Suyla karışmayan tek grup
Lipitler (yağlar) su içerisinde çözünürlüğü az, polar olmayan, hidrofobik (suyu sevmeyen) yapılı ve enerji içeriği oldukça zengin organik molekül grubudur. Bir önceki ünitede karbonhidratlar boncuk boncuk diziliyordu; lipitler dizilmez: lipitler polimer yapılı değildir — ve hücre zarının kurulabilmesi tam olarak bu “suyu sevmeme” özelliğine dayanır.
Lipitler (yağlar) su içerisinde çözünürlüğü az, polar olmayan, hidrofobik (suyu sevmeyen) yapılı ve enerji içeriği oldukça zengin organik molekül grubudur. Lipitlerin yapısal, metabolik ve düzenleyici olarak pek çok biyolojik görevi bulunur. Hücre zarının yapısal bileşenleri lipit yapıda olup hücresel bütünlüğün kurulmasında görevlidir. Ayrıca enerjinin uzun süreli depolanmasında, vücut sıcaklığının korunmasında, hücre ve dokuların birbirleriyle haberleşmesinde önemli görevleri vardır. Lipitler, protein ve karbohidratlardan farklı olarak polimer yapılı değildir.
Polar olmayan demek, molekülün bir ucu artı bir ucu eksi gibi davranmıyor demektir. Su polardır; bir önceki ünitede gördüğün gibi polar çözücüler yalnız polar ve yüklü maddeleri çözer. Lipit polar olmadığı için suda çözünmez — zeytinyağının suyun üstünde ayrı bir tabaka olarak durmasının sebebi budur.
Lipitlerin dört ayrı işi var ve dördü de ayrı ayrı sorulur:
1. Yapısal: hücre zarının bileşenleri lipittir,
hücresel bütünlüğün kurulmasında görevlidir.
2. Enerji deposu: enerjinin uzun süreli depolanması.
3. Yalıtım: vücut sıcaklığının korunması.
4. Haberleşme: hücre ve dokuların birbirleriyle haberleşmesi.
İkinci maddedeki “uzun süreli” kelimesine dikkat: karbonhidrat hızlı, lipit uzun vadeli enerji deposudur.
Dört makromolekül sayılırken lipitler de içine alınıyor, ama iki ayrı yerde lipitlerin polimer oluşturmadığını söylüyor. İkisi çelişmez: makromolekül olmak büyük olmak demektir, polimer olmak aynı monomerin tekrarlanması demektir.
Trigliserit büyük bir moleküldür ama bir gliserol ile üç ayrı yağ asidinden oluşur — tekrar eden bir monomer zinciri yoktur. Bu yüzden lipitin “monomeri” diye sorulan sorularda doğru cevap “polimer olmadığı için tekrar eden monomeri yoktur”, ama temel yapı taşı yağ asididir.
Arama kutusuna zar, enerji, halka, ester gibi bir kelime yazabilirsin.
Yağ asitleri, lipitlerin temel yapı taşıdır. Hücrelerde serbest olarak bulunabileceği gibi farklı gruplarla bağ yaparak trigliserit ve fosfolipitlerin yapılarına da katılabilir. Polar bir moleküle (karboksil grubu-COOH) bağlı uzun hidrokarbon (-CH) zincirlerden oluşur.
Yani yağ asidinin bir ucu polar (karboksil grubu), gövdesi polar değildir (uzun hidrokarbon zinciri). Bu ikili yapı, dördüncü bölümdeki hücre zarının kurulmasında belirleyici olacak.
Yağ asitleri hidrokarbon zincirlerinin yapısına göre ikiye ayrılır. Zinciri oluşturan karbon atomları arasında çift bağ bulunmayan ve karbon atomları hidrojen ile doygun olan yağ asitleri doymuş yağ asitleri olarak adlandırılır. Karbon atomları arasında bir ya da daha fazla çift bağ içeren ve bu nedenle karbon atomları hidrojen ile tam olarak doymamış olan yağ asitleri ise doymamış yağ asitleri olarak isimlendirilir.
“Doymuş” burada hidrojenle doymuş demektir: zincirin karbonları alabilecekleri en çok hidrojeni almıştır, çift bağa yer kalmamıştır. Çift bağ varsa o karbonlar hidrojen alabilirdi ama almamıştır — yani doymamıştır.
