CANLILARIN TEMEL BĠLEġENLERĠ Besinler kimyasal yapılarına göre organik ve inorganik besinler olmak üzere ikiye ayrılır. Görevlerine göre enerji verici, yapıcı onarıcı ve düzenleyici olmak üzere 3 e ayrılır. ĠNORGANĠK BĠLEġĠKLER Yapılarında C,H ve O den en az biri eksiktir. Canlılar tarfından sentezleneyemeyip dışardan hazır olarak alınırlar. Enerji vermezler, sindirelmezler, hücre zarındaki porlardan geçerler. İnorganik bileşikler su, minareler, asit, baz, tuz ve CO2 gibi maddelerdir. SU : Canlı vücudunun önemli bir kısmını su oluşturur.(%65-%95).su çok iyi bir çözüçüdür.vücut ısısının düzenlenmesini sağlar. Enzimlerin çalışması için uygun ortamı sağlar.bazı metabolizma artıklarının atılmasını sağlar. Enzimlerin çalışması için ortamdaki su miktarı en az %15 olmalıdır. Yapısında bulunan H bağlarından dolayı su molekülleri bir çekim kuvveti uygular. Su dipol bir moleküldür.(kohezyon, adhezyon, yüzey gerilimi.) Özgül ısısı yüksektir.(gec ısınır gec sogur) Buharlaşan su ısı alır.(terleme, vücut ısısının ayarlanması) Dehidrasyon ;İki veya daha fazla organik besin yapıtaşının (Monomer birleşerek daha büyük organik besin (polimer) oluşturması su oluşması olayıdır. Bu olayda ATP harcanır ve oluşan bağ sayısı kadar su açığa çıkar yoğunluk azalır Not:Dehidrasyon olayında kurulan bağ sayısı ve açığa çıkan su sayısı hesaplanırken sorunun sorulma tarzı önemlidir.örneğin ;Yapımı devam eden bir polipeptid zincirine 20 molekül daha katılırsa 20H2O açığa çıkar ve 20 yeni bağ kurulur veya moleküller halka şeklinde bir yapı oluştursa kullanılan molekül kadar su ve bağ oluşur. Hidroliz ; Büyük moleküllü (Polimer) bileşiklerin su ile parçalanarak daha küçük parçalara ayrılmasıdır. ATP harcanmaz yoğunluk artar. MĠNARELLER: 70 kg ağırlığında bir insanda yaklaşık 3 kg minarel bulunur. Bu minareler vitamin,enzim,hormon,hemoglobin,klorofil gibi özel yapılara katılarak kas kasılması,sinirsel iletişim sağlanması kemik diş gibi bazı yapıların oluşturulması, Enzimlerin yapısına koenzim olarak düzenleyicidirler.(kofaktör) Vücut sıvısının ozmotik basıncının ayarlanması, Vücut mutlaka bulunması gereken elementlere temel elementler makroelementler (C,H,O,N,S,P,Ca,Mg,K,Fe) denir. Vücutta az miktarda alınması gereken elementlere İz elementleri mikroelementler (Cu,Zn ) denir. Kalsiyum ve fosfor kemiğin ve dişin yapısına katılır. kanın pıhtılaşması Demir hemoglobin yapımında kullanılır.azot büyümeyi sağlar.sodyum ve klor iyonları dokularda suyu tutarak vücudun su dengesini sağlar.kas ve sinir sisteminin çalışmasını sağlar.vücutta hücreler arası sıvı ile hücre sıvısı arasında bir sodyum /potasyum oranı vardır.bu denge hayvanlarda potasyumca zengin bitkilerin yenilmesi ile bozulur.bizde hayvanlara kaya tuzu (Sodyum) veririz. Enerji verici Yapıcı onarıcı Düzenleyici Karbonhidratlar + + - Yağlar + + + Proteinler + + + Vitaminler - - + Minareler ve su - + + Organik Moleküller (BileĢikler) 1-)Karbonhidratlar 2-)Yağlar 3-)Proteinler 4-)Vitaminler 5-)Nükleik asitler 6- )ATP 7-)Enzim Organik moleküller sadece canlı organizmalar tarafından sentezlenebilen ve kullanılabilen moleküllerdir. Günümüzde bazı vitaminler sentetik olarak üretilmektedirler. Bütün organik besinlerin yapısında C,H,O atomları bir arada bulunur. Not:İnorganik maddelerden organik madde üretimini ototrof canlılar başarabilirken ;Organik maddelerden organik madde üretimini tüm canlılar gerçekleştirebilir.tüm canlı türleri tüm organik besin çeşitlerini üretemeyebilir. TUNCER ÖZMEN 1
