ORGANİK BİLEŞİKLER Yapısında C, H, O bulunduran biyomolekül-lerdir. Canlılık olayları ile ilgili olduklarından organik maddeler adını alırlar organik maddelerden bazıları enerji verici olarak, bazıları yapı maddesi olarak, bazıları da düzenleyici olarak görev yaparlar. Biyolojik olarak önemli olan bazı organik bileşikler şunlardır: - Karbonhidratlar - Yağlar - Proteinler - Enzimler - Nükleikasitler - ATP - Vitaminler v.b. NOT: Fotosentezde ve kemosentezde ATP sentezlenir. Bu enerji besinin yapısının oluşumunda kullanılır. Başka hayatsal faaliyetlerde kullanılmaz. Dehidrasyon Sentezi: Monomerlerin (Yapıtaşlarını) birleşerek polimer (organik bileşikler) oluşturmalarıdır. Her birleşmede su açığa çıkar. Önemi: 1. Monomerlerin sayısını azaltmak, kapladığı alanı küçültmek 2. Monomerlerin hücre dışına kaçışını önlemek 3. Hücrenin acil su ihtiyacını karşılamak 4. Hücrenin ihtiyacı olan maddeleri oluşturmak 5. Hücrenin osmotik basıncını düşürmek Hidroliz (Sindirim): Polimerlerin su yardımıyla monomerlere parçalanmasıdır. Önemi 1. Hücre zarından geçebilecek, solunumda kullanılacak monomerleri oluşturmak 2. Dehidrasyon sentezi için hammadde oluşturmak 3. Hücredeki fazla suyu kullanmak 4. Hücrenin osmotik basıncını yükseltmek KARBOHHİDRATLAR hem canlının yapısına katılan hem de enerji sağlayan karbon, hidrojen ve oksijen elementlerinden oluşan organik bileşikler. Bütün canlı hücrelerde bulunur. Doğada genellikle büyük moleküller halindedir. Vücuda alınan bu büyük moleküllerin hücrelere iletmesi için canlı tarafından sindirilmesi ve uygun molekül büyüklüğüne kadar parçalanması gerekir. Görevleri * Nükleik asitlerin ve ATP'nin yapısına katılır. * Polisokkaritlerin bir kısmı hücre zarının yapısına katılır. * Karbohidratlar enerji veren organik bileşikler olarak kullanılır. * Hücrelere enerji deposu olarak kullanılır. Karbonhidrat çeşitleri Monosakkaritler En basit karbonhidratlardır ve basit şekerler olarak adlandırılır. Monosakkaritler daha küçük birimlere parçalanamazlar. Cn(H2O)n genel formülü ile gösterilir (n = 3,4,5,6.... gibi rakamları gösterir). Fakat bu formül bütün karbonhidratlara uygulanamaz. Mesela, deoksiriboz (C5H10O4) ve rammoz (C6H12O5) şeker oldukları halde yukarıdaki formüle uymazlar. Diğer taraftan C3H6O3 formülü ile gösterilen laktik asit, karbonhidratların genel formülüne uymasına rağmen bir şeker değildir. Karbon sayısı 3-8 arasında değişir. Biyolojik açıdan önemli monosakkaritler; 5 C'lu pentoz ve 6'lu heksoz şekerlerdir. Riboz ve deoksiriboz, 5 C'lu şekerlerdir. Glikoz (üzüm şekeri, kan şekeri), galaktoz (süt şekeri),fruktoz (meyve suyu ,bal şeker karışımında ) ise 6 C'lu şekerlerdir. Suda çözünürler ve tatlıdırlar. Disakkaritler Disakkaritler çift şekerlerdir. Bir disakkarit iki molekül monosakkaritin glikozit bağı ile bağlanmasıyla oluşur. Bu bağlanma sırasında bir molekül su ortaya çıkar. İnsan ve hayvanların yedikleri