az ya da çok salgılanmaları durumunda bazı hastalıklar ortaya çıkar. Örneğin büyüme hormonu az salgılanan bir çocukta cücelik, çok salgılanan bir çocukta ise devlik oluşur

F. Vitaminler

Vücudumuzda düzenleyici olarak görev yapan ve hastalıklara karşı direncimizi artıran organik moleküllerdir. Küçük yapılı olduklarından sindirime uğramadan hücre zarından geçebilirler.

􀁸 Organik yapılı olmalarına rağmen enerji kaynağı olarak kullanılmazlar. Büyük bir bölümü enzimlerin yardımcı kısmı olan koenzim olarak görev yapar. Protein, karbonhidrat ve yağ gibi organik moleküller hücre yapısına katılırken vitaminler hücre yapısına katılmazlar.

􀁸 Bitkiler ihtiyaç duydukları vitaminleri sentezleyebilirler. Hayvanlar ise vitamin ihtiyaçlarını yedikleri besinlerden karşılarlar. Bazı vitaminler provitamin olarak alınıp karaciğer, bağırsak ya da deride, vücudun kullanabileceği vitaminlere dönüştürülür. İnsanlarda bazı vitaminler provitamin halinde alınır ve vücutta dönüşüm reaksiyonları ile üretilir. Örneğin havuçta bol miktarda bulunan karoten karaciğerde A vitaminine dönüşür. Kolesterol ise deride güneş ışığı ile aktifleşerek D vitamini oluşur.

G. ATP (ADENOZİN TRİFOSFAT) 􀁸 Adenin bazı, riboz şekeri ve üç fosfat grubundan oluşan organik bir moleküldür. Hücrelerin metabolik olayları için gerekli olan enerjiyi sağlar. 􀁸 Adenin bazı ve riboz şekerinin birleşmesiyle adenozin oluşur. Bu yapıya bir fosfat grubunun bağlanması ile adenozin monofosfat (AMP), iki fosfat grubunun bağlanması ile adenozin difosfat (ADP), üç fosfat grubunun bağlanması ile adenozin trifosfat (ATP) oluşur.

􀁸 ATP molekülünün yapısında iki tane yüksek enerjili fosfat bağı (~) bulunur. Bu bağların kopmasıyla açığa çıkan enerji hücrelerdeki metabolik olaylarda kullanılır. ATP + H2O ADP + Pi + Enerji 􀁸 Hücrede ADP’ye bir fosfat grubunun eklenmesi ile ATP sentezlenir. Bu olaya fosforilasyon adı verilir.

Canlılar üç farklı yöntemle ATP sentezleyebilir:

1. Substrat düzeyinde fosforilasyon

2. Oksidatif fosforilasyon

3. Fotofosforilasyon 􀁸 ATP molekülü ile hücrenin endergonik ve ekzergonik reaksiyonları arasında enerji transferi sağlanır.

􀁸 Endergonik: Enerjinin harcandığı reaksiyonlardır. Biyosentez olayları (yağ, protein ve karbonhidrat sentezi gibi), aktif taşıma, kas faaliyetleri ve sinirsel iletim gibi olaylarda ATP harcanır.

􀁸 Ekzergonik: Enerjinin açığa çıktığı reaksiyonlardır. Oksijenli solunum ve fermantasyon ekzergonik reaksiyonlara örnek olarak verilebilir

Enerjinin açığa çıktığı olaylar

• Oksijenli solunum

• Fermantasyon

Enerjinin harcandıgı olaylar

• Biyosentez reaksiyonları

• Sinirsel iletim

• Aktif taşıma

Ekzergonik Endergonik ATP molekülü ekzergonik reaksiyonlardan aldığı enerjiyi endergonik reaksiyonlara taşır. ATP molekülü hücre zarından geçemez. Bu nedenle canlı olan her hücre kendi ATP’ sini üretir.

H. Nükleik Asitler

􀁸 Nükleik asitler karbon (C), hidrojen (H), oksijen (O), azot (N) ve fosfor (P) atomlarından oluşan büyük ve karmaşık yapılı organik moleküllerdir.

􀁸 Tüm canlıların kalıtım birimi olmakla beraber hücre yönetiminden de sorumludurlar. Bu nedenle yönetici moleküller olarak da adlandırılırlar. Hücrelerde DNA ve RNA olmak üzere iki tip nükleik asit bulunur.

􀁸 Nükleik asitlerin yapı birimlerine nükleotit adı verilir. Çok sayıdaki nükleotidin birleşmesiyle nükleik asitler oluşur. Bir nükleotidin yapısında azotlu organik bir baz, beş karbonlu bir şeker ve bir fosfat grubu bulunur. O Pentoz Nükleozit Nükleotit Azotlu baz Fosfat grubu O O –O P CH2 –O Fosfoester bagı Glikozit bağo

􀁸 Organik bazın glikozit bağı ile pentoza bağlanmasıyla nükleozit oluşur. Nükleozitin fosfoester bağı ile fosfat grubuna bağlanmasıyla oluşan yapıya ise nükleotit denir.

Bir nükleotit üç kısımdan oluşur:

1. Azotlu Organik Bazlar

􀁸 Nükleotitlerin yapısında bulunan organik bazlar pürin ve pirimidin olmak üzere iki çeşittir.

a. Pürin bazları

􀁸 Adenin (A) ve Guanin (G) bazlarıdır. Çift halkalı bir iskelete sahiptirler. Adenin ve guanin bazları hem DNA hem de RNA’ nın yapısına katılır.

b. Pirimidin bazları

􀁸 Sitozin (S), Timin (T) ve Urasil (U) bazlarıdır. Tek halkalı bir iskelete sahiptirler. Sitozin hem DNA hem de RNA’nın yapısına katılırken, timin sadece DNA’ nın urasil de sadece RNA’nın yapısına katılır. Nükleotitler içerdiği azotlu organik baza göre adlandırılır.

2. Beş Karbonlu Şeker (Pentoz) 􀁸 Nükleotitlerin yapısına riboz ve deoksiriboz şekerleri katılır. Deoksiriboz DNA’nın, riboz ise RNA’nın yapısına katılır. Nükleik asitler içerdiği beş karbonlu şekere göre adlandırılır.

3. Fosforik Asit H3PO4 b – l

􀁸 Nükleotitlerin yapısına katılan üçüncü molekül fosforik asittir. Bu molekül hem DNA hem de RNA’ nın yapısına katılır.

DNA ve RNA nın yapısında bulunan nükleotitler.

1. DNA (Deoksiribonükleik Asit)

􀁸 Yapısında adenin, guanin, sitozin, timin organik bazları, deoksiriboz şekeri ve fosfat grubu bulunduran organik bir moleküldür.

2. RNA (Ribonükleik Asit) 􀁸 Yapısında adenin, guanin, sitozin, urasil organik bazları, riboz şekeri ve fosfat grubu bulunduran organik moleküllerdir.

a. Mesajcı RNA (mRNA)

• Sentezlenecek proteine ait genetik bilgiyi DNA’ dan alıp ribozoma taşır.

b. Taşıyıcı RNA (tRNA)

• Sitoplazmadaki amino asitleri alıp, mRNA’ daki bilgiye göre ribozoma taşır.

c. Ribozomal RNA (rRNA)

• Protein sentezinin gerçekleştiği organel olan ribozomun yapısına katılır. Bütün RNA çeşitleri DNA’ daki bilgiye göre (transkripsiyon) sentezlenir. Üretilen RNA’ lar enzimler gibi tekrar tekrar kullanılabilir.