Monomer ; Organik moleküllerde yapıtaşına denir.(glikoz,fruktoz, galaktoz, riboz,deoksiriboz,aa,gliserol,yağ asiti). Sindirilmezler. Pordan geçerler. Solunumla parçalanır. Üreticiler tarafından sentezlenebilirler. Polimer ; Monomerlerin birleşerek oluşturdukları organik bileşiklerdir. (Nişasta,glikojen,selüloz,protein,yağ,pepton). Sindirilirler. Pordan geçemezler. Tüm canlılar tarafından sentezlenebilirler. Organik moleküllerin enerji verme sırası : Karbonhidratlar Yağlar -- Proteinler(Eşey hücre proteinleri -- Kas hücre proteinler -- Sinir hücre proteinleri). Karbonhidrat, yağlar ve proteinler enerji elde etmek için kullanılabilir. Hücre zorunlu olmadıkça proteinleri enerji kaynağı olarak kullanmaz, çünkü proteinlerin esas görevi canlı yapısına katılmak ve enzim olarak görev yapmaktır. Nükleik asitler organik yapılı bileşikler olup canlı vücudunda kalıtım materyali olarak ve genetik bilgi deposu olarak iş görürler. Not: Enerji hammaddesi olarak kullanım sırası :açlık anı Karbonhidrat -- Yağ -- Protein Enerji potansiyeli sırası : Yağ -- Protein -- Karbonhidrat Yapı maddesi olarak önem sırası : Protein -- Yağ -- Karbonhidrat Sindirim kolaylığı : Karbonhidrat protein yağ KARBONHĠDRATLAR C,H,O elementlerinden oluşurlar. Genel formülü (CH2O)n. En önemli görevi enerji hammaddesi olarak kullanılmasıdır.bazı karbonhidratlar DNA,RNA,ATP;hücre zarı,hücre duvarı iskelet gibi bazı yapılara katılırlar.diğer bileşiklere göre az enerji verirler, fakat ilk enerji kaynağı olarak kullanılırlar çünkü parçalanmaları daha kolaydır. Monosakkaritler Disakkaritler Polisakkaritler -Glikoz -Sükroz -Nişasta -Fruktoz -Laktoz -Selüloz -Galaktoz -Maltoz -Glikojen -Kitin 1-)Monosakkaritler (Tek Ģekerler) Hidroliz ile daha küçük birimlere parçalanamazlar. Hücre zarındaki pordan gecebilirler. Ph etlilemezler. Solunumla parçalanabilirler. Suda çözünürler. Dehidrasyona katılabilirler. Glikozit bağı içermezler. Yapılarındaki mevcut karbon atomuna göre isimlendirilirler. Triozlar : 3 karbonlu şekerlerdir.glikoz ve fotosentezin karanlık devre reaksiyonlarında ara ürün olarak oluşurlar.örnek:pirüvik asit (C3H6O3), gliseraldehit. Pentozlar : 5 karbonlu şekerdir. Riboz ve deoksiribozdur. Riboz(C5H10O5) = RNA,ATP,NAD,FAD ın yapısında mevcuttur. Deoksiriboz(C5H10O4) = DNA nın yapısına katılır. Hekzozlar :6 karbonlu şekerlerdir.(glikoz,fruktoz,galaktoz) Glikoz(Üzüm şekeri ) Bal,üzüm ve incirde bol bulunur. Fruktoz(Meyve şekeri) Olgun meyvelerde ve balda bulunur. Laktoz(Süt şekeri) Süt ve süt ürünlerinde bulunur. Hepsinin formülü C6H12O6 dır.yalnız bunlar moleküllerindeki atomların farklı dizilişleri bakımından ayırt edilirler.kapalı formülleri aynı,açık formülleri farklı bileşiklere izomer bileşikler denir.glukoz,fruktoz ve galaktoz birbirinin izomeridir. Hücre zarından geçme sıraları: Galaktoz -- Glukoz -- Fruktoz dur. Glikoz ve früktoz bitkisel, galaktoz hayvansal bir şekerdir. 