1. Öğretmen Kılavuzu a. Konu b. Kullanıcı Kitlesi c. Deney Süresi d. Materyaller e. Güvenlik f. Genel Bilgi g. Deney Öncesi Hazırlık h. Ön Bilgi i. Deneyin Yapılışı (Prosedür) j. Deney Sonuçları k. Öğrenci Kılavuzundaki Soruların Cevapları l. Kaynaklar 2. Öğrenci Kılavuzu a. Genel Bilgi b. Deney Süresince Uyulması Gereken Kurallar c. Deneyin Yapılışı d. Sorular 1
Canlı organizmaların en önemli enerji kaynaklarından birisi olan lipitler; eter, kloroform, benzen ve aseton gibi organik çözücülerde çözünebilen, apolar veya hidrofobik organik bileşiklerdir. Kit, yağ spot testi, çözünürlük testi, sudan IV testi, sabunlaşma testi, emülsiyon testi ve lipid parçalama testi olmak üzere 6 farklı test sistemini içermektedir. Kit içeriği 10 öğrencinin deneyi yapabileceği şekilde dizayn edilmiştir. a) Konu Öğrenciler; Yapılacak bu 6 farklı deneyle farklı tiplerdeki lipitlerin tanımlanması, aralarındaki farklar ve sindirimleri hakkında bilgi sahibi olabileceklerdir. b) Kullanıcı Kitlesi Lipit kiti, 9 yaş ve üstü çocukların kullanımına uygundur. c) Deney Süresi Yağ Spot Testi: 15 dakika Çözünürlük Testi: 15 dakika Sudan IV Testi: 15 dakika Sabunlaşma Testi: 30 dakika Emülsiyon Testi: 15 dakika Lipid Parçalama Testi: 30 dakika d) Materyaller Yağ Spot Testi Filtre kağıdı: 10 tane Mineral yağı: 1ml Fındık yağı: 1ml Zeytin yağı: 1ml Pamuk tohumu yağı: 1ml Gliserol: 1ml Çözünürlük Testi Mineral yağı: 15ml Fındık yağı: 15ml Zeytin yağı: 15ml Pamuk tohumu yağı: 15ml Gliserol: 15ml Etil asetat: 15ml Aseton: 15ml Sudan IV Testi Mineral yağı: 10ml 2
Fındık yağı: 10ml Zeytin yağı: 10ml Pamuk tohumu yağı: 10ml Gliserol: 10ml Sudan IV: 10ml Etanol: 15ml Sabunlaşma Testi Mineral yağı: 10ml Fındık yağı: 10ml Zeytin yağı: 10ml Pamuk tohumu yağı: 10ml Gliserol: 10ml Sodyum hidroksit-1: 10ml Dereceli silindir: 10 tane Emülsiyon Testi Fındık yağı: 10ml Zeytin yağı: 10ml Pamuk tohumu yağı: 10ml Deterjan çözeltisi: 100ml (distile su ile hazırlanacak) Safra tuzu çözeltisi: 50ml (distile su ile hazırlanacak) Lipid Parçalama Testi Fındık yağı: 50ml Zeytin yağı: 50ml Pamuk tohumu yağı: 50ml Fenolftalein indikatörü: 5ml Sodyum hidroksit-2: 40ml Safra tuzu: 10g Pankreatin çözeltisi: 120ml (distile su ile hazırlanacak) 6 deneyde de ortak kullanılacak malzemeler Test tüpü: 60 tane Pastör pipeti: 50 tane Eldiven: 20 tane 3
Kit içerisinde bulunmayan kullanılacak aletler ve malzemeler Bunsen beki 3 ayak Tahta maşa Isıya dayanıklı kap Kurşun kalem Test tüpü rakı Distile su e) Güvenlik Laboratuvarda uyulması gereken genel kurallara dikkat edilmelidir. Deney süresince öğrenciler eldiven kullanmalıdır. Deney süresince kullanılan kimyasallar ile istenmeyen bir temas olması durumunda bulaşan bölge bol sabun ve su ile yıkanmalıdır. Kullanılan kimyasalların solunmamasına özen gösterilmeli, deneyin yapıldığı laboratuvar havalandırılmalıdır. Laboratuvar sorumlusu olmadan kit kullanılmamalıdır. f) Genel Bilgi LİPİTLER Canlı organizmaların en önemli enerji kaynaklarından birisi olan lipitler, biyolojik kaynaklı organik bileşiklerdir. a)yapısal Özellikleri ve Fonksiyonları Lipitler, suda çözünmeyen, apolar veya hidrofobik bileşiklerdir. Ancak yapılarında hidroksil ( OH) ve karboksil ( COOH) grupları gibi polaritesi fazla olan hidrofilik grupları fazla miktarda içeren lipitler suda kısmen çözünebilirler. Esas olarak eter, kloroform, benzen ve aseton gibi organik çözücülerde çözünebilen organik biyomoleküllerdir. Lipitlerin yapılarında C, H, O elementleri bulunur; bazı lipitlerin yapısına N, P, S gibi elementler de girer. Lipitlerin temel yapı taşları yağ asitleridir. Lipitler yağ asitlerinin esteridirler ya da yağ asitleriyle esterleşebilirler. Lipitler organizmaya büyük oranda dışarıdan alınırlar, az bir kısmı da doğrudan organizmada sentez edilebilir. Canlı organizmalarda enerji için depo ve transport maddesi olarak kullanılırlar. 4
Yağların hücrelerde enerji eldesi için oksijenli solunumda kullanılmasıyla çok miktarda metabolik su açığa çıkar. Kış uykusuna yatan, çölde yaşayan ve uzun göç yollarını kullanan hayvanlar; ihtiyaç duydukları enerjiyi vücutlarında depo ettikleri yağın yakılmasıyla sağlarken açığa çıkan metabolik suyla da su ihtiyaçlarının bir kısmını karşılarlar. Biyolojik membranların önemli yapıtaşlarıdır. Deri altında ve bazı organların çevresinde ısı yalıtıcısı olarak görev yaparlar. Pek çok canlı organizmanın dışında koruyucu bir kılıf teşkil ederler. Vitamin A,D,E,K gibi vücut için gerekli olan vitaminler yağda eridikleri için yağlarla birlikte alınmalıdır. Elektriksel yalıtıcı olarak, miyelinli sinir boyunca depolarizasyon dalgalarının hızla ilerlemesini sağlarlar. Hücre yüzey komponenti olarak hücrelerin birbirini tanımasında, tür özgüllüğünde ve doku immünitesinde önemli rolleri vardır. Nispeten küçük miktarlarda bulunan bazı lipitler; enzim kofaktörleri, elektron taşıyıcıları, ışık absorbe eden pigmentler, hormonlar gibi çok önemli fonksiyonlara sahiptirler. Birçok bakteri ve yüksek organizasyonlu bitkilerin yaprak, meyve vb. yapıların dış yüzeyi hücre duvarlarının, böceklerin dış iskeletinin bileşenleridirler. b) Lipitlerin Sınıflandırılması Lipitleri pek çok şekilde sınıflandırmak mümkündür. Kaynağa, fiziksel özelliklere, kimyasal yapı veya fizyolojik fonksiyonlara göre sınıflandırılabilirler. Mumlar ve bazı pigmentler de lipitlere dahil olmakla birlikte, en önemli lipit aileleri olan triaçilgliseroller, fosfolipitler ve steroidler üzerinde durulacaktır. i. Triaçilgliseroller (Trigliserid) Polimer olmamakla birlikte, büyük moleküllerdir ve dehidrasyon tepkimeleriyle küçük moleküllerin bir araya gelmeleriyle oluşurlar. Triaçilgliseroller 2 tip küçük molekülden oluşur: gliserol ve yağ asitleri. 5
Trigliserid oluşumunda 3 molekül yağ asidi 1 molekül gliserol ile ester bağıyla bir araya gelir. Gliserol 3 karbonlu bir alkol olup, her karbonunda bir hidroksil grubu içerir. Bir yağ asidi genellikle 16 ya da 18 karbon içeren uzun bir karbon iskeletine sahiptir. Yağ asidi olarak adlandırılması, bir ucunda içerdiği karboksil grubundan kaynaklanmaktadır. Bu fonksiyonel gruba bağlı uzun bir hidrokarbon zinciri vardır. Yağ asitlerinin hidrokarbon zincirlerindeki polar olmayan C-H bağları, yağların hidrofobik olmasının nedenidir. Yağ sudan ayrılır; çünkü su molekülleri birbirleriyle hidrojen bağı kurar ve yağları dışlar. Yağ asitleri doymuş ve doymamış yağ asitleri olmak üzere iki grupta incelenir. Doymuş ve doymamış yağ asitleri terimleri, yağ asitlerindeki hidrokarbon zincirlerinin yapısını anlatmaktadır. Eğer zinciri oluşturan karbon atomları arasında hiç çift bağ yok ise, bu durumda karbon iskeletine mümkün olan en fazla sayıda hidrojen atomu bağlanır. Böyle bir yapının hidrojen ile doymuş olduğu söylenir ve doymuş yağ asidi olarak adlandırılır. Doymamış yağ asidi ise bir ya da daha fazla çift bağ içerir. Bu çift bağlar, karbon iskeletinden hidrojen atomlarının uzaklaştırılmasıyla oluşur. Hayvansal yağların çoğu doymuş yağlardır. İç yağı veya tereyağı gibi hayvansal yağlar, oda sıcaklığında katı haldedir. Buna karşılık Ayçiçek yağı veya mısırözü yağı gibi bitkisel yağlar doymamış yağlardır ve oda sıcaklığında sıvı halde bulunurlar. Margarin, doymamış yağların hidrojen eklenmesiyle sentetik olarak doymuş yağlara dönüştürülmüş halidir. Doymuş yağlar açısından zengin diyetler, aterosklerozis adı verilen kalp ve damar hastalığına neden olan etmenlerden biridir. Bu hastalıkta kan damarlarının iç çeperinde plak adı verilen yağ birikintileri oluşur. Bu plaklar kan akışını engeller ve damarların esnekliğini