Canlılar hücre denilen birimlerden oluşur. Bazı canlılar tek hücrelidir. Tüm hücrelerde organik ve inorganik bileşikler bulunur. Her bir bileşiğin görevi farklıdır. Yapısında karbon, oksijen ve hidrojen bulunan organik bileşikler ototrof (üretici) canlılar ( bitkiler, algler) tarafından sentezlenir. Organik bileşiklerin sentezlenmesi sırasında tabiattaki inorganik bileşikler( CO2, H2O gibi) harcanır.
Organik bileşikler şunlardır:
*Karbonhidratlar
*Proteinler
*Yağlar (lipitler)
*Vitaminler
*Nükleik asitler
*ATP
*Enzimler
*Hormonlar
Organik bileşikler, karbonhidrat, protein, yağ gibi yapılarında temel element olarak hidrojen (H), oksijen(O) ve özellikle karbon(C) içeren bileşiklerdir. Bazılarının yapısında karbon iskeletine bağlı olarak azot(N), kükürt (S) ve fosfor(P) bulunabilir. Canlı organizmalarda bulunan organik bileşiklerin bazıları enerji verici, bazıları yapıcı onarıcı, bazıları da düzenleyici ve yönetici olarak görev alır.
Enerji verenler organik bileşikler (öncelik veya kullanım sırasına göre)
Karbonhidratlar > Lipitler (yağlar) > Proteinler
Bu bileşikler enerji verimi bakımından şu şekilde sıralanır:
Yağlar (lipitler) > Proteinler>Karbonhidratlar
*1 gram yağ yandığında 9,2 Kcal
1 gram protein yandığında 4,3 Kcal
1 gram karbonhidrat yandığında ise 4,2 Kcal’lik enerji açığa çıkar.
Not: Yağların diğerlerinden daha fazla enerji vermesinin sebebi daha fazla hidrojene sahip olmalarıdır. Buna rağmen enerji amaçlı kullanımda ikinci sırada yer almasının sebebi ise daha az oksijen bulundurdukları için zor parçalanmalarıdır.
Yapıcı onarıcı organik bileşikler (öncelik veya kullanım sırasına göre)
Proteinler > Lipitler (yağlar) > Karbonhidratlar
İnsan beyninde yapıya katılma sıraları ise aşağıdaki gibidir:
Yağlar(lipitler) > Proteinler> Karbonhidratlar
Yönetici organik bileşikler
Nükleik asitler (DNA ve RNA)’dir.
Düzenleyici organik bileşikler
Hormonlar, vitaminler, proteinler, enzimler ve lipitlerdir.
Karbonhidratlar, lipitler, proteinler ve nükleik asitler gibi organik moleküllerin en küçük ve anlamlı yapısal birimlerine monomer adı verilir. Birçok monomerin birbiri ardınca bağlanmasıyla polimer adı verilen daha büyük yapıda organik moleküller oluşur.
KARBONHİDRATLAR
Birinci dereceli enerji verici organik bileşiklerdir. Az da olsa yağlara veya proteinlere bağlanarak hücre zarının, bitkilerdeki hücre çeperinin yapısına da katılırlar. Karbonhidratlar üç gruba ayrılır.
A)Monosakkaritler(Tek ya da basit şekerler)
Karbonhidratların yapı birimleri olan monosakkaritler fotosentez ya da kemosentez olayıyla üretilir. Suda çözünebilir ve sindirilmeden hücre zarından geçebilirler. Glikozit bağı içermezler. Hücrelerde oksijenli solunum ya da fermantasyon aracılığıyla yıkıma uğratılarak enerjiye dönüştürülür.
Monosakkaritler 3,4, 5 ya da 6 karbonlu olabilir.
*PGAL (Fosfogliseraldehit) ve Pirüvik asit 3 karbonlu (trioz) şekerlerdir.
*DNA yapısındaki deoksiriboz, RNA, NAD, FAD ve ATP tapısındaki riboz şekerleri 5 karbonlu (pentoz) şekerlerdir. Bu şekerler enerji elde etmek için kullanılmaz.
*Glikoz, fruktoz ve galaktoz 6 karbonlu (heksoz) şekerlerdir. Bu şekerlerin kapalı formülü C6H12O6 olup birbirinin izomeridir ve hücrelerin osmotik basıncını dengeler.