2-)Disakkaritler (Çift Ģekerler) İki monosakkaritin aralarında bir molekül su açığa çıkarıp Glikozit bağı ile bağlanması sonucu oluşur. Sindirilmeden pordan geçemezler. Suda çözünürler. Dehidrasyona uğrayabilirler. Ph etkilemezler. 1 tane gikozit bağı bulundururlar. Solunumda kullanılabilirler!... Glikoz+Fruktoz --- Sakkaroz(Sükroz)(Çay şekeri)+h2o (Bitkisel) Glikoz+Galaktoz --- Laktoz(Süt şekeri)+h2o (hayvansal) Glikoz+Glikoz --- Maltoz(Arpa şekeri)+h2o (Bitkisel) 3-)Polisakkaritler(Çok Ģekerler) Çok sayıda glikozun glikozid bağları ile bağlanması sonucu oluşurlar. n(glikoz) ---- polisakkarit + (n-1) su Sindirilmeden pordan geçemezler. TUNCER ÖZMEN 2
Polisakkaritler ikiye ayrılır. 1-)Depo polisakkaritleri: Nişasta ve Glikojendir. 2-)Yapısal polisakkaritler: Selüloz ve kitindir. NiĢasta ; Bitkilerde karbonhidratların depo şeklidir.çok sayıda glikozun (Glikozit Bağı) bağlanması ile oluşur.hayvan hücrelerinde bulunmaz ançak sindirime uğrar.esas olarak Löloplastlarda depo edilir.suda erimez ;Alkolde erir.buğday,patates,mısır,bakla vb bulunur. Not : Nişasta suda çözünmediği için hücre içi basıncı artırmaz. Glikojen ;Hayvanlarda karbonhidratların depo şeklidir.karaçiğer ve kasda bol miktarda bulunur.suda çözünür. Hayvan, mantar ve bakteri hücrelerinde bulunur. Selüloz ; Bitki hücrelerinde hücre çeperinin yapısını oluşturur. Hayvan hücrelerinde bulunmaz.insan ve omurgalı hayvanlarda selülozu sindiren enzimler bulunmaz. otçullarda simbiyoz bakteriler tarafından sindirilerek kullanılır. Suda çözünmez KitiN ;Omurgasız hayvanlarda özelikle eklem bacaklılarda (Böcek) dış iskeleti mantarlarda hücre çeperini oluşturur. Yumuşaktır Ca tuzları ile sertleşir. Ameliyat ipi olarakta kullanılır. Yapısında azot bulunur. Lignin; Selülozla birlikte destek dokuda bulunur. Sindirimi gercekleşmez. Daha karmaşık yapıdaki polisakkaritlerin arasında kanın pıhtılaşmasını önleyen Heparin de bulunur. YAĞLAR (LĠPĠTLER) Yapılarında C,H,O atomları yer alır.ancak bazı yağların yapısında P ve N gibi atomlarda bulunabilir. Yapılarındaki O2 oranı karbonhidratlara göre daha düşüktür bu nedenle de yapılarındaki hidrojen ve karbon oranı yüksek olur. Aynı karbon sayılı diğer besinlere göre daha fazla H içerirler. Bu yüzden daha hafif ve daha az yer kaplarlar. Solunumla parçalanmaları sonucu daha fazla su ve enerji oluşur. Yapılarındaki mevcut hidrojen ve karbon iyonu fazlalığı nedeniyle daha fazla enerji verirler.ançak oksijen azlığı nedeni ile zor yanarlar. Deri altında birikerek vücudun ısı kaybını önler ve mekanik darbelere karşı korur.daha hafif olması nedeniyle göçmen kuşlarda depo maddesi olarak kullanılırlar. Kış uykusuna yatan ve çölde yaşayan hayvanlarda bol bulunurlar. (metabolik su ve enerji). Glikolipit ve lipoprotein lere katılarak hücre zarında görev alırlar. Yağların kullanımı ve yıkımı uzun sürdüğünden, hücrelerde ikinci enerji kaynağı olarak iş görürler. En önemli yağlar ; -yağlar(nötr yağlar) -steroidler -fosfolipitler Fosfolipitler ;Hücre zarının yapısına katılır.fosfor içeren yağlardır. Zara kararlı yapı ve akıcı mozaik özellik katar. Steroidler ; D vitamini, eşeysel hormon ve kollesterol örnek verilir.kolesterol ;Hayvansal hücre zarının yapısına katılır fakat fazlalaşır ise damar sertliğine neden olur. Nötral yağlar ;yağların en önemli depo şeklidir. Doğal yağlar trigliserit diye adlandırılırlar.3 yağ asiti ve bir mol gliserolün 3 ester bağı ile bağlanması ile oluşurlar. 