disakkaritler, sindirim sisteminde monosakkaritlerine ayrılarak kullanılır. Dehidrasyon:küçük moleküllü yapıların daha büyük molekülleri oluşturmasına denir. Hidroliz:büyük moleküllü yapıların,daha küçük molekülleri oluştururken su ile parçalanmasına denir. Disakkaritlerin en önemlilerİ:maltoz,laktoz ve sakkarozdur. Monosakkarit + Monosakkarit → disakkarit + Su Yukarıdaki olay bir dehidrasyondur. Oligasakkaritler Üç ile altı arasında monosakkaritin birleşerek dehidrasyonu (su açığa çıkması) ile meydana gelirler. Bazı bitkilerde serbest olarak bulundukları gibi, karbonhidrat olmayan çeşitli maddelerin yapısına da katılırlar. Üç monosakkaritten ibaret olanlara trisakkarit, dörtlü olanlara tetrasakkarit denir. Raffinoz, heksozlardan türeyen önemli bir trisakkarittir. Fruktoz, glikoz ve sakkaroz moleküllerinden meydana gelmiştir. Şeker kamışında, okaliptüs türü ağaçlarda, pamuk tohumunda bulunur. Şeker üretimi esnasında melasta toplanır. Polisakkaritler disakkaritler de monosakkaritlerin dehidrasyon sentezi ile birleşmesinden dolayı oluştuğundan çok sayıda monosakkaritin yer aldığı polimerlerdir. polisakkaritler suda çözünmeyen büyük moleküllerdir. belirtilmemiş olarak nişasta da bir glukoz polimeridir, depo polisakkaritidir. ayrıca patojenik bakteriler de polisakkarit sentezleyebilirler. Homopolisakkaritler Çok sayıda monosakkaritin dehidrasyonu ile oluşmuş büyük moleküllü karbonhidratlardır. Temel yapı birimi glikoz molekülüdür. n (Monosakkarit) → Polisakkarit + (n-1) Su Karbonhidratların çoğu canlılar için temel besin maddeleri'dir. Yeşil bitkilerde fotosentez sonucu meydana gelirler. Otçul hayvanlar bu ihtiyaçlarını bitkilerden, etçil hayvanlar da otçullardan tedarik ederler. Vücutta 1 gr karbonhidratın yanması sonucunda ortalama 4 kalori açığa çıkar. Selüloz, besin kaynağı olmakla birlikte bitkilerin destek yapısına da giren önemli bir karbonhidrattır. Polisakkaritler birimlerin tekrarlanmasıyla şekillenen polimerlerdir.Monomerik birimler glikosidik bağla bağlanırlar.Bu bağlar ,monosakkarit monomerlerinde birinci karbon atomuna bağlı hidroksil grubunun alfa veya beta şeklinde bulunuşuna bağlı olarak alfa veya beta glikosidik bağlar olabilir.Monomerler alfa bağlarla doğrudan bağlanabilirler.Beta bağların şekillenmesinde,bir monomerin (OH) grubu,komşu monomerin (OH) grugu ile ilişki kkurmak için 180 derece döner.Bu bağlar fizyolojik bakımdan hiç değilse üç nedenle önemlidir.Bu bağlar, farklı görev ve özelliklere sahip birçok daha geniş molekülün oluşmasında iki veya daha fazla alt birimin bağlanmasında görevlidirler.Bundan başka,alfa ve beta glikosidik bağlarını tutar.Böylece bu bağlar ,yapı ve görevleri sırasında kullanılan,bileşikler arasındaki farkın ayırt edilmesini sağlarlar.Son olarak,alfa glikosidik bağlarla bağlanmış moleküller,metabolizmada kolayca değişirler.Halbuki beta glikozidik bağlar daha güçlü glikozidik bağları