azaltır. Triaçilgliseroller lipitlerin depo formudur. İnsanlar ve diğer memeliler uzun dönemli besin depolarını yağ (adipoz) hücrelerinde saklar. Adipoz doku enerji deposuna ek olarak hayati organlar için yastık görevi yapar ve deri altındaki yağ tabakası vücut için izolasyon sağlar. Deri altındaki bu yağ tabakası özellikle balina, fok ve diğer deniz memelilerinde oldukça kalındır. ii. Fosfolipitler Proteinlerle birlikte hücre zarının yapısına katılan fosfolipitler, fosfat grubu içeren bir baş ile buraya bağlı iki yağ asidinden oluşur. Fosfolipitler suya karşı iki yönlü davranış sergilerler: hidrokarbonlardan oluşan kuyruk kısımları hidrofobik olup sudan kaçar; fosfat grubu içeren baş kısmı ise su ile etkileşebilir, yani hidrofilik karakterdedir. Hücre zarının yapısına katılan fosfolipitler çift katlı bir tabaka şeklinde düzenlenmiştir. Bu nedenle hücre zarının yapısı 6
oluşurken hidrokarbonlardan oluşan kuyruk kısmı içte, hidrofilik olan baş kısım ise dışarıda olacak şekilde konumlanmaktadır. Çift tabakalı fosfolipid, hücre ile onun dış ortamı arasında bir sınır oluşturur. iii. Steroidler Steroidler birbirleriyle kaynaşmış dört adet halka içeren karbon iskeletine sahip lipitlerdir. Halkalardan oluşan yapıya farklı fonksiyonel grupların bağlanması, farklı steroidlerin oluşmasına neden olur. Bir steroid olan kolestrol hem hayvan hücre zarlarının bir bileşenidir, hem de diğer steroidlerin sentezine öncüllük eder. Cinsiyet hormonlarının da içinde bulunduğu pek çok hormonun öncülü steroidlerdir. Bu nedenle kolestrol hayvanlar için önemli bir moleküldür, ancak fazlalığı aterosiklerozise neden olabilir. g) Deney Öncesi Hazırlık 1. Kit kitapçığı öğretmen ve öğrenci kılavuzu olmak üzere 2 kısımdan oluşmaktadır. Uygulama öncesi öğrenci kılavuz bölümü öğrencilere çoğaltılıp verilecektir 2. Deneyde kullanılan ayırma yöntemlerinde gerçekleşen reaksiyonların bilgisi sadece öğretmen kılavuzuna koyulmuştur. Öğrenci kılavuzunda deney sonunda reaksiyonlar ile ilgili sorular verilerek, öğrencilerin akıl yürütmesi ve araştırması hedeflenmiştir. 3. Kullanılan kimyasalların ortam koşullarından etkilenmesi sebebiyle deneyde kullanılacak su banyosu süresi minimum sıcaklık koşulları baz alınarak belirlenmiştir. h) Ön Bilgi Deneylerde kullanılacak olan çözeltiler için kimyasallar katı formda verilmiş olup kullanılmadan hemen önce distile su ile çözülmesi gereklidir. Deterjan çözeltisi: Kullanılmadan hemen önce şişe üzerine 95ml distile su eklenmesi ve iyice karıştırılması gereklidir Safra tuzu çözeltisi: Kullanılmadan hemen önce şişe üzerine 47,5ml distile su eklenmesi ve iyice karıştırılması gereklidir Pankreatin çözeltisi: Kullanılmadan hemen önce şişe üzerine 114 ml distile su eklenmesi ve iyice karıştırılması gereklidir. Pankreatin çözeltisi hazırlandıktan sonra kullanılana kadar +4 de tutulmadır. Etanol buzdobında -20 de saklanmalıdır. 7
i) Deneyin Yapılışı Yağ Spot Testi Şekilde görüldüğü gibi kit içerisinde verilmiş olan filtre kağıdı; 6 ayrı alana ayrılır. Belirtilen alanlara her bir örnekten pastör pipeti yardımıyla 2 şer damla damlatılır. 3-4 dakika beklenir. Kağıt ışığa tutularak gözlem yapılır ve elde edilen sonuçlar verilen tabloya yazılır. Çözünürlük Testi Kit içerisinde verilmiş olan 5 adet test tüpüne ayrı ayrı mineral yağı, fındık yağı, zeytinyağı, pamuk tohumu yağı ve gliserol örneklerinden pastör pipeti yardımıyla 10 ar damla koyulur. Her bir test tüpündeki örneğin üzerine pastör pipeti yardımıyla 1 ml su eklenir ve her tüp iyice karıştırılır. Deney sonucu her test tüpündeki örneğin, suda çözünüp çözünmediği verilen tabloya yazılır. Deneyin ikinci kısmında yine aynı örneklerden, her bir test tüpüne ayrı ayrı pastör pipeti yardımıyla 10 ar damla koyulur. Her bir test tüpündeki örneğin üzerine pastör pipeti yardımıyla 1 ml etil asetat eklenir ve her bir tüp iyice karıştırılır. Deney sonucu her bir test tüpündeki örneğin, etil asetatta çözünüp çözünmediği verilen tabloya yazılır. Deneyin üçüncü kısmında yine aynı örneklerden, her bir test tüpüne ayrı ayrı pastör pipeti yardımıyla 10 ar damla koyulur. Her bir test tüpündeki örneğin üzerine pastör pipeti yardımıyla 1 ml aseton eklenir ve her bir tüp iyice karıştırılır. Deney sonucu her bir test tüpündeki örneğin, etil asetatta çözünüp çözünmediği verilen tabloya yazılır. 8