Glukoz üzüm, incir ve bal gibi gıdalarda bulunur. İnsan kanında bulunan monosakkarit glikozdur. Glukoz bitkiler tarafından fotosentezle üretilir. Hayvanlar ve insanlar besinlerle hazır olarak alır. Alınan fazla glukozlar yağa dönüştürülerek kilo almaya sebep olur. Glukoz disakkaritlerin ve poisakkaritlerin yapısına da katılan bir basit şekerdir. Hücre zarının yapısına proteinlerle birleşmiş halde (glikoprotein) ya da lipitlerle birleşmiş halde (glikolipit) katılabilir.
Fruktoz meyve şekeridir. Bitkiler tarafından üretilir. En tatlı şeker fruktozdur. İnsanlar ve hayvanların karaciğerinde glukoza dönüştürülerek kana karışır.
Galaktoz (süt şekeri) memeli hayvan hücreleri tarafından üretilip sütün yapısında bulunsa da bazı bitkilerin reçinelerinde ve şeker pancarında da bulunur. Besinlerle alındıktan sonra glukoz şekerleri galaktoza dönüşür.
Heksozların hücre zarından difüzyonla geçme hızları aşağıdaki gibidir:
Galaktoz> Glukoz> Fruktoz
B)Disakkaritler (çift şekerler)
Disakkaritler (Çift şekerler) iki tane monosakkaritin birleşmesiyle üretilir. Bu arada glikozit bağı oluşur ve bir adet su molekülü açığa çıkar. Buna dehidrasyon sentezi denir. Disakkaritler sindirilmeden hücre zarından geçemez ve kana karışamaz.
Canlılarda bulunan çift şekerler şunlardır:
*Maltoz (arpa şekeri)
Glukoz + Glukoz —-> Maltoz + Su
*Sakkaroz veya sükroz ( çay şekeri)
Şeker kamışı ve şeker pancarında bulunan bu şeker glukoz ve fruktozun birleşmesiyle sentezlenir.
Glukoz + Fruktoz —-> Sakkaroz
*Laktoz (süt şekeri)
Memeli hayvanların sütünde bulunan bir çift şekerdir. Glukoz ve galaktozun dehidrsayon senteziyle oluşur.
Glkoz + Galaktoz —-> Laktoz
C)Polisakkaritler (Kompleks şekerler)
Birçok glukoz şekerinin dehidrasyonuyla oluşan büyük moleküllerdir.
nGlukoz (monomer) —-> Polisakkarit (polimer) + (n–1) su
Olay bir polimerleşmedir ve oluşan su sayısıyla glikozit bağı sayısı eşittir. Hücre zarından geçemeyecek büyüklükte olduklarından sindirilmeleri gerekir. Yıkımları ya da sindirimleri hidroliz ( su katılıp enzimler yardımıyla parçalanma) ile gerçekleşir.
Canlı yaşamındaki önemli polisakkaritler şunlardır:
*Yapısal polisakkaritler: Bitki hücrelerinin çeperinde yer alan selüloz ile eklembacaklı canlıların (örümcek, böcek ve ıstakoz, karides, yengeç gibi kabukluların) dış iskeletinde ve mantarların hücre çeperinde yer alan kitin yapısal polisakkaritlerdir.
Selüloz: Bitki hücrelerinin çeper yapısında bulunur ve dayanıklılık verir. Suda çözünmeyen selüloz dallanmış bir yapıya sahip değildir. İnsan ve hayvanlar selüloz sindirici enzimlere sahip olmadığından besinlerle alınan selülozu sindiremez. Sağlıklı diyetlerde yer alması gereken selüloz bağırsaklardan mukus salgılanmasını, dolayısıyla hareketlerini artırır ve kabızlığı önler.
Not: Otla beslenen hayvanlar ve termit gibi böcekler sindirim sistemlerinde bulunan bazı mikroorganizmalar sayesinde selülozu parçalayarak faydalanır.
Kitin:
Yapısında N (azot) bulunduran bir polisakkarittir. Selülozda olduğu gibi çok sayıda glukozun polimerleşmesiyle oluşur. Suda çözünemez, kalsiyum karbonatla birleşerek böceklerde sert bir kabuk oluşturur. Kitinaz enzimine sahip olan canlılar ( mantar, bakteri ve bazı bitkiler) kitini sindirebilir ancak insanların sindirim sisteminde bu enzim yoktur.