güçlendirirler. Heteropolisakkaritler Yapılarında monsakkaritlere ek olarak başka maddeler de içeren karbonhidratlardır.Ek gruplar kükürtlü veya azotlu olabilir. Çoğunlukla bağ dokuda yapı elemanı olarak kullanılır. Hiyalüronik asit, heparin, kertan sulfat, kondrotin sulfat başlıca örnekleridir. Yapısında C, H, O bulunun maddelerdir. Bütün canlı hücrelerde bulunur. En seri, en kolay enerji üretiminde kullanılan organik bileşiklerdir. Fotosentez sonucu oluşan bu organik bileşikler üç sınıfta toplanır. Glikojen: Hayvansal depo karbonhidratlarıdır. Karaciğer ve kasta depolanır. Glikoz molekülünden oluştuğu için vücudun enerji deposudur. Büyük moleküller olduğu için hücre zarından geçemezler, suda çözünürler. Nişasta: Bitkisel depo karbonhidratlardır. Glikozdan oluşur. Ara sıra yan dal yapan düz zincirlerdir. Suda çözünmezler Seliloz: Bitki hücrelerinde hücre çeperinin yapısını oluştururlar. Suda çözünmezler. Ters bağlanmaların olduğu düz zincirlerdir. Endüstriyel amaçlı kullanılır. Hayvanlarda ve insanlarda selilozu parçalayan enzimler yoktur. YAĞLAR (Lipitler) YAĞ ÇEŞİTLERİ Doymuş Yağlar: Genel olarak hayvansal gıdalarda bulunan doymuş yağlar fazla alındığında kolesterol düzeyini yükseltir, kalp hastalıkları, kanser ve şişmanlık için risk faktörleri oluşturur.Doymuş yağ asitlerinde yağ asidi zincirini teşkil eden karbonların zincir haricinde olan bağlarının hepsi Hidrojenle bağlanmıştır.Doymuş yağ asitleri insan vücudunda sentez edilirler.Hiç yağ yenmese bile bu tip yağ asitleri karbonhidrat ve protein metabolizması ile oluşan moleküllerden sentez edilebilir. Et, tam yağlı mandıra ürünlerinde (peynir, süt ve dondurma), kümes hayvanlarının derisinde ve yumurta sarısında bulunur. Hindistan cevizi, hurma yağı ve kakao yağı gibi bazı bitkisel besinler de doymuş yağ bakımından zengindir. Doymuş yağlar oda sıcaklığında katı haldedirler. Ancak zeytinyağ, ayçiçek yağı, kanola yağı, soya yağı, yerfıstığı yağı gibi sıvı yağlar da çok küçük miktarlarda olsa bile doymuş yağ içerirler. Doymuş yağlar vücutta hem toplam kolesterol, hem de kötü kolesterol olarak bilinen LDL (düşük yoğunluklu kolesterolün) yükselmesine neden olur.Bu da kalp hastalığı riskini arttırır. Günlük alınan toplam kalorinin en fazla % 7 sinin diyetteki doymuş yağlardan gelmesi önerilmektedir. Örneğin günlük 2000 kalori alan bir kişi en fazla 140 kaloriyi diyetindeki doymuş yağlarla alabilir. Yağın her bir gramında 9 kalori olduğu düşünülürse günlük alınacak maksimum doymuş yağ miktarı 15-16 gr civarında olmalıdır. Doymamış Yağlar: Doymamış yağlar vücudun gereksinim duyduğu zorunlu yağ asitlerinin en iyi kaynaklarıdır.Oda sıcaklığında sıvı haldedirler ve büyük çoğunluğu bitkisel kaynaklıdır.Doymamış Yağ asitlerinde bir veya daha fazla karbonun birer bağı hidrojenle bağlanmamıştır. Doymamış yağlar tekli (monoansatüre) ve çoklu (poliansatüre) yağlar olarak ikiye ayrılırlar.Tekli doymamış yağ asitleri insan vücüdunda sentez edilebilir.Tekli doymamış yağların günlük kalori gereksiniminin maksimum % 15 ini, çoklu doymamış yağ asitlerinin ise maksimum % 10'unu karşılayacak şekilde alınması önerilmektedir. Yapısında C, H, O bulunur. İlaveten P, N. v.b elementler bulunabilir. Biyolojik olarak önemli yağlardan bazıları; Nötr yağlar: Depo yağlarıdır. NOT: Yağ asidi karbonları arasındaki bağlar tek ise yağlar doymuş yağlardır. Bu yağlar katı yağlardır. Yağ asidi karbonları arasındaki bağlar çiftli ise yağlar doymamış yağlardır. Sıvı yağlardır. Fosfolipitler: Hücre zarının yapısında bulunurlar. Steroitler: Hormonların yapısında bulunurlar. Yağların Önemi 1. İkinci derece enerji kaynağıdır. 2. Vücut ısısını korur. 3. Organları ve vücudu dış etkenlere karşı korur. 4. Göçmen kuşlarda ve kış uykusuna yatan hayvanlarda yedek enerji kaynağıdır. 5. İkinci derece yapı maddesi olarak kullanılır. 6. Vitaminlerin kullanımı kolaylaştırırlar. PROTEİNLER Yapılarıda C, H, O bulunur. İlaveten N, P, S, Fe Mg vb. elementler bulunur. Canlının en önemli yapı maddesidir. Enerji amaçlı en son kaynaktır. Proteinlerin yapı taşları amino asitlerdir. NOT: Amino asit çeşidini (R) Radikal kısım belirler. Dipeptit Yapısı: İki amino asidin dehidrasyon sentezi sonucu birleşmesiyle oluşur. Amino asitleri birbirine bağlayan peptid bağıdır. Polipeptit yapısı: Çok sayıda amino asidin birleşmesiyle oluşur. n sayıda amino asit yapıya girerse n-1 sayıda su ve peptit bağ oluşur. ENZİMLER Biyolojik katalizorlerdir. Katalizor: Reaksiyonları hızlandıran, bozulmadan tekrar tekrar kullanılan, aktivasyon enerjisini düşüren maddelerdir. Aktivasyon enerjisi: Reaksiyonun başlaması için gerekli minumum enerjidir. NOT :Apoenzim, faaliyet göstermeyen, enzimin çeşidini belirleyen kısımdır. Kofaktör ve koenzim faaliyet sağlayan kısımdır Enzimlerin Özellikleri: 1. Enzimler protein yapılıdır. DNA lar tarafından sentezlenir. 2. Bütün biyokimyasal reaksiyonlar enzimler vasıtasıyla gerçekleşir. 3. Her enzimin etki ettiği madde (Substurat) kendine özgüdür. 4. Enzimler aktif bölgelerine uygunluk gösteren maddelere bağlanarak reaksiyon verirler. 5. Enzimlerin reaksiyonları çift yönlüdür. 6. Yıpranan enzimler parçalanıp tekrar sentezlenir. 7. Enzimler hücre dışında da çalışabilir. Örn: Saprofitlerin faaliyetleri 8. Enzimler maddelerin (Substurat) yüzeylerinden etki etmeye başladıkları için yüzey arttıkça reaksiyon hızı artar. 9. Her enzimin çalıştığı belli bir pH derecesi vardır. Bazı enzimler Asidik, bazıları bazik ortamda çalışırlar. Bütün enzimler Nötr ortamda çalışabilir. Enzimlerin Adlandırılması Substuratların sonuna az eki getirilerek isimlendirilir. Örnek: Lipit => lipaz maltoz => Maltaz Enzim Hızını Etkileyen Faktörler 1. Substurat miktarı Substurat miktarı arttıkça reaksiyon hızı artar; ancak ortamdaki enzim miktarı sabit ise belirli bir süre sonra reaksiyon hızı sabit kalır. 