3 yağ asiti + 1 gliserol ------- Yağ +3 H2O Yağ asitleri gliserol ile ester bağları ile bağlanır.bir gliserole bağlanan yağ asitleri farklı olabilir.bundan dolayı yağların bir çok türevi oluşur. Yağ asitleri ; Karbonlar arasındaki bütün bağlar tekli ise doymuģ yağ asiti (Bütürik asit,palmitik asit) denir.bunlar hayvansal kaynaklı (iç yağı,tere yağı) dırlar ve oda sıcaklığında katıdırlar.yağ asitinin durumuna göre yağlarda isim alır. Karbonlar arasında çift bağ varsa doymamıģ yağ asiti (Oleik asit,linoleik asit) denir.bunlar bitkisel kaynaklıdır ve oda sıcaklığında sıvıdırlar. Not : Doymamış yağlar hidrojen ile doyurularak katı hale geçirilirler. Böylece margarinler oluşur. Bazı doymamış yağ asitleri vücut da sentezlenmez besin ile alınması gereklidir.bunlara temel yağ asitleri denir.(omega-3, omega-6) PROTEĠNLER C,H,O ve N elementlerinden oluşurlar.bazı proteinlerde kükürt(s) ve fosfor(p) da bulunabilir.proteinler ribozom organelin de her canlı türü tarafından sentezlenebilir. Fakat amino asitler ribozomda sentezlenmez. Proteinler DNA tarafından sentezlettirildiği için her canlının proteini farklıdır.aminoasit diziliş sırasını genler belirler. Aminoasitlerin dizilişleri türlere özgüdür. Akrabalık belirler. Çok sayıda amino asitin peptid bağı ile birleşmesinden oluşurlar. TUNCER ÖZMEN 3
n.(amino asit) --------- Protein+ (n-1) su yorum! (polipeptid, pepton, tripeptid, dipeptid) Proteinlerin parçalanması sonucu CO2,H2O,NH3 gibi artık ürünler oluşur. Proteinlerin yapı taşı amino asitlerdir.tabiat da 20 çeşit amino asit vardır. Ototrof canlılar 20 çeşit aa sentezlerken,hetetrof canlılar bir kısmını kendisi üretir,bir kısmını dışardan alır. 12 tanesini kendisi üretir,8 tanesini dışardan alır. Bu 8 çeşit amino asite esensiyal(temel) aa lar denir.mecbur kalındığı takdirde enerji verici olarak kullanılabilirler. Her bir aa de amino grubu ile karboksil grubu aynıdır.aa lerde farklı olan Radikal (R) gruplardır.20 farklı radikal grup vardır. Amino asitler birbirine amino (NH2) ve karboksil (COOH) grubları ile bağlanır.1.aa in COOH grubundaki karbon atomu ile 2.aa in amin (NH2) grubundan azot atomu arasında peptid bağı kurulur.bu arada bir molekül su açığa çıkar. Not : Proteinlerin birbirlerinden farklı olmasının nedeni içerdikleri aa lerin -sayısına,-çeşidine,-dizilişine,-kullanım miktarına bağlıdır. Amino asitlerin parçalanabilmesi için ilk önce amino gruplarını kaybetmesi gerekir.bunun sonucu olarak oluşan NH3 oldukça zehirli bir artık ürün olup bazı hayvan gruplarında bolca su ile seyreltilerek doğrudan dışarı atılırken bazı hayvan gruplarında üre yada ürik asite dönüştürülerek dışarı atılır. Amino asitlerin yapısında bulunan amino grubu bazik,karboksil grubu asidik özellik gösterdiği için amfoter özellik gösterir.böylece hücrede meydana gelen ph değişimleri tamponlanır. Fakat kendisi asit özelliği gösterir. Canlı vücudunda protein eksikliği durumunda bazı anormalliler ortaya çıkar.bu anormallikler yaraların geç iyileşmesi,alyuvar yapımında bozukluklar, enfeksiyonlara karşı bağışıklığın zayıflaması,kanda