Not: Esnek ve sağlam bir yapıya sahip olan saf kitin ameliyat ipi olarak kullanılır. Bu tip dikişlerin sonradan alınmasına gerek yoktur çünkü ipler yara iyileşirken kendi kendine erir.
*Depo polisakkaritler: Hayvansal hücrelerde depolanan glikojen ile bitkisel hücrelerde depolanan nişasta bu grupta yer alır.
Glikojen: Çok sayıda glikozun birleşmesi ile ( dehidrasyon) oluşur. Fazla glukoz sadece hayvan hücrelerinde değil mantar, arke ve bakteri hücrelerinde de glikojen şeklinde depolanır.
n glukoz —-> Glikojen + (n-1) su
Nişastaya oranla suda çözünürlüğü biraz daha fazladır.(Akademik kaynaklar glikojenlerin suda çözünmediğini belirtse de biyoloji sorularında biraz çözündüğü kabul edilir.)
İnsanlarda besinler aracılığıyla alınan glukozun fazlası karaciğerde ve çizgili kaslarda glikojene çevrilerek depolanır. Kaslarda depolanan glikojen gerektiğinde yine glikoza çevrilerek kas hücrelerince tüketilir. Karaciğerde depolanan glikojen ise gerek duyulduğunda glukoza çevrilerek kana verilir, böylece kan şekeri düşükse yükseltilmiş ve hücrelerin enerji ihtiyacı karşılanmış olur.
Not: Glikojen bir polimer olduğundan kanda bulunmaz.
Nişasta: Fazla glukoz bitki hücrelerindeki lökoplastta nişastaya çevrilerek depolanır. Nişastaya bitkilerin kök, yaprak, tohum ve gövde gibi bölümlerinde rastlanabilir. İnsan ve hayvanlar nişastayı bitkisel besinlerle aldığında hidrolizle glukoza yani yapı birimlerine ayırarak yararlanabilirler. Nişastanın suda çözünürlüğü çok azdır.
n Glukoz —-> Nişasta + ((n-1) su
Not: Glukoz suda çözündüğünden hücrenin osmotik basıncını artırır. Ancak nişastanın suda fazla çözünmemesi sebebiyle glukozun nişastaya dönüştürülüp depolanması hücre içindeki osmotik basıncın artmasını engeller.
PROTEİNLER
Yapıcı onarıcı olarak görev yapan ve DNA’dan verilen emirle sentezlenen proteinler gerek duyulduğunda enerji de verebilir. Yapısında C,H,O ve N (azot) bulunur. Bazıları kükürt ve fosfor da içerebilir. Proteinlerin yapı birimi amino asit denilen moleküllerdir. Amino asitler amino ve karboksil gruplarına sahip olduğu için amfoter özelliğe sahiptir. Proteinlerin yapısına katılan 20 çeşit amino asit vardır ve bu amino asitler arasındaki fark radikal gruplardan kaynaklanır. İnsanlarda amino asitlerin 8 çeşidi sentezlenemez. Bunlara temel (esansiyel) amino asit denir ve besinlerle hazır alınmalıdır.
Amino asitler birbirine bağlanırken bir amino asitin amino grubuyla bir sonraki amino asitin karboksil grubu arasında bir peptid bağı oluşur ve bir molekül su açığa çıkar.
Amino asit + Amino asit —-> Dipeptit + su
Amino asit + Amino asit + Amino asit —->Tripeptit + 2 su
n Amino asit —-> Polipeptit ( Protein) + (n-1) su
Proteinler DNA kontrolünde sentezlendiğinden canlıya özgüdür. Senteze katılan amino asitlerin sayısı, dizilişi ve çeşidi oluşan proteinlerin farklı olmasını sağlar. Amino asitlerin dizilişini genler kontrol eder. Yüksek sıcaklığa, basınca ya da kuvvetli asitlere maruz kalma proteinlerin yapısını bozar, aktifliklerini engeller. Bu duruma denatürasyon adı verilir.