2. Enzim Miktarı Substurat miktarı sabit ise belirli bir süre hızlanan enzim hızı daha sonra sabitlenir. Substurat miktarı sonsuz ise enzim hızı sürekli artar. 3. Sıcaklık Enzimler protein yapılı oldukları için düşük sıcaklıkta çalışmaz, yüksek sıcaklıkta ise yapısı bozulur. 4. pH derecesi Bazı enzimler asidik ortamda, bazıları bazik ortamda iyi çalışırlar. Bütün enzimler nötr ortamda daha iyi çalışır. 5. Substurat yüzeyi Substrat yüzeyi arttıkça enzimin hızı artar. 6. Su miktarı Ortamdaki su miktarı % 15 in altına düştüğünde enzim hızı durur. Çok su da enzim hızını yavaşlatır. 7. İnhibitörler ve aktivatörler VİTAMİNLER - MİNERAL MADDELER Vücutta düzenleyici fonksiyonu görülür. Sindirime uğramazlar. Sindirim sisteminden direkt kana emilirler. Yeşil bitkiler ihtiyaç duydukları vitaminleri kendileri sentezler. Hayvanlarda ve insanlarda vitamin sentezi çok azdır. Sadece bazı provitaminleri gerçek vitaminlere çevirirler. Çoğu vitaminleri dışarıdan hazır almak zorundadırlar. Vitaminler suda ve yağda eriyenler olarak ikiye ayrılır. A, D, E ve K vitaminleri yağda çözünürler. Karaciğerde depolanabilirler. B ve C vitaminleri suda çözünür, vücutta uzun süre kalamazlar. Depolanmazlar. Vitaminler çok az miktarda bile etkili olurlar. Eksikliğinde çeşitli hastalıklar ortaya çıkar. Vitamin Adı Önlediği Aksaklıklar A vitamini --- Gece körlüğü D vitamini --- Raşitizm E vitamini --- Kısırlık ve üreme bozukluğu K vitamini --- Kanın pıhtılaşmaması B vitamini --- Beriberi - kansızlık C vitamini --- Skorbit (Diş etlerindeki kanama) A vitamini Balık yağı, yumurta sarısı, süt, peynir, karaciğer, yeşil sebzelerde bulunur. Büyüme ve gelişmeyi sağlar. Vücudu enfeksiyonlara karşı korur. Gece körlüğünü önler. D Vitamini Balık yağı, karaciğer, yumurtada bulunur. Ültraviyole ışınların etkisiyle deride üretilir. Vücuttaki Ca, P dengesini sağlar. Kemiklerin gelişmesini sağlar. Çocuklarda raşitizmi önler E vitamini Yeşil sebze, karaciğer, et ve bitkisel yağlarda bulunur. Üreme organlarının gelişmesini sağlar ve kısırlığı önler B1, B2,B6, B12, B5 Tahılların kabuklarında, et, süt, karaciğer ve yeşil sebzelerde bulunur. Karbonhidrat, yağ ve proteinlerin vücut içinde kullanılmasında katalizör olarak görev yapar. Kansızlığı önler. C vitamini Yeşil sebze ve meyvelerde bulunur. Bağ dokusunun oluşması için gereklidir. Skorbit hastalığını önler. Vücudu enfeksiyonlara karşı korur. ATP Molekülü Yapısında C, H, O, N, P elementleri bulunur. NOT: ATP hayatsal faaliyetlerde kullanılan enerji çeşitidir. ATP ‘nin Özellikleri 1. Hücre içinde sentezlenir. 2. Enerji ihtiyacında hemen üretilir. Hemen yıkılır. Depo edilmez. (Yüksek enerji fosfat bağlarında enerji depo edilir.) 3. ATP’nin sentezlenmesine dehidrason, parçalanmasına hidroliz denir. 4. ATP sentezi enerji isteyen, ATP hidrolizi enerji veren reaksiyondur. 5. ATP enerji; kimyasal enerjiden (solunum) Güneş enerjisinden (Fotosentez) oluşabilir.