ozmotik basıncın azalması, büyümenin yavaşlaması sayılabilir. Enzimler,antijen,antikor,hormonların bir kısmı,hemoglobinin globin kısmı protein yapıdadır. Gliserol Amino asitler diğer organik bileşiklere Yağ asidi dönüşürken NH2(amino grubu) lerini kaybederler buna deaminasyon denir. Glikoz Aminoasit Kasların kasılmasını sağlayan aktin ve miyozinler protein yapıdadır.hücre içi ve hücre dışı ortamın ozmotik dengesinin korunmasında proteinlerde görev alır. Kanın osmotik basıncı kan proteinleriye sağlanır. Sıcaklıkla denatürasyona uğrarlar. VĠTAMĠNLER Vücutta düzenleyici fonksiyon görürler.bazıları enzimlerin (Koenzim) yapısına katılır.sindirime uğramazlar.sindirim sisteminden doğrudan kana emilirler. Pordan geçerler. Vücutta enerji verici olarak kullanılmazlar. Polimerleşmezler. Solunumda kullanılmazlar. Yeşil bitkiler ihtiyaç duydukları vitaminleri kendileri sentezlerler.insan ve hayvanlarda vitamin sentezi çok azdır. Bir canlı için vitamin olan bir diğeri için vitamin olmayabilir. Ör:C vitamini insan,maymun ve kobaylar için vitamin olmasına rağmen diğer hayvanlarda sentezlenebildiği için vitamin değildir.insanlar bazı provitaminleri vitaminlere çevirirler.(a ve D vitamini). Hetetrof canlılarda her vitamin,yalnızca kendine özgü reaksiyonun gerçekleşmesinde rol oynar.bir vitamin eksikliği başka bir vitaminle giderilemez. Not :Havuçta bulunan karoten(provitamin-a) karaciğerde A vitaminine,besinler ile alınan provitamin-d güneşin ultraviyole ışınları ile deride D vitaminine dönüştürülür. A,C,D,E vitaminleri oksijenden,a,b,e,k vitaminleri ışıktan,c ve E vitaminleri ise demir ve bakır gibi maddelerle temastan bozulur. Eksiklikleri veye fazlalıkları zararlı olabilir. Uzun süreli bekletmek, ısıtma,kurutma,kuvvetli ışık,metaller ile temas özellikle suda eriyen vitaminlerin yapısının bozulmasına neden olur. Kullanılmaları için çözünmeleri gerekir. Vitaminler suda ve yağda çözünen olmak üzere 2 ye ayrılır. -A,D,E,K vitaminleri yağda erirler,yani çözünürler.uzun süre bozulmadan kalabilirler.bunun için karaciğerde depolanırlar. Eksiklikleri gec hissedilir. İdrarda rastlanmaz. -B ve C vitaminleri suda erirler.suda çözünen vitaminler vücutta depo edilmediği için fazlası idrar ile dışarı atılır. Eksiklikleri çabuk hissedilir. -Vitaminlerin bazıları insan kalın bağırsağında yaşayan bazı bakteriler tarafından üretilebilir.b ve K vitaminleri. TUNCER ÖZMEN 4
Not : E vitamini yağ dokusu ve az miktarda üreme organlarında depolanır. Vitaminlerin yararları : Hastalıklara karşı vücut direncinin artması; enzimlerin çalışmasının sağlanması; sinir ve sindirim sistemlerinin düzenli çalışması.büyümenin sağlanması. Vitamin Eksikliğindeki anormallikler A vitamini Gece körlüğü,büyümede gerileme, deride pullanma ve kuruma. D vitamini Raşitizm, osteomalazi,kemik ve dişlerde bozulmalar. E vitamini Kısırlık, erken ve ölü doğumlar, alyuvarlarda bozukluk ve halsizlik. E vitamini A vitaminin vitamin özelliklerini kaybetmesini önler. K vitamini Kanın pıhtılaşma sürecinde uzama. B vitamini Beriberi(B1),pellegra(B3) ve pernisiyoz(b12) anemi. C vitamini Vücut direnci azalması, diş etlerinde iltihaplanma ve çekilme şeklinde gözlenen skorbüt oluşur.skorbit KĠMYASAL ENERJĠ Canlılar hangi enerji