Kaydırağı çek: 0 çift bağda zincir düzdür, moleküller birbirine sıkı paketlenir ve yağ oda sıcaklığında katı olur. Çift bağ sayısı arttıkça zincir kıvrılır, moleküller sıkışamaz ve yağ sıvı kalır. Şemada kırmızı işaretler çift bağların yerini gösterir.
İçeriğinde doymuş yağ asitlerinin çoğunlukta olduğu tereyağı gibi hayvansal yağlar, oda sıcaklığında katıdır fakat doymamış yağ asitlerinin ağırlıkta olduğu ayçiçeği yağı ve zeytinyağı gibi bitkisel yağlar oda sıcaklığında sıvıdır. Doymamış yağ asitleri içeren bitkisel yağlar, laboratuvar ortamında hidrojen eklenerek doymuş yağ hâline getirilebilir. Margarinler, oda sıcaklığında katı olan ve hidrojenle doyurulmuş bitkisel yağlardır.
Sebebi ders kitabında yazmıyor, ama basittir: çift bağ zinciri kıvırır. Kıvrık moleküller birbirine yaslanamaz, aralarında boşluk kalır ve yağ akışkan olur. Düz zincirler ise tuğla gibi istiflenir, yağ katılaşır. Margarin üretiminde yapılan iş çift bağlara hidrojen ekleyip zinciri düzleştirmektir; bu işleme hidrojenlendirme denir.
Bazı yağ asitleri insan vücudunda üretilemez, besinlerden hazır olarak alınır. Bu yağ asitleri esansiyel yağ asitleri olarak adlandırılır. Esansiyel yağ asitleri zeytin gibi bitkisel ve balık gibi hayvansal gıdalardan alınabilir.
Esansiyel kelimesi biyolojide hep aynı anlama gelir: vücut üretemez, dışarıdan alınmak zorundadır. Bir önceki ünitedeki minerallerde de, bir sonraki ünitedeki bazı amino asitlerde de, ünite 19’daki vitaminlerde de aynı mantık işler.
Trigliseritler, bir gliserol molekülüne ester bağı ile bağlı üç yağ asidinden oluşan lipit molekülleridir. İnsan vücudunda en fazla bulunan lipit türüdür ve enerjinin depolanması, yalıtım, fiziksel koruma gibi işlevlere sahiptir. Gerektiğinde enzimlerle serbest bırakılan yağ asitleri, hücrelerin haberleşmesi ve enerji ihtiyacı için kullanılır.
Adın kendisi yapıyı söylüyor: tri (üç) + gliserit (gliserol). Bağın adı ester bağıdır; karbonhidratlarda glikozit, proteinlerde peptit, nükleik asitlerde fosfodiester bağı neyse burada odur — hepsi dehidrasyonla kurulur, yani bir gliserol + üç yağ asidi = bir trigliserit + üç su.
Düğmelerle geç. Animasyon gliserole bağlanan üç yağ asidini ve her bağda çıkan su molekülünü gösterir; fosfolipit seçeneğinde üçüncü yağ asidinin yerine fosfat grubu gelir. İki molekülün farkı tek bir değişiklikte toplanır.
Açıkça yazılıdır: trigliserit insan vücudunda en fazla bulunan lipit türüdür. Fosfolipit hücre zarının ana bileşenidir ama miktarca en fazla olan trigliserittir. “Hücre zarında en çok bulunan” ile “vücutta en çok bulunan” aynı soru değildir.
İkinci ayrıntı: depodaki yağ ölü bir yığın değildir. gerektiğinde enzimlerle serbest bırakılan yağ asitleri, hem enerji hem hücrelerin haberleşmesi için kullanılır.
Fosfolipitler, hücre zarlarının ana bileşenlerinden biri ve hücrelerin yapısal bütünlüğünü sağlayan önemli lipit molekülleridir. Trigliseritlerden farklı olarak gliserol omurgasına iki yağ asidi ve bir fosfat grubu bağlıdır. Fosfat gruplarına bağlı olabilecek kimyasal grupların çeşitliliği fosfolipitleri de çeşitlendirir. Yağ asitlerinden oluşan kuyruk kısmı suyu sevmeyen (hidrofobik), fosfat grubu ve diğer bağlı yan gruplardan oluşan baş kısmı ise suyu seven (hidrofilik) özelliktedir.