Sudan IV Testi Kit içerisinde verilmiş olan 5 adet test tüpüne ayrı ayrı mineral yağı, fındık yağı, zeytinyağı, pamuk tohumu yağı ve gliserol örneklerinden pastör pipeti yardımıyla 1 er ml koyulur. Her test tüpüne pastör pipeti yardımıyla sudan IV boyası ilave edilir. Her test tüpüne pastör pipeti yardımıyla -20 de buzdolabında saklanan etanolden ilave edilir ve tüpler iyice karıştırılır. Her test tüpüne pastör pipeti yardımıyla 5 er ml distile su ilave edilir ve tüpler iyice karıştırılır. 5-10 dakika beklendikten sonra deney sonuçları tartışılır. Sabunlaşma Testi Kit içerisinde verilmiş olan 5 adet test tüpüne ayrı ayrı mineral yağı, fındık yağı, zeytinyağı, pamuk tohumu yağı ve gliserol örneklerinden pastör pipeti yardımıyla 10 ar damla koyulur. Her test tüpüne pastör pipeti yardımıyla 10 ar damla sodyum hidroksit-1 çözeltisinden ilave edilir. Her tüp kaynar suda 15-20 dakika bekletilir. Kaynar suda bekletilmiş olan tüpler oda sıcaklığına kadar soğutulur. Her test tüpü içerisine dereceli silindir yardımıyla 5 er ml distile su ilave edilir. Tüpler başta sabit tutulup, sonra da iyice çalkalanarak gözlemlenir. Elde edilen sonuçlar verilen tabloya yazılır. Emülsiyon Testi Kit içerisinde verilmiş olan 3 adet test tüpünün içine, bitkisel yağlardan biri seçilerek (fındık yağı, zeytinyağı, pamuk tohumu yağı) pastör pipeti yardımıyla 1 er ml koyulur. 1. test tüpüne 3 ml su, 2. test tüpüne 3 ml deterjan çözeltisi, 3. test tüpüne 3 ml safra tuzu çözeltisi ilave edilir. Her bir test tüpü kısa bir süre sabit tutulduktan sonra 1 dakika boyunca iyice karıştırılır. Deney sonuçları verilen tabloya yazılır. 9
Lipid Parçalama Testi Kit içerisinde verilmiş olan 3 adet test tüpünün içine, bitkisel yağlardan biri seçilerek (fındık yağı, zeytinyağı, pamuk tohumu yağı) pastör pipeti yardımıyla 5 er ml koyulur. Her test tüpüne pastör pipeti yardımıyla 3-4 damla fenolftalein indikatörü eklenir. Her test tüpündeki renk, pembe olana kadar sodyum hidroksit-2 çözeltisinden ilave edilir ve karıştırılır. NOT: Sodyum hidroksit-2 çözeltisinin ilavesi yavaş bir şekilde yapılmalı ve tüpler ilave sırasında sürekli karıştırılmalıdır. 1. test tüpüne 5 ml distile su ve bir tutam safra tuzu, 2. test tüpüne 5 ml pankreatin çözeltisi, 3. test tüpüne 5 ml pankreatin çözeltisi ve bir tutam safra tuzu ilave edilir. Her test tüpü iyice karıştırıldıktan sonra sabit tutularak oda sıcaklığında 3-5 dakika bekletilir. Her tüp kaynar suda 10-15 dakika bekletilir. Renk değişimleri ve renk değişimlerinin zamanları verilen tabloya yazılır. j) Deney Sonuçları Yağ Spot Testi Örnekler Mineral Yağı Fındık Yağı Zeytin Yağı Deney Sonuçları Yarı saydam nokta Yarı saydam nokta Yarı saydam nokta Pamuk Tohumu Yağı Gliserol Su Yarı saydam nokta Yarı saydam nokta Nokta yok Oda sıcaklığında su, kimyasal yapısı ve moleküler ağırlığı sebebiyle kolaylıkla buharlaşırken, gliserol lipit yapısında olmamasına rağmen (trihidroksi alkoldür) yağlar ile benzer özellik göstermektedir. Bunun sebebi kimyasal yapısının farklılığıdır. Gliserolde suya göre çok daha 10