Proteinlerin önemi
Canlılarda büyüme, gelişme, doku onarımı proteinler sayesinde gerçekleşir. Proteinler kemik, kıkırdak, kas gibi dokuların da yapısına katılır, enzim ve hormon yapısına da katılarak düzenleyici rol oynar. Kandaki alyuvarların ( kırmızı kan hücrelerinin veya eritrositlerin) içinde bulunan ve oksijen taşıma görevini gerçekleştiren hemoglobinin, vücutta bağışıklığı sağlayan antikorların yapısında da protein bulunur. Proteinlerin bir başka önemli görevi de hücre dışı ve hücre içi sıvıların pH dengesini sağlamaktır. Vücuda fazla alınan proteinler karbonhidrata ve yağa çevrilerek depolanır.
YAĞLAR(LİPİDLER)
Yağlar ikinci dereceli enerji verici organik bileşiklerdir. Yıkımları sırasında diğer organik bileşiklerden daha fazla enerji verirler. Bu arada açığa çıkan metabolik su da fazladır. Hücre zarı yapısında da bulunan yağların bazıları C,H ve O’dan başka N, S ve P da bulundurabilir. Yağlar suda çözünmeyip eter, alkol, kloroform, benzen ve aseton gibi bazı organik çözücülerle çözünebilir. Yağlar üreme hormonlarının ve D vitamininin yapısına da katılır. Yağda eriyen vitaminlerin emilmesine yardımcı olan yağlar derinin alt kısmında depolanarak canlıları soğuğa karşı korur. Ayrıca bu şekilde depolanmış yağlar canlıları vurma, çarpma gibi darbelerden de korur. Besin olarak tüketilen yağların mide içinde diğer besilere göre daha uzun kalmasından dolayı tok tutma özelliği de vardır.
Not: Fazla tüketilen yağlar kilo almaya, kalp ve damar sağlığının bozulmasına neden olur. Göçmen kuşların vücudunda depo edilen yağlar hem hafif olması hem uçtukları süre boyunca enerji vermesi hem de solunumda kullanılırken metabolik su elde edilmesi nedeniyle tercih edilir. Kış uykusuna yatan hayvanlar da benzer sebeplerden dolayı vücutlarında yeterince yağ depolar.
Lipidler 3 grupta toplanır.
*Trigliseritler (nötral yağlar):
Azot bulundurmaz. Hayvanların vücudunda depolanan, doğada fazla rastlanan ve enerji veren yağ çeşididir. Trigliseritler) 3 molekül yağ asidi ve 1 molekül gliserol (gliserin)’ün birleşmesiyle sentezlenir. Bu arada 3 tane ester bağı oluşur ve 3 molekül su açığa çıkar.(esterleşme olayı)
3 Yağ asidi + 1 Gliserol —-> Nötral yağ + 3 su
Yağ asitlerinin bir kısmı ( omega 3, omega 6) vücutta üretilemediğinden besinlerle alınmalıdır. Bu yağ asitlerine esansiyel ( temel ya da zorunlu) yağ asitleri denir.
Bazı yağ asitleri doymuş, bazıları doymamış özelliktedir. Doymuş yağ asitlerinde çift bağ yoktur, bu yağ asitlerini içeren yağlara doymuş yağlar (kuyruk yağı, iç yağı, tereyağı) adı verilir.
Doymamış yağ asitlerinde ise en az 1 adet çift bağ bulunur. Doymamış yağ asitlerine sahip olan yağlara da doymamış yağlar (zeytinyağı, mısır yağı, ayçiçek yağı) denir.
Not: Doymuş yağlar oda sıcaklığında iken katı, doymamış yağlar ise sıvı haldedir. Doymamış bitkisel yağlar hidrojen ile doyurulduğunda margarin gibi katı yağlar elde edilir. Margarinlerde trans yağlar bulunur. Tüketilmesi kalp ve damar hastalıklarına yakalanma riskini artırır.
*Fosfolipitler:
Hücre zarının yapısında iki tabaka halinde bulunur. Bu tip lipidler 2 yağ asiti ile 1 gliserolden oluşur. Ayrıca gliserole bir azot ve fosfat da bağlanmış durumdadır. Fosfat gruplarının suda çözünmesine rağmen yağ asitleri suda çözünmemektedir.
Not: Yağ asiti ve gliserolden başka glikoz, fosfat, azot gibi farklı moleküller bulunduran, hücre zarı yapısında yer alan glikolipitler ile fosfolipitler bileşik yağlardır.