tipine sahip olursa olsun temel enerji kaynağı güneştir. Fotosentez yapabilen hücreler organik madde üretirler,böylece ıģık enerjisi organik bileşiklerin yapısındaki atomlar arası bağlarda kimyasal bağ enerjisi şeklinde depo edilmiş olur. Hücre içerisinde yüksek düzeyde enerji dönüşümleri ve enerji çıkartan olaylar olduğu halde hücre bu durumdan fazla etkilenmez.etkilenmemesinin nedenleri : -Enerji açığa çıkaran olayların kontrollü bir şekilde basamak basamak yürütülmesi. -Enerji nin ihtiyaç halinde üretilip tekrar tüketilmesi -Enerji nin tüm vücut hücrelerinde aynı anda değil ihtiyaç duyulan hücrelerde üretilip tüketilmesi. -Açığa çıkan enerjinin önemli bir kısmının ısı enerjisine dönüştürülmesi METABOLİZMA Hücredeki tüm hayatsal faaliyetlere metabolizma denir. Özümleme (Anabolizma=Asimilasyon=Biyosentez) : Canlıda gerçekleşen yapım olaylarıdır.önemli özümleme olayları Protein sentezi,enzim sentezi ve fotosentez kemosentez olayı. Yadımlama(Katabolizma=Disimilasyon=Yıkım ) Canlıda gerçekleşen yıkım olayıdır.o2 li ve O2 siz solunum,sindirim Özümleme =Yadımlama => Metabolizma dengede. Özümleme >Yadımlama =>Metabolizma büyür. Özümleme < Yadımlama =>Metabolizma yaşlanır. Bazal metabolizma ; Bir canlının temel canlılık olaylarını devam ettirebilmesi için gereksinim duyduğu minimum düzeydeki enerji miktarına bazal metabolizma denir.sağlıklı bir insanın bazal metabolizma hızı yemek yedikten en az 12 saat sonra tam dinlenme halindeyken birim zamanda tükettiği O2 miktarına veya birim zamanda dışarı verdiği ısı miktarına bakılarak ölçülebilir. Bazal metabolizmanın hızı canlının ; yaşı,vücut düzeyi(boy,kilo),cinsiyet göre değişir.uyuyan insan,kış uykusuna yatan hayvan,endospor oluşturmuş bakteri,bitki tohumu bazal metabolizma durumundadır. Memeli hayvanlarda vücut büyüklüğü ile metabolizma hızı arasındaki ilişki; Vücut büyüklüğü ile ters orantılıdır. ÖSS sorusu :Bir insanın,belirli bir süre içerisinde,sadece canlılığını sürdürmek için kullandığı enerji miktarını belirlemede,aşağıdakilerden hangisi en uygun yoldur. Cevap :Dinlenme anında kullanılan oksijenin miktarının ölçülmesi. ATP ENERJĠSĠ (Adenozin trifosfat) ATP, kimyasal bağ enerjisinden sentezlenebilir.atp nin temel kaynağı ışık enerjisidir.atp de iki adet yüksek enerjili fosfat bağı vardır. TUNCER ÖZMEN 5
Not : Tüm canlılar metabolik olaylarda ATP enerjisi kullanır ve her hücre kendi ATP sini üretebilir.bu nedenle hücreler arası ATP transferi olmaz ve ATP depo edilmez.ancak ihtiyaç halinde üretilir ve tüketilir. ATP+H2O ADP+Pi+7300 cal (7,3 Kcal) (Enerji) Bir hücrede ATP sentezi enerji gerektiren endergonik bir olaydır ; yıkımı ise enerji veren ekzergonik bir reaksiyondur. Atp sentezi aynı zaman da bir dehidrasyon olayıdır ve fosforilasyon olarak tanımlanır. Atp yıkımı ise hidroliz olayı olup defosforilasyon denir. Dört yolla ATP sentezlenir 1-Substrat düzeyde fosforilasyon: Bütün canlılarda görülür, Sitoplazmik solunum enzimleri kullanılarak organik maddelerin yapısında bulunan bağ enerjisinin ATP enerjisi haline dönüşmesidir (glikoliz 4ATP, krebs 2ATP) 2-Oksidatif-fosforilasyon: Oksijenli solunum enzimi bulunduran canlılarda gerçekleşir, Organik maddeler oksijenli solunum enzimleri ile inorganik yapılara