fazla hidrojen bağı mevcuttur ve bileşik, konfigürasyon olarak suya göre çok daha karmaşık bir yapıya sahiptir; bu da vizkozitesinin suya göre çok daha yüksek olmasına, dolayısıyla buharlaşma ısısının suya göre çok daha yüksek olmasına neden olmaktadır. Yapılan deneyde gliserolün yağlar gibi yarı-saydam gözükmesinin nedeni budur. Çözünürlük Testi Örnekler Su Etil asetat Aseton Çözünmez Çözünür Çözünür Mineral Yağı Çözünmez Çözünür Çözünür Fındık Yağı Çözünmez Çözünür Çözünür Zeytin Yağı Çözünmez Çözünür Çözünür Pamuk Tohumu Yağı Çözünür Çözünmez Çözünmez Gliserol Lipitler, suda çözünmeyen, apolar veya hidrofobik bileşiklerdir. Ancak yapılarında hidroksil ( OH) ve karboksil ( COOH) grupları gibi polaritesi fazla olan hidrofilik grupları fazla miktarda içeren lipitler suda kısmen çözünebilirler. Esas olarak eter, kloroform, benzen ve aseton gibi organik çözücülerde çözülmektedirler. Alkoller ise suda çözünürken, organik çözücülerde çözünmemektedir. Sudan IV Testi Sudan IV, yağda çözünen bir boyadır. Dolayısıyla ortamına su ilave edildiğinde yağlarla birlikte hareket ederek oluşan 2 ayrı katmanda yağların bulunduğu alanda kırmızı renk vermektedir. Gliserol bir alkol olduğundan yağlardaki gibi katman oluşumu gözlenmez. Sabunlaşma Testi Örnekler Mineral Yağı Fındık Yağı Zeytin Yağı Pamuk Tohumu Yağı Gliserol Deney Sonuçları Köpüklü bulanık solüsyon Köpüklü bulanık solüsyon Köpüklü bulanık solüsyon Köpüklü bulanık solüsyon Berrak solüsyon 11
Emülsiyon Testi Örnekler Bitkisel Yağ + Su Bitkisel Yağ + Deterjen Çözeltisi Bitkisel Yağ + Safra Tuzu Çözeltisi Deney Sonuçları 2 Ayrı katman oluşur; yağ üst katmandadır Baloncuklu, küçük yağ damlacıkları dağılmış halde Baloncuklu, küçük yağ damlacıkları dağılmış halde Lipid Parçalama Testi Örnekler Renk Değişiminin Varlığı Renk değişiminin Zamanı Pembe Kaynatma sonuna Yağ + Su + Safra Tuzu kadar Pembeden renksizliğe Kaynatma sonuna Yağ + Pankreatin Çözeltisi doğru bir geçiş doğru görülür; açık pembe Renksiz Kaynatmanın Yağ + Pankreatin Çözeltisi + Safra ortasında Tuzu k) Öğrenci Kılavuzundaki Soruların Cevapları 1. Yağların hücrelerde enerji eldesi için oksijenli solunumda kullanılmasıyla çok miktarda metabolik su açığa çıkar. Kış uykusuna yatan, çölde yaşayan ve uzun göç yollarını kullanan hayvanlar; ihtiyaç duydukları enerjiyi vücutlarında depo ettikleri yağın yakılmasıyla sağlarken açığa çıkan metabolik suyla da su ihtiyaçlarının bir kısmını karşılarlar. Biyolojik membranların önemli yapıtaşlarıdır. Deri altında ve bazı organların çevresinde ısı yalıtıcısı olarak görev yaparlar. 2. Fosfolipitler: yapısal; triaçilgliseroller: depo; steroidler: hormon 3. Kaynaklar Campbell Biology; 10th Edition; Jane B. Reece, Lisa A. Urry, Michael L. Cain, Steven A. Wasserman, Peter V. Minorsky, Robert B. Jackson. Lehninger Principles of Biochemistry; Fifth edition; David L. Nelson, Michael M. Cox. 12
Ad-Soyad: Öğrenci Kılavuzu Tarih: Canlı organizmaların en önemli enerji kaynaklarından birisi olan lipitler; biyolojik kaynaklı, esas olarak eter, kloroform, benzen ve aseton gibi organik çözücülerde çözünebilen, apolar veya hidrofobik organik bileşiklerdir. Yapılacak olan 6 farklı deneyle, farklı tiplerdeki lipitlerin tanımlanması, aralarındaki farklar ve sindirimleri hakkında bilgi sahibi olunacaktır. a) Genel Bilgi LİPİTLER Canlı organizmaların en önemli enerji kaynaklarından birisi olan lipitler, biyolojik kaynaklı organik bileşiklerdir. a)yapısal Özellikleri ve Fonksiyonları Lipitler, suda çözünmeyen, apolar veya hidrofobik bileşiklerdir. Ancak yapılarında hidroksil ( OH) ve karboksil ( COOH) grupları gibi polaritesi fazla olan hidrofilik grupları fazla miktarda içeren lipitler suda kısmen çözünebilirler. Esas olarak eter, kloroform, benzen ve aseton gibi organik çözücülerde çözünebilen organik biyomoleküllerdir. Lipitlerin yapılarında C, H, O elementleri bulunur; bazı lipitlerin yapısına N, P, S gibi elementler de girerler. Lipitlerin