*Steroitler:
Birbiri ile kaynaşmış 4 halkası bulunan karbondan bir iskelete sahiptir. Kolesterol hayvansal hücrelerde üretilen, zardan geçebilen, hücre zarının dayanıklılık ve geçirgenliğini artıran bir steroit çeşididir. Cinsiyet hormonları ve D vitamini sentezinde kolesterol kullanılır. Ayrıca vücudumuzda kolesterolden safra tuzları ve kortizol hormonu üretilir. Kandaki kolesterol oranı artarsa damar sertliği, damar tıkanıklığı gibi sorunlar yaşanabilir.
Not: Bitkisel hücrelerde kolesterol üretilmez. Bitkilerde sarı, turuncu, kırmızı gibi renkleri veren karoten ve ksantofil gibi karotenoidler birer lipid çeşididir.
VİTAMİNLER
Vitaminler bitkiler tarafından sentezlenir. Hayvanlar vitaminleri dışarıdan besinlerle hazır almak zorundadır. Küçük molekül yapısından dolayı sindirilmeyen ve doğrudan kana karışabilir. Vitaminler enerji vermez ve bazıları enzim yapısına koenzim olarak katılarak düzenleyici görev yapar. Bu şekilde görev alan vitaminlerin eksik alınması canlı hücrelerdeki biyokimyasal tepkimelerin gerçekleşememesine neden olur. Vitaminlerin bazılarının vücut direncini artırmak bazılarının da görmeye, sinir sisteminin çalışmasına, kanın pıhtılaşmasına yardımcı olmak gibi görevleri de vardır. Vitaminlerin bir kısmı ısıdan, bir kısmı da güneş ışığından ya da demir, bakır gibi metallerden olumsuz etkilenir. Günümüzde vitaminlerin bazıları yapay olarak üretilmekte ve vitamin eksikliklerinin tedavisinde kullanılmaktadır.
Vitaminler iki grupta toplanır:
*Suda eriyenler (B ve C vitaminleri)
*Yağda eriyenler (A,D,E ve K vitaminleri)
Suda eriyen vitaminler vücutta depolanamaz, bu nedenle fazla alınırsa bir kısmı idrarla ya da terle dışarı atılır. Ancak yağda eriyen vitaminler vücutta depolanabilir. Bu nedenle bir süre alınmasalar da eksiklikleri belli olmaz. Uzun süreli eksiklikleri ise bazı belirtiler verir ve hastalıklara yol açar.
NÜKLEİK ASİTLER
Hücreler nükleik asitlerin kontrolü altındadır. Kalıtsal bilgiler nükleik asitlerde depolanır ve hücre bölünmesi sırasında yeni oluşan hücrelere aktarılır. Nükleik asitler nükleotid denilen birimlerden oluşan büyük zincirli moleküllerdir. Her bir nükleotid azotlu bir organik baz, 5 karbonlu bir şeker (pentoz) ve fosforik asitten oluşur.
Azotlu baz ve beş karbonlu şeker glikozit bağıyla bağlanır ve nükleozit adını alır.
Organik baz + 5 karbonlu şeker= Nükleozit
Bu yapıya bir tane de fosfat katılır ve fosfodiester bağıyla bağlanır. Yapının tamamına nükleotid denir.
Nükleozit + Fosfat (fosforik asit) = Nükleotid
Canlılardaki nükleik asitler iki çeşittir:
*Deoksiribonükleik asit (DNA)
*Ribonükleikasit (RNA)
DNA: Karşılıklı iki nükleotit zincirinden oluşan sarmal yapılı bir moleküldür.
DNA’nın yapısı 1953 yılında Amerikalı bilim insanı James Watson ile İngiliz bilim insanı Francis Crick tarafından açıklanmıştır. Bu bilim insanları çift sarmal yapıyı aydınlattıkları için 1962’de Nobel ödülü almıştır. DNA molekülü kendini eşleme özelliğine sahiptir ve ökaryot hücrelerin çekirdeğinde, daha az olarak da kloroplast ve mitokondrilerinde, prokaryot hücrelerin sitoplazmasında yer alır.
Not: Prokaryotların sitoplazmasında DNA bulunduğu için RNA sentezi de burada gerçekleşir. Ancak ökaryotlarda RNA sentezi sitoplazmada değil çekirdek, kloroplast ya da mitokondride gerçekleşir.