Karşılaştırma tek cümlede kurulabilir: trigliserit = gliserol + 3 yağ asidi, fosfolipit = gliserol + 2 yağ asidi + 1 fosfat. Fosfat grubu polardır, yani suyu sever; yağ asidi kuyrukları polar değildir, suyu sevmez. Aynı molekülün iki ucu iki farklı şey ister — hücre zarı işte bu kararsızlıktan doğar.
Fosfolipitler, sulu ortamlarda hidrofobik kuyruk kısımlarının su ile temasını en aza indirecek şekilde ve hidrofilik baş kısımlarının su ile teması en fazla olacak şekilde konumlanır. Bu, hücre zarlarının yapısının oluşmasını sağlar.
Hücrenin içi de dışı da suludur. İki sulu ortam arasında kalan fosfolipitler için tek çözüm vardır: başlar dışa, kuyruklar içe bakan iki sıra hâlinde dizilmek. Böylece her baş suyla temas eder, hiçbir kuyruk etmez. Kimse onları dizmez — su onları buna zorlar.
Şema hücre zarının kesitidir: yuvarlak başlar dışa, çizgi hâlindeki kuyruklar içe bakar. Üstteki ve alttaki sulu ortam işaretlidir; tanecikler zardan geçen maddeleri temsil eder.
Her hücreye tıklayarak işaretle — bir tık evet (✓), iki tık hayır (✗) — sonra Denetleye bas.
Steroitler, dört halkalı karbon yapısına sahip lipit türleridir. Dört halkalı yapı, tüm steroitlerde ortaktır ve farklı işlevsel grupların eklenmesiyle pek çok türevi oluşturulur. En bilinen steroit moleküller; kolesterol, steroit hormonları, safra asitleri ve D vitaminidir.
Steroitler öteki lipitlerden biçimce ayrılır: yağ asidi kuyruğu yoktur, dört halkalı bir karbon iskeleti vardır. Bu dört halka değişmez; değişen, kenarlarına takılan gruplardır. Bu yüzden birbirinden çok farklı işler yapan moleküller aynı ailede toplanır.
Düğmelerle geç; şema dört halkalı ortak iskeleti çizer ve seçilen steroide özgü grubu vurgular. Altındaki kutuda o molekül için verdiği görev yazar.
Kolesterol; sıcaklığa bağlı olarak hücre zarının akışkanlığını ve bütünlüğünü düzenler. Yüksek sıcaklıklarda zarın aşırı akışkanlığını önleyerek stabilitesini artırır, düşük sıcaklıklarda ise fosfolipitlerin sıkı dizilimini bozarak zarın akışkanlığını korur. Kolesterol ayrıca diğer steroitlerin sentezinde öncül madde olarak kullanılır.
Hücre zarındaki kolesterol miktarı arttığında zarın akışkanlığı azalır. Bu özellik hücrelerin sıcak ve soğuk ortamlara uyumunu kolaylaştırır.
Bu iki paragraf ilk okunuşta çelişkili görünür; değildir, çünkü iki ayrı şeyden söz ederler. Birinci paragraf sıcaklığa göre kolesterolün ne yaptığını anlatır: sıcakta frene basar, soğukta zarın donmasını engeller — yani dengeleyicidir. İkinci paragraf ise miktara göre sonucu verir: zarda ne kadar çok kolesterol varsa zar o kadar az akışkandır. Ortak sonuç şudur: kolesterol, hücrenin sıcak ve soğuk ortamlara uyumunu kolaylaştırır.
Kaydırağı çek. Şema zardaki fosfolipitlerin dizilimini gösterir: soğukta sıkışırlar, sıcakta dağılırlar. Kolesterolün her iki uçtaki işini kutu içinde yazıyor.
Steroit yapılı hormonları; vücuttaki birçok fizyolojik sürecin düzenlenmesine, safra asitleri ise yağların sindirilmesine yardımcı olur. D vitamini kemik sağlığını korumada ve kalsiyum metabolizmasında görevli önemli bir steroittir.
D vitamini hem bir steroittir hem bir vitamindir. Ünite 19’da yağda çözünen vitaminler arasında yeniden karşına çıkacak — orada da “steroit yapısına sahip bir vitamindir” diye tanımlanır. Bu, iki ünite arasındaki