temel yapı taşları yağ asitleridir. Lipitler yağ asitlerinin esteridirler ya da yağ asitleriyle esterleşebilirler. Lipitler organizmaya büyük oranda dışarıdan alınırlar, az bir kısmı da doğrudan organizmada sentez edilebilir. Biyolojik enerji için depo ve transport maddesi olarak kullanılırlar. Yağların hücrelerde enerji eldesi için oksijenli solunumda kullanılmasıyla çok miktarda metabolik su açığa çıkar. Kış uykusuna yatan, çölde yaşayan ve uzun göç yollarını kullanan hayvanlar; ihtiyaç duydukları enerjiyi vücudunda depo edilen yağın yakılması sonucu enerji sağlanırken açığa çıkan metabolik suyla su ihtiyacının bir kısmı karşılanır. Biyolojik membranların önemli yapıtaşlarıdır. Deri altında ve bazı organların çevresinde ısı yalıtıcısı olarak görev yaparlar. Pek çok canlı organizmanın dışında koruyucu bir kılıf teşkil ederler. Vitamin A,D,E,K gibi vücut için gerekli olan vitaminler yağda eridikleri için yağlarla birlikte alınmalıdır. Elektriksel yalıtıcı olarak, miyelinli sinir boyunca depolarizasyon dalgalarının hızla ilerlemesini sağlarlar. 13
Öğrenci Kılavuzu Hücre yüzey komponenti olarak hücrelerin birbirini tanımasında, tür özgüllüğünde ve doku immünitesinde önemli roller oynarlar. Nispeten küçük miktarlarda bulunan bazı lipitler; enzim kofaktörleri, elektron taşıyıcıları, ışık absorbe eden pigmentler, hormonlar gibi çok önemli fonksiyonlara sahiptirler. Birçok bakteri ve yüksek organizasyonlu bitkilerin yaprak, meyve vb. yapıların dış yüzeyi hücre duvarlarının, böceklerin dış iskeletinin bileşenleridirler. b) Lipitlerin Sınıflandırılması Lipitleri pek çok şekilde sınıflandırmak mümkündür. Kaynağa, fiziksel özelliklere, kimyasal yapı veya fizyolojik fonksiyonlara göre sınıflandırılabilirler. Mumlar ve bazı pigmentler de lipitlere dahil olmakla birlikte, en önemli lipit aileleri olan triaçilgliseroller, fosfolipitler ve steroidler üzerinde durulacaktır. iv. Triaçilgliseroller (Trigliserid) Polimer olmamakla birlikte, büyük moleküllerdir ve dehidrasyon tepkimeleriyle küçük moleküllerin bir araya gelmeleriyle oluşurlar. Triaçilgliseroller 2 tip küçük molekülden oluşurlar: gliserol ve yağ asitleri. Trigliserid oluşumunda 3 molekül yağ asidi 1 molekül gliserol ile ester bağıyla bir araya gelir. Gliserol 3 karbonlu bir alkol olup, her karbonunda bir hidroksil grubu içerir. Bir yağ asidi genellikle 16 ya da 18 karbon içeren uzun bir karbon iskeletine sahiptir. Yağ asidi olarak adlandırılması, bir ucunda içerdiği karboksil grubundan kaynaklanmaktadır. Bu fonksiyonel gruba bağlı uzun bir hidrokarbon zinciri vardır. Yağ asitlerinin hidrokarbon zincirlerindeki polar olmayan C-H bağları, yağların hidrofobik olmasının nedenidir. Yağ sudan ayrılır; çünkü su molekülleri birbirleriyle hidrojen bağı kurar ve yağları dışlar. Yağ asitleri doymuş ve doymamış yağ asitleri olmak üzere iki grupta incelenir. Doymuş ve doymamış yağ asitleri terimleri, yağ asitlerindeki hidrokarbon zincirlerinin yapısını anlatmaktadır. Eğer zinciri oluşturan karbon atomları arasında hiç çift bağ yoksa, bu durumda karbon iskeletine mümkün olan en fazla sayıda hidrojen atomu bağlanır. Böyle bir yapının 14
Öğrenci Kılavuzu hidrojen ile doymuş olduğu söylenir ve doymuş yağ asidi olarak adlandırılır. Doymamış yağ asidi ise bir ya da daha fazla çift bağ içerir. Bu çift bağlar, karbon iskeletinden hidrojen atomlarının uzaklaştırılmasıyla oluşur. Hayvansal yağların çoğu doymuş yağlardır. İç yağı veya tereyağı gibi hayvansal yağlar, oda sıcaklığında katı haldedir. Buna karşılık Ayçiçek yağı veya mısırözü yağı gibi bitkisel yağlar doymamış yağlardır ve oda sıcaklığında sıvı halde bulunurlar. Margarin, doymamış yağların hidrojen eklenmesiyle sentetik olarak doymuş yağlara dönüştürülmüş halidir. Doymuş yağlar açısından zengin