Canlıdaki Organik Bileşikler, Karbonhidratlar, Yağlar, Proteinler
Organik bileşiklerin inorganik bileşiklerden en önemli farkı, yapılarında daima karbon atomu bulundurmalarıdır. Canlıların yapısında bulunan organik bileşiklerden başlıcaları; karbonhidratlar, yağlar, proteinler, enzimler, vitaminler,nükleik asitler ve ATP’dir.
Organik bileşikler yapı maddesi olarak kullanılışa göre proteinler, yağlar, karbonhidratlar, enerji hammaddesi olarak kullanılışa göre karbonhidratlar, yağlar, proteinler; enerji verimi açısından ise yağlar, proteinler, karbonhidratlar şeklinde sıralanır.
Karbonhidratlar
İnsan, hayvan ve bitki hücreleri için en önemli enerji kaynağıdır. Karbon, hidrojen ve oksijen elementlerinden oluşurlar. Genel formülleri (CH2O)n olarak gösterilir. Karbonhidratlar enerji veren organik bileşikler olmalarının yanı sıra, yapı maddesi olarak da görev yaparlar. Monosakkaritler, disakkaritler ve polisakkaritler olmak üzere üç grupta incelenirler.
1. Monosakkaritler: Basit şekerler olarak da adlandırılırlar. Monosakkaritler su ile daha küçük birimlere parçalanmazlar (sindirime uğramazlar) ve hücre zarından doğrudan geçebilirler.
Monosakkaritlerin en önemlileri beş karbonlu pentoz ve altı karbonlu heksoz şekerleridir. Pentozlara örnek olarak RNA’nın yapısına katılan riboz ve DNA’nın yapısına katılan deoksriboz şekerleri verilebilir. Bunları enerji kaynağı olarak kullanılmazlar. Heksozlara örnek olarak glikoz (üzüm şekeri, kan şekeri), fruktoz (meyve şekeri) ve galaktoz (süt şekeri) verilebilir.
2. Disakkaritler: İki molekül monosakkaritin dehidrasyon senteziyle birleşmesi sonucu oluşan şekerlerdir. Monosakkaritler birbirlerine glikozit bağı ile bağlanır. Küçük moleküllerin birleşirken su açığa çıkarması şeklindeki tepkimelere dehidrasyon sentezi denir.
C6H12O6 + C6H12O6 (Hidroliz)<—- —->(Dehidrasyon) C12H22O11 + H2O
Monosakkarit Monosakkarit Disakkarit Su
Canlılarda en çok bulunan disakkaritler maltoz, sakaroz (sükroz) ve laktozdur.
Glikoz + Glikoz (Hidroliz)<—- —->(Dehidrasyon) Maltoz(arpa şekeri) + H2O
Glikoz + Früktoz (Hidroliz)<—- —->(Dehidrasyon) Sakkaroz (çay şekeri) + H2O
Glikoz + Galaktoz (Hidroliz)<—- —->(Dehidrasyon) Laktoz(süt şekeri) + H2O
Disakkaritler insan ve hayvanların sindirim sisteminde monosakkaritlere ayrılarak kullanılır. Bu olay su katılmasıyla gerçekleşir. Büyük moleküllerin su katılarak kendisini oluşturan yapı birimlerine ayrılmasına hidroliz denir.
3. Polisakkaritler: Çok sayıda monosakkaritlerin dehidrasyon senteziyle birleşmesi sonucu oluşan karbonhidratlardır.
n (Monosakkarit) (Hidroliz)<—- —->(Dehidrasyon) Polisakkarit + (n-1) Su
Kompleks şekerler olarak da adlandırılan polisakkaritlerin temel yapı birimi glikozdur. Glikozların farklı şekillerde bağlanması, polisakkaritlerde çeşitliliğe neden olur. En önemli polisakkaritler nişasta, glikojen, selüloz ve kitindir.
Nişasta, bitkilerin besin maddesi olarak depo ettikleri karbonhidrattır.
Glikojen, Glikozun insan ve hayvanlardaki depo şeklidir. Özellikle karaciğer ve kas hücrelerinde depolanır.
Selüloz, bitkilerde hücre çeperinin yapı maddesidir.
Kitin; böcekler, kabuklular, örümcekler gibi eklembacaklıların dış iskeletinde bulunur.
Yağlar (Lipitler)
Lipitler de karbonhidratlar gibi karbon, hidrojen ve oksijen içerirler. Ayrıca fosfor ve azot gibi diğer elementleri de bulundurabilirler. Yağlar suda çözünmeyen ya da çok az çözünen, buna karşılık eter, kloroform, benzen, aseton gibi organik çözücülerde çözülebilen heterojen bir grubu kapsar. Biyolojik yönden önemli lipitler; fosfolipitler, steroitler ve trigliseritlerdir.
Fosfolipitler, hücre zarının yapısına, steroitler ise bazı vitamin ve hormonların yapısına katılırlar.
Trigliseritler (nötr yağlar) , üç molekül yağ asiti ve bir molekül gliserolün (gliserin) ester bağlarıyla bağlanması sonucu oluşur. Bu moleküller insan, hayvan ve bitki hücrelerinin başlıca depo yağlarını oluşturur.
3 Yağ asiti + Gliserol —> (Dehidrasyon) Trigliserit + 3 Su
Trigliseritlerin yapısında yer alan yağ asitleri, doymuş yağ asitleri ve doymamış yağ asitleri olmak üzere ikiye ayrılır. Doymuş yağ asitlerinde karbonların hepsine hidrojen atomu bağlıdır. Doymamış yağ asitlerinde ise karbon atomları hidrojen alabilecek durumdadır. Doymamış yağ asitlerinden linoleik asit (omega 6) ve lineloik asit (omega 3) insan vücudunda sentezlenemez. Vücutta yapılamayan ve vücuda alınması gerekli olan bu yağ asitlerine temel (zorunlu=esansiyel) yağ asitleri denir.
Proteinler
Proteinlerin yapılarında karbon, hidrojen, oksijen ve azot atomları bulunur. Genellikle kükürt ve fosfor elementlerini de içerirler. Bütün enzimler, bazı hormonlar ve hücrenin birçok önemli yapısal maddesi proteinden oluşur. Proteinler ayrıca uzun süreli açlıkta enerji kaynağı olarak da kullanılabilirler.
Proteinlerin yapı taşları amino grup asitlerdir. Bilinen 20 çeşit amino grup asit her birinin R gurubu diğerlerinden farklıdır. Böylece birbirinden farklı 20 çeşit amino asit oluşur. Amino grup asitler proteinleri oluşturmak için birbirlerine peptit bağları ile bağlanırlar. İki amino asit birleşirse oluşan dipeptit, üç amino asit birleşirse tripeptit, çok sayıda amino asit pirleşirse polipeptit adını alır. Proteinler yüzlerce amino asitin aralarından birer molekül su çıkarak birleşmesiyle oluşur.
n (Amino Asit) (Hidroliz)<— —-> (Dehidrasyon) Protein + (n -1 ) Su
Hücrede protein sentezi ribozom denilen organelde gerçekleşir. Protein sentezi sırasında amino asitlerin dizilişini DNA belirler. Amino asitlerin çeşidi, sayısı ve dizilişlerinin farklı olması, her canlıdaki protein çeşitlerinin de birbirinden farklı olmasına yol açar.