Organik Bileşikler. Karbonhidratlar. Organik Bileşikler YGS Biyoloji 1

Transkript

1 Organik Bileşikler YGS Biyoloji 1 Hazırladığımız bu yazıda; organik bileşikler ve organik bileşiklerin yapısını, canlılarda bulunan organik bileşikleri ve bunların görevlerini, kullanım alanlarını, canlılar için önemini ve şeker türlerini öğrenebilirsiniz. Organik Bileşikler Organik bileşikler yaşamımızın sürdürülmesinde en temel maddelerden biridir. Hücrelerde metabolik olayların gerçekleşmesi, temel besin kaynaklarımız ve günlük hayatta kullandığımız birçok materyal, ısınmada kullandığımız doğalgaz ve araba yakıtı olan benzin gibi maddeler organik kökenlidir. Yine organizmaların temel yapıları, canlılık için gerekli olan enerji ve metabolik tepkimeler organik moleküllerin varlığında gerçekleşir. Canlılarda özelliklerin aktarılması, bireyin kendine özgü davranışlar göstermesi ile ilgili her türlü bilginin depolanmasında organik moleküller rol oynar. Bileşiklerin bir bölümü doğrudan doğadan alınarak canlı yapısına katılırken bir bölümü ise alındıktan sonra canlı yapısına uygun olarak yeniden sentezlenir. Birçok organik molekül iskeleti, karbon zincirlerinden oluşmasına rağmen karbon atomu içeren her bileşiğin organik olduğunu düşünmemek gerekir. Örneğin, karbondioksit inorganik bir moleküldür. Organik bileşiklerin yapısında karbon ile birlikte oksijen ve hidrojen elementleri bulunur. Bazı organik moleküllerde bunlara ek olarak azot, fosfor ve kükürt elementleri de bulunur Ancak bazı organik moleküllerde oksijen atomu bulunmaz. Bunlar, karbon ve hidrojen atomlarını içeren moleküller olup hidrokarbonlar olarak adlandırılır. Örneğin yağlar, uzun hidrokarbon kuyrukları içerir. Hidrokarbonlarda fazla miktarda enerji depolanır. Günlük yaşamımızda kullandığımız benzin yakıtı hidrokarbonları içerir. Yine yağ moleküllerindeki hidrokarbon zincirleri, yakıt depoları olarak kullanılır. Canlılarda bulunan organik bileşiklerin en çok bilinenleri karbonhidratlar, lipitler, proteinler, enzimler, vitaminler, nükleik asitler ve ATP dir. Bu bileşiklerin bazıları hücrede enerji kaynağı, bazıları yapı malzemesi, bazıları da metabolizma düzenleyici madde olarak görev yaparlar. Organik moleküllerin, hücrelerde enerji üretiminde kullanım sırası karbonhidratlar, yağlar ve proteinlerdir. Canlı yapısında bulunma miktarı ise, protein yağ ve karbonhidrat şeklindedir. Nükleik asitler, kalıtım ve hücre yönetiminin gerçekleştirilmesinden sorumludur. Vitaminler biyolojik tepkimelerde düzenleyicidir. ATP ise enerji verici moleküldür. Karbonhidratlar Bitkisel besinlerde yoğun olarak bulunur. Örneğin ekmek, patates gibi besinler karbonhidrat yönüyle zengindir. Karbonhidratların görevleri ise şunlardır

2 Organik Bileşikler YGS Biyoloji 2 Hücrelerin 1. Derecede enerji kaynağı olan moleküllerdir. Hücre zarının yapısındaki yağ ve proteinlere bağlı olarak işlev yaparlar. Karbonhidratlar, karbon, hidrojen, oksijen elementlerinden oluşur. Karbonhidratlar yapısal olarak monosakkarit adı verilen birimlerden meydana gelir. Monomer yapısındaki karbon sayısına ve C, H, O elementlerinin yapısındaki dizilişlere göre sınıflandırılır. Karbonhidratlar; monosakkaritler (tek şekerler), disakkariteler (çift şekerler) ve polisakkaritler (çok şekerler) olmak üzere üçe ayrılır. Monosakkaritler Sindirimde daha küçük birimlere parçalanamayan karbonhidratların en basit tipleridir. Basit şekerler ya da monosakkaritlerin, karbon sayıları 3 ile 8 arasında değişiklik gösterir. Biyolojik yönden önemli olan monosakkaritler, yapılarındaki karbon sayılarına göre pentozlar ve heksozlar olmak üzere iki ana gruba ayrılır. Pentozlar, yapılarında 5 karbon atomu bulunduran şekerdir; iki türü bulunur. Bunlar riboz ve deoksiribozdur. Deoksiribozun, riboz şekerinden farkı, yapısında bir oksijen atomunun eksik olmasıdır. Pentoz şekeri, çekirdek asitlerinin (DNA, RNA) yapısına katıldıklarından çok önemlidir. Heksoz şekerlerin yapısında 6 karbon (C) atomu bulunur. Bunlar; glikoz, fruktoz ve galaktoz şeklinde isimlendirilir. Bu moleküller suda çözünür, tatlıdır ve hücre zarından kolaylıkla geçebilir. Glikoz, doğal ortamda üzüm ve şekerli meyveler de bulunmakla beraber çoğunlukla