diyetler, aterosklerozis adı verilen kalp ve damar hastalığına neden olan etmenlerden biridir. Bu hastalıkta kan damarlarının iç çeperinde plak adı verilen yağ birikintileri oluşur.bu plaklar kan akışını engeller ve damarların esnekliğini azaltır. Triaçilgliseroller lipitlerin depo formudur. İnsanlar ve diğer memeliler uzun dönemli besin depolarını yağ (adipoz) hücrelerinde saklar. Adipoz doku enerji deposuna ek olarak hayati organlar için yastık görevi yapar ve deri altındaki yağ tabakası vücut için izolasyon sağlar. Deri altındaki bu yağ tabakası özellikle balina, fok ve diğer deniz memelilerinde oldukça kalındır. v. Fosfolipitler Proteinlerle birlikte hücre zarının yapısına katılan fosfolipitler, fosfat grubu içeren bir baş ile buraya bağlı iki yağ asidinden oluşur. Fosfolipitler suya karşı iki yönlü davranış sergilerler: hidrokarbonlardan oluşan kuyruk kısımları hidrofobik olup sudan kaçar; fosfat grubu içeren baş kısmı ise su ile etkileşebilir, yani hidrofilik karakterdedir. Hücre zarının yapısına katılan fosfolipitler çift katlı bir tabaka şeklinde düzenlenmiştir. Bu nedenle hücre zarının yapısı oluşurken hidrokarbonlardan oluşan kuyruk kısmı içte, hidrofilik olan baş kısım ise dışarıda olacak şekilde konumlanmaktadır. Çift tabakalı fosfolipid, hücre ile onun dış ortamı arasında bir sınır oluşturur. vi. Steroidler Steroidler birbirleriyle kaynaşmış dört adet halka içeren karbon iskeletine sahip lipitlerdir.halkalardan oluşan yapıya farklı fonksiyonel grupların bağlanması, farklı steroidlerin oluşmasına neden olur.bir steroid olan kolestrol hem hayvan hücre zarlarının bir bileşenidir, hem de diğer steroidlerin sentezine öncüllük eder. Omurgalılarki cinsiyet hormonlarının da içinde bulunduğu pekçok hormon steroidlerden oluşturulmuştur. Bu nedenle kolestrol hayvanlar için önemli bir moleküldür, ancak fazlalığı aterosiklerozise neden olabilir. 15
Öğrenci Kılavuzu b) Deney süresince uyulması gereken kurallar Laboratuvar dersinde uyulması gereken genel kurallar dışında kit içerisinde bulunan kimyasal malzemeler eldiven kullanılmaksızın kullanılmamalıdır. Deney süresince kullanılan kimyasallar ile istenmeyen bir müdahale olması durumunda bulaşan bölge bol sabun ve su ile yıkanmalıdır. Kullanılan kimyasalların solunmamasına özen gösterilmeli, deneyin yapıldığı laboratuvar havalandırılmalıdır. Deneyler tamamlandıktan sonra verilen tablolara sonuçları yazılmalı ve üzerinde tartışılmalıdır. Deney sonu verilen sorular işlenen konuyu ve yapılan deneyi pekiştirici niteliktedir. Deney tamamlandıktan sonra soruların çözülmesi ve cevaplarının tartışılması önerilmektedir. Laboratuvar sorumlusu olmadan kit kullanılmamalıdır. c) Deneyin Yapılışı Yağ Spot Testi Şekilde görüldüğü gibi kit içerisinde verilmiş olan filtre kağıdı; 6 ayrı alana ayrılır. Belirtilen alanlara her bir örnekten pastör pipeti yardımıyla 2 şer damla damlatılır. 3-4 dakika beklenir. Kağıt ışığa tutularak gözlem yapılır ve elde edilen sonuçlar verilen tabloya yazılır. Örnekler Deney Sonuçları Mineral Yağı Fındık Yağı Zeytin Yağı Pamuk Tohumu Yağı Gliserol Su 16
Öğrenci Kılavuzu Çözünürlük Testi Kit içerisinde verilmiş olan 5 adet test tüpüne ayrı ayrı mineral yağı, fındık yağı, zeytin yağı, pamuk tohumu yağı ve gliserol örneklerinden pastör pipeti yardımıyla 10 ar damla koyulur. Her bir test tüpündeki örneğin üzerine pastör pipeti yardımıyla 1 ml su eklenir ve her bir tüp iyice karıştırılır. Deney sonucu her bir test tüpündeki örneğin, suda çözünüp çözünmediği verilen tabloya yazılır. Deneyin ikinci kısmında yine aynı örneklerden, her bir test tüpüne ayrı ayrı pastör pipeti yardımıyla 10 ar damla koyulur. Her bir test tüpündeki örneğin üzerine pastör pipeti yardımıyla 1 ml etil asetat eklenir ve her bir tüp iyice karıştırılır. Deney