besinler ve kimyasal enerji

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.
Karbonhidratlar
Yağlar
Proteinler
Vitaminler
Minareler ve su
Enerji verici
+
+
+
-
Yapıcı onarıcı
+
+
+
+
Düzenleyici
+
+
+
+
Organik Moleküller (BileĢikler)
1-)Karbonhidratlar
)ATP 7-)Enzim
2-)Yağlar
3-)Proteinler 4-)Vitaminler
5-)Nükleik asitler
6-
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.İnsan 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.İnsan 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.İnsanlar 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
A vitamini
D vitamini
E vitamini
Eksikliğindeki anormallikler
Gece körlüğü,büyümede gerileme, deride
pullanma ve kuruma.
Raşitizm, osteomalazi,kemik ve dişlerde
bozulmalar.
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.
Vücut direnci azalması, diş etlerinde
iltihaplanma ve çekilme şeklinde gözlenen
skorbüt oluşur.skorbit
C vitamini
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