3 Organik Bileşikler YGS Biyoloji 3 polisakkaritlerin sindirilmesi ile elde edilir. Glikoz, memelilerin kanlarında bulunması zorunlu olan moleküldür. Not: İnsan hayatının devamı için 100 ml kanda, mg glikoz bulunmalıdır. Dissakaritler İki basit şeker molekülü birleştiğinde, oluşan daha büyük moleküle çift şeker ya da disakkarit adı verilir. İki monosakkarit, disakkarit meydana gelirken aralarından bir kovalent bağ olan glikozit bağı oluşur. Olay sırasında bir molekül su açığa çıkar; bu şekilde küçük moleküllerin birleşmesi sonucunda, suyun çıkması olayına dehidrasyon denir. Disakkaritlerin su ile tepkimeye girerek yapı birimlerine ayrılmasına hidroliz adı verilir. Hidroliz sırasında iki molekül arasında bulunan glikozit bağı yıkılır. Not: Disakkaritler hidroliz olmadan hücre zarlarından geçemez ve kana karışamaz. Kapalı formülü: C 12 H 22 O 11 Canlılarda en çok bulunan disakkaritler; maltoz, sakkaroz ve laktoz şekeridir. Bunlardan maltoz ve sakkaroz bitki hücrelerinde, laktoz ise hayvan hücrelerinde sentezlenir. Maltoz, iki glikoz molekülünün birleşmesinden oluşan disakkarit olup özellikle arpada bol olarak bulunur. Disakkaritler de basit şeker gibi tatlıdır ve suda çözünebilir. Hayvanlar, disakkaritleri besinlerle beraber aldıktan sonra, sindirim sisteminde monosakkaritlere ayrılır ve vücut için kullanılabilir hale gelir.

4 Organik Bileşikler YGS Biyoloji 4 Polisakkaritler İkiden fazla basit şeker molekülünün bir araya gelip birleşerek meydana getirdikleri yeni kompleks molekülüne polisakkarit adı verilir. Polisakkaritlerin görevleri ve üretildiği canlı grupları farklılık gösterir. Canlılarda enerji kaynağı ve hücresel yapıya katılma gibi işlevleri bulunur. Biyologlar açısından önem taşıyan polisakkaritler nişasta, glikojen, selüloz ve kitindir. nişasta, çok sayıda glikoz molekülünün bir araya gelmesiyle oluşur ve bitki hücrelerinde depo edilir. Bu işlem, bitkilerin fotosentez sonucu ürettikleri glikozun bir kısmını kullandıktan sonra geriye kalanını plastidlerde nişastaya dönüştürerek depolamaları şeklinde gerçekleşir. Hayvanlar,

5 Organik Bileşikler YGS Biyoloji 5 yedikleri bu bitkisel besinlerle vücutlarına nişastayı alır. Daha sonra sindirim sisteminde hidroliz olayı ile glikoz birimlerine ayrılarak kana karışır. Not: Nişasta ile iyot bir araya geldiğinde mavi mor bir renk oluşur. Glikojen, nişasta gibi büyük bir moleküldür. Nişastadan farkı, hayvan hücrelerinin özellikle kas ve karaciğer hücrelerinde, bakteri ve mantar hücrelerinde depo edilmesidir. İnsanlarda karaciğerdeki glikojen, gerektiğinde glikoza dönüştürülerek kana verilir ve vücudun ihtiyacı olan enerji elde edilir. Kandaki şeker miktarını ayarlayan hormon insülindir. Kandaki yüksek insülin değerlerine rağmen pankreasta üretilen insülinin etkisini az göstermesi sonucunda kan şekeri yüksekliğinin görülmesi insülin direnci olarak bilinir. Son dönemlerdeki bilimsel çalışmalarda, insülin direnci ve diyabet başta olmak üzere, kalp hastalıkları, kanser gibi birçok hastalığın dengesiz ve düzensiz beslenme sonucu ortaya çıkan obezite ile ilişkili olduğunu görülmüştür.. Not: İnsanlar birkaç gün yemek yemezse glikojen depoları tükenir. Selüloz Bitki hücrelerinde hücre duvarını oluşturan başlıca madde olan selüloz da çok sayıda glikoz molekülünden oluşmaktadır. Bazı plastiklerin, sentetik ipeğin, fotoğraf filmlerinin, bazı silahların ve patlayıcıların yapımında ticari amaçlı olarak da kullanılır. Nişasta, glikojen ve selülozun temel yapı birimi glikozdur. Aralarındaki fark glikoz molekülünün sayısından ve bağlanma üzerindeki değişikliklerden kaynaklanmaktadır. Bununla birlikte glikojen suda kısmen çözülebilirken nişasta suda çok az çözünür, selüloz ise suda çözünmez. İnsanlarda olduğu gibi omurgalı hayvanların da sindirim sistemlerinde selülozu sindirecek olan enzim üretilmez. Bu nedenle besinlerle alınan selüloz sindirilmeden atılır. Not: Otla beslenen bazı hayvanların sindirim sisteminde ve bakterilerde selülozu sindirimi gerçekleşebilmektedir. Kitin, eklembacaklıların dış iskelet yapısında bulunan bir maddedir. Böceklerin dış iskeleti kitinden oluşmaktadır. Aslında esnek bir madde olmasına karşın yapısına kalsiyum karbonat tuzunun katılmasıyla sertleşir. Not: Mantarların hücre duvarının yapısında selüloz yerine kitin bulunur. Not: Kitin oldukça sağlam ve esnek bir maddedir. Bu nedenle ameliyat ipliklerinin yapısında kullanılır. Yara iğleştikten sonra bu iplikler kendiliğinden ayrışır.

6 Organik Bileşikler YGS Biyoloji 6