DNA moleküllerinde 5 karbonlu şeker olarak deoksiriboz şekeri bulunur. Azotlu bazlar pürin ve pirimidin olarak gruba ayrılır. Pürinler büyük, çift halkalı, pirimidinler ise daha küçük ve tek halkalı moleküllerdir. DNA yapısındaki pürin bazları Adenin (A) ve Guanin (G), pirimidin bazları ise Sitozin (S ya da C), Timin (T)’dir. DNA’nın karşılıklı iki zinciri birbirine zayıf hidrojen bağlarıyla bağlanır. Adenin bazının karşısında mutlaka timin bazı ve aralarında 2 hidrojen bağı, sitozin bazının karşısında ise mutlaka guanin bazı ve aralarında da 3 hidrojen bağı bulunur.
Bir DNA molekülündeki pürin bazlarının sayısı pirimidin bazlarının sayısına eşittir.
(A=T, S=G)
A/T=1 G/C=1 olur.
DNA molekülündeki deoksiriboz şekerlerinin sayısı da fosforik asitlerin sayısına eşittir.
RNA: Nükleotitlerin dizilmesiyle oluşan tek zincirli, protein sentezinde görev alan, hücrelerin yaşamsal olaylarının yönetiminde DNA’ya yardım eden, sitoplazma, kloroplast, mitokondri, ribozom ve çekirdekte bulunan bir moleküldür. RNA prokaryot hücrelerin ribozomlarında ve sitoplazmasında bulunur.
RNA kendini eşleyemez, DNA tarafından sentezlenir. Yapısında 5 karbonlu şeker olarak riboz, organik azotlu baz olarak da Adenin (A), Guanin(G), sitozin(S) ve Urasil (U) bulunur. (Timin sadece DNA’ya özgüdür.)
RNA’ların görevleri birbirinden farklı olan üç çeşidi bulunur:
1-Ribozomal RNA (rRNA):
Ribozomun yapısını oluşturur (proteinlerle birlikte). Protein sentezi gerçekleşirken peptid bağlarının oluşmasında görevlidir. Miktarı diğer RNA’lardan daha fazladır (hücredeki toplam RNA’ların % 80’i).
2-Elçi ya da mesajcı RNA (mRNA ya da eRNA):
Protein senteziyle ilgili DNA’dan aldığı bilgiyi sentezin gerçekleşeceği yere yani ribozomlara götürür. Miktarı hücredeki toplam RNA’ların % 5’i oranındadır.
3-Taşıyıcı ya da transfer RNA (tRNA):
Protein sentezinde kullanılacak olan aminoasitleri sitoplazmadan alarak ribozomlara taşımakla görevlidir. Taşıyıcı RNA’lar Hücredeki tüm RNA’ların % 15’i kadardır.
Not: Taşıyıcı ve ribozomal RNA’lar tek nükleotid zincirli olsa da kendi üzerine katlandığından dolayı zayıf hidrojen bağları içerir. Ancak tek nükleotit zincirinden oluştuğundan RNA’larda pürin ve pirimidin bazlarının sayısı birbirine eşit olamaz, dolayısıyla DNA moleküllerinde olduğu gibi toplam hidrojen bağı hesapları da yapılamaz.
ATP
Solunum tepkimeleri sonucunda oluşan, canlılığın devam edebilmesini sağlayan enerji molekülü olan ATP (Adenozin tri fosfat) bir riboz şekeri, bir adenin bazı (A) ve 3 fosfattan oluşur.
Adenin + Riboz + 3 Fosfat= ATP
Adenin bazı ile riboz şekeri arasındaki bağ glikozit bağı, riboz şekeriyle fosfat arasındaki bağ ester bağıdır. Fosfat moleküllerinin aralarında da yüksek enerjili fosfat bağları yer alır. Enerji bu bağların parçalanmasıyla açığa çıkar. Diğer bağlar enerji veremez.
Tüm canlı hücreler ATP sentezler. ATP sentezlenmesi fosforilasyon olayları ( oksidatif fosforilasyon, substrat düzeyinde fosforilasyon, fotofosforilasyon, kemosentetik fosforilasyon) ile gerçekleşir. Bir molekül ATP sentezi için kullanılan enerji miktarı 7300 kaloridir. Depolanan bu enerji ATP’nin parçalanmasıyla açığa çıkar (defosforilasyon) ve aktif taşıma, hücre bölünmeleri, sinirsel iletim, kas kasılması, büyüme, gelişme ve yapım gibi enerji gerektiren tüm olaylarda kullanılır.