sonucu her bir test tüpündeki örneğin, etil asetatta çözünüp çözünmediği verilen tabloya yazılır. Deneyin üçüncü kısmında yine aynı örneklerden, her bir test tüpüne ayrı ayrı pastör pipeti yardımıyla 10 ar damla koyulur. Her bir test tüpündeki örneğin üzerine pastör pipeti yardımıyla 1 ml aseton eklenir ve her bir tüp iyice karıştırılır. Deney sonucu her bir test tüpündeki örneğin, etil asetatta çözünüp çözünmediği verilen tabloya yazılır. Örnekler Su Etil asetat Aseton Mineral Yağı Fındık Yağı Zeytin Yağı Pamuk Tohumu Yağı Gliserol Sudan IV Testi Kit içerisinde verilmiş olan 5 adet test tüpüne ayrı ayrı mineral yağı, fındık yağı, zeytin yağı, pamuk tohumu yağı ve gliserol örneklerinden pastör pipeti yardımıyla 1 er ml koyulur. Her bir test tüpüne pastör pipeti yardımıyla sudan IV boyası ilave edilir. 17
Öğrenci Kılavuzu Her bir test tüpüne pastör pipeti yardımıyla -20 de buzdolabında saklanan etanolden ilave edilir ve tüpler iyice karıştırılır. Her bir test tüpüne pastör pipeti yardımıyla 5 er ml distile su ilave edilir ve tüpler iyice karıştırılır. 5-10 dakika beklendikten sonra deney sonuçları tartışılır. Sabunlaşma Testi Kit içerisinde verilmiş olan 5 adet test tüpüne ayrı ayrı mineral yağı, fındık yağı, zeytin yağı, pamuk tohumu yağı ve gliserol örneklerinden pastör pipeti yardımıyla 10 ar damla koyulur. Her bir test tüpüne pastör pipeti yardımıyla 10 ar damla sodyum hidroksit-1 çözeltisinden ilave edilir. Her bir tüp kaynar suda 15-20 dakika bekletilir. Kaynar suda bekletilmiş olan tüpler oda sıcaklığına kadar soğutulur. Her bir test tüpü içerisine dereceli silindir yardımıyla 5 er ml distile su ilave edilir. Tüpler başta sabit tutulup, sonra da iyice çalkalanarak gözlemlenir. Elde edilen sonuçlar verilen tabloya yazılır. Örnekler Deney Sonuçları Mineral Yağı Fındık Yağı Zeytin Yağı Pamuk Tohumu Yağı Gliserol Emülsiyon Testi Kit içerisinde verilmiş olan 3 adet test tüpünün içine, bitkisel yağlardan biri seçilerek (fındık yağı, zeytin yağı, pamuk tohumu yağı) pastör pipeti yardımıyla 1 er ml koyulur. 18
Öğrenci Kılavuzu 1. test tüpüne 3ml su, 2. test tüpüne 3 ml deterjan çözeltisi, 3. test tüpüne 3ml safra tuzu çözeltisi ilave edilir. Her bir test tüpü kısa bir süre sabit tutulduktan sonra 1 dakika boyunca iyice karıştırılır. Deney sonuçları verilen tabloya yazılır. Örnekler Deney Sonuçları Bitkisel Yağ + Su Bitkisel Yağ + Deterjen Çözeltisi Bitkisel Yağ + Safra Tuzu Çözeltisi Lipid Parçalama Testi Kit içerisinde verilmiş olan 3 adet test tüpünün içine, bitkisel yağlardan biri seçilerek (fındık yağı, zeytin yağı, pamuk tohumu yağı) pastör pipeti yardımıyla 5 er ml koyulur. Her bir test tüpüne pastör pipeti yardımıyla 3-4 damla fenolftalein indikatörü eklenir. Her bir test tüpündeki renk, pembe olana kadar sodyum hidroksit-2 çözeltisinden ilave edilir ve karıştırılır. NOT: Sodyum hidroksit-2 çözeltisinin ilavesi yavaş bir şekilde yapılmalı ve tüpler ilave sırasında sürekli karıştırılmalıdır. 1. test tüpüne 5 ml distile su ve bir tutam safra tuzu, 2. test tüpüne 5 ml pankreatin çözeltisi, 3. test tüpüne 5 ml pankreatin çözeltisi ve bir tutam safra tuzu ilave edilir. Her bir test tüpü iyice karıştırıldıktan sonra sabit tutularak oda sıcaklığında 3-5 dakika bekletilir. Her bir tüp kaynar suda 10-15 dakika bekletilir. Renk değişimleri ve renk değişimlerinin zamanları verilen tabloya yazılır. 19
Örnekler Renk Değişiminin Varlığı Renk değişiminin Zamanı Yağ + Su + Safra Tuzu Yağ + Pankreatin Çözeltisi Yağ + Pankreatin Çözeltisi + Safra Tuzu d) Sorular 1. Lipidlerin hücredeki görevleriyle ilgili 3 örnek veriniz ve bu örnekleri açıklayınız 2. Aşağıda verilmiş olan eşleşmeyi yapınız. a) Depo 1) Fosfolipitler b) Steroid hormon 2)Triaçilgliseroller c) Yapısal bileşen 3) Steroidler 20