dönüştürülürken açığa çıkan H lerin O2 ye aktarılırken gerçekleşir (34 ATP), e.t.s. görev alır 3-Foto-fosforilasyon Klorofil taģıyan canlılarda gerçekleşir. Klorofil ve e.t.s etkisi ile güneş ışık enerjisinin dönüşümü ile gerçekleşir Enzim görev almaz (Devirli fotofosforilasyon 1ATP, devirsiz fotofosrilasyon 2ATP) 4-Kemosentetik-fosforilasyon: Oksidasyon enzimi taşıyan bakterilerce (kemosentetik) gerçekleştirilir, İnorganik maddelerin (H,Fe,N,NH3 vb.) oksidasyon enzimleri ile oksitlenmesi ile açığa çıkan kimyasal enerji ile gerçekleşir sadece bazı bakteriler yapar. Canlılar dünyasında iki yöntemle ATP üretimi gerçekleģir. A-Substrat düzeyde ATP sentezi Enerji veren egzergonik reaksiyonlarda enerji düzeyi yüksek moleküller kullanılarak, enzimler aracılığı ile ADP nin (enerji düzeyinin yükseltilmesi) ATP ye dönüştürülmesi. Bütün canlılarda görülür. B-Kemiosmoz yöntemi (Proton pompası) ile ATP sentezi Zarla ayrılmış iki ortam arasında oluşturulan H+ yoğunluk farkına bağlı olarak ATP sentezlenmesi. ATP evrensel enerji kaynağı molekülü olarak kabul edilir. Nedenleri: 1. Tüm hücrelerde ATP nin varlığı 2. Birçok metabolik (Katabolik veya anabolik) hücresel faaliyetlerinde ATP kullanımı 3.Hücrelerin ATP açlık etkisi hücrelerde ATP sentezlenmez ise canlılık durur. 4. Farklıda olsa ATP sentezine yönelik aktivitelerin bütün canlılarda olması 5. Bütün canlılarda aynı ATP (prokaryotik ve ökaryotik hücreler) aynı veya farklı olaylarda kullanılır TUNCER ÖZMEN 6
ENZĠMLER (BĠYOLOJĠK KATALĠZÖRLER) Katalizör :Bir reaksiyona girerek aktivasyon enerjisini düşürüp,reaksiyonun daha düşük sıcaklıkta gerçekleşmesini sağlayan kimyasal moleküllerdir. Canlılarda her kimyasal reaksiyonun başlangıcı için bir enerji engeli vardır. İşte reaksiyonun başlayabilmesi için gerekli olan en düşük enerji miktarına aktivasyon enerjisi denir. Enzimler canlı hücrelerdeki bütün biyokimyasal reaksiyonları hızlandıran ve bu enerji engelini azaltan biyolojik katalizördürler, reaksiyonları başlatamazlar. Canlı hücrelerin en önemli aktivasyon enerjileri ATP ve sıçaklıktır. Enzimler reaksiyonu başlatmaz,ançak başlamış reaksiyonu hızlandırır. Enzimlerin etki ettiği maddeye substrat denir.enzim isimlendirilmesinde enzim inaktif durumda substratının sonuna veya katalizlediği tepkimenin sonuna Jen eki ile (tripsinojen),enzim aktif durumda ise substratının sonuna az eki getirilerek yapılır(selülaz). Enzimler 2 ye ayrılır: a-)basit Enzim :Sadece proteinden oluşmuş enzimlerdir.(pepsin,üreaz) b-)bileģik Enzim:Proteine ilave olarak koenzim(vitamin) veya kofaktör (Mineral) ile çalışırlar. Apoenzim : Enzimin protein yapıdaki kısmına apoenzim denir.enzim çeşitliliği apoenzim kısmı ile sağlanır.dolayısı ile enzimin türünü ve etkileyeceği substrat maddesini apoenzim kısmı belirler.apoenzim tek başına iş göremez.enzimin hangi maddeye etki edeceğini protein kısım belirler. Apoenzim üzerinde substratın bağlanacağı aktif bölge bulunur.apoenzim yardımcı kısımdan daha büyüktür. Not : Bir apoenzim sadece bir koenzim ile çalıģırken ; Bir koenzim birden fazla apoenzim ile çalıģabilir. Koenzim :Apoenzimin aktifleşerek reaksiyonu gerçekleştirmesini sağlayan ve substratın kimyasal bağlarına etki edecek moleküllerdir.bunlar