ENZİMLER
Canlı hücrelerdeki biyokimyasal tepkimelerin başlaması için gereken aktivasyon enerjisini ( ısı ya da ATP) düşürerek tepkimelerin hızlanmasına neden olan protein yapılı biyolojik katalizörler olan enzimler mineral ya da vitamin de içerebilir. Enzim varlığında tepkime hızı artsa da sonuçta oluşacak ürün miktarı ya da açığa çıkacak enerji miktarı değişmez. Enzimler tepkime sonunda değişmeden çıkar ve aynı tip bir başka tepkimede yeniden kullanılabilir. Protein yapılarından dolayı yüksek sıcaklık enzimlerin yapısını bozar. Isıtılan ve yapısı bozulan enzimler sıcaklık yeniden uygun seviyeye getirilse de çalışamaz. Ancak soğukta bekletilmiş ve aktivitesi azalmış ya da durmuş enzimler yapıları bozulmadığından uygun sıcaklıkta yeniden normal olarak çalışmaya başlar.
Enzimler yapılarına göre basit ve bileşik enzimler olarak ikiye ayrılır.
*Basit enzimler: Sadece proteinden oluşur. İnsanların sindirim sistemindeki bazı özel hücrelerden salgılanan aktifleşmiş pepsin, kimotripsin ve tripsin enzimleri böyledir.
*Bileşik enzimler(tam enzim= holoenzim): Proteinden oluşan esas kısımdan (apoenzim) başka organik ya da inorganik yapılı yardımcı kısımlara sahiptir. Yardımcı kısım organik ise koenzim, inorganik ise kofaktör adı verilir. Koenzim görevini daha çok B grubu vitaminleri yerine getirir.
Not: Bileşik enzimlerin etki edeceği maddeyi belirleyen apoenzim kısmıdır. Kofaktörler ise substrat (enzimlerin etkilediği madde) üzerinde etkilidir. Enzimlerin substratlarına bağlandığı ve etkilediği bölge aktif merkez olarak adlandırılır.
Enzim olmadan yaşamsal faaliyetler gerçekleşemez. Bazı enzimlerin eksikliği nedeniyle çeşitli hastalıklar ortaya çıkabilir. Enzimler günümüzde tıp, genetik çalışmalar, ilaç ve gıda sanayi, deterjan üretimi, tarım, kozmetik ve tekstil gibi alanlarda da kullanılmaktadır. Bu çeşit enzimler laboratuvarlarda yapay olarak üretilir.
HORMONLAR
Hormonlar canlılarda düzenleyici olarak görev yapar. Bazı hormonların yapısında yağ, bazılarında peptid, protein bazılarında da sadece aminoasit bulunur. Hormonlar iç salgı bezleri (endokrin bez) tarafından sentezlenir ve görev yapacağı hedef dokuya (organa) kanla taşınır. Büyüme hormonu gibi bazı hormonların hedef organı vücuttaki tüm organlardır. Hedef organlara ulaşan hormonlar özel reseptörler tarafından tanınır. Etkili olabilmesi için kanda belli bir değerde (eşik değer) olmalıdır. Hormonlar hücrelerdeki yıkım ve yapım olaylarının dengesini, organların fonksiyonunu, büyüme ve gelişmeyi, üremeyle ilgili olayların düzenlenmesini sağlar. Kandaki seviyeleri birdenbire azalmadığı için hormonların etkileri uzun sürer. Görevini yapan hormonlar ya parçalanır ya da böbrekler tarafından süzülerek atılır. Hormonların hem salgılanması hem de parçalanmasında enzimler görev alır. Hormonlara kandan başka doku arası sıvılarda, hücre sitoplazmasında, idrar ve terde rastlanabilir.
Not: Sinir hücreleri, mide ve on iki parmak bağırsağındaki bazı özelleşmiş hücreler de hormon salgılayabilir. Bitkilerde de belirli bölgelerde bulunan hücreler tarafından üretilip salgılanan büyüme, farklılaşma ve yara onarımı gibi olayları düzenleyen organik yapılı hormonlar ( oksin, giberellin, sitokinin, etilen, absisik asit ) bulunur.
Kaynakça:
http://www.biyolojidersnotlari.com
http://www.biyolojiportali.com
http://bilgioloji.com
Yazar: Müşerref Özdaş