NAD,FAD, NADP ve özellikle B grubu vitaminlerdir. Kofaktör :Apoenzime bağlanan aktifleştirici kısım minarelerden oluşmuş ise kofaktör adını alır.ca,mg,zn K..vb. Holoenzim : Apoenzim ile koenzimin birlikte oluşturduğu gruba tam enzim anlamına gelen Holoenzim denir. Enzimlerin özellikleri : 1-)Enzimler genellikle spesifiktirler.yani her enzim belli bir reaksiyonu katalizler.enzimin etki ettiği maddeye substrat denir.her enzim ançak bir çeşit substrata etki edebilir.enzim substrat ilişkisi anahtar kilit uyumuna benzer. Fakat bir çeşit substrata farklı enzimler etki edebilir. 2-)Enzimler genellikle çift yönlü çalışırlar.yani tersinirdirler. 3-)Enzimler reaksiyondan etkilenmezler,girdikleri gibi çıkarlar.bu yüzden tekrar tekrar kullanılırlar. 4-)Enzimler etkinliklerini maddenin dış yüzeyinden başlatırlar.(bu yüzden kıyılmış et aynı miktar parça et den daha kolay sindirilir. 5-)Enzimler hücre içinde üretilir hücre içi ve hücre dışında da etkilidir. 6-)Enzimler genellikle takım halinde çalışırlar. 7-)Her enzim belli bir koenzim ile çalışır.ancak koenzimler farklı enzimler ile çalışabilir. 8-)Etki ediği maddenin sonuna az eki getirilir. 9-)Her hücrede tepkime çeşidi kadar enzim çeşidi vardır. 10-)Enzimler reaksiyonları çok hızlandırırlar. Enzimatik Tepkimelerin hızına etki eden faktörler : a-)sıcaklık Enzimler 0 C derece altında ve 55 C derece nin üstünde çalışamazlar. Yüksek Sıçaklıkta proteinin yapısı bozulur (Denatürasyon). 0 C derecenin altında enzimin yapısı bozulmaz sadece işlevi dondurulur.en ideal 20-40 C derece de çalışırlar. b-) ph Her enzimin en iyi çalıştığı bir ph aralığı vardır.aşırı asidik ve bazik ortamlardan etkilenirler.örneğin ;Midedeki pepsin ph=2 de çalışırken,ince bağırsaktaki tripsin ph=8,5 de işgörür.genellikle nötr ortamlarda çalışırlar. c-)su Enzimlerin iş görebilmesi için ortamdaki su miktarı %15 den fazla olması gerekir.eğer %15 in altında ise enzimler çalışmaz.reçel ve pekmez buna örnektir. d-)aktivatörler TUNCER ÖZMEN 7
Enzim reaksiyonlarını hızlandıran maddelere aktivatör denir. Koenzim ve kofaktörlerdir.(b grubu vitaminler, Optimum Sıçaklık ve ph) e-)ġnhibitörler (kompetitif olan olmayan) Enzim realsiyonlarını yavaşlatan veya engelleyen maddelere inhibitör denir.(bazı ilaçlar ve zehirler). f-)enzim/substrat yoğunluğu 1-Ortamda yeterli substrat varsa enzim yoğunluğu arttıkça tepkimenin hızı da artar. 2-Enzim miktarının sabit tutulduğu bir ortamda substrat yoğunluğu arttıkça tepkimenin hızı bir noktaya kadar artar sonra sabit gider. 3-Substrat Yüzeyi ; Enzim etkinliği substratın dış yüzeyinden başladığı için substart yüzeyi arttıkça tepkimenin hızı da artar. Gen-Enzim iliģkisi ;Her enzim bir gen tarafından sentezlenir. Enzimatik reaksiyonlar dizisi sonucu oluşan son ürünler,belli bir konsantrasyona erişince enzim faaliyeti durur.ortamda aşırı miktarda ürün olduğunda bu ürün enzim ile reaksiyona girerek (Feed-Back) reaksiyonu durdurur. Tek hücre proteini : Tek hücre proteini alg, bakteri,maya ve küflerin büyük miktarda üretilmesi ve bu canlı hücrelerin kurutulması ile elde edilir.tek hücre proteini,insan besinlerinden çorbalarda,hazır yemeklerde,vitamin ve diyet yiyeceklerinde katkı maddesi olarak kullanılır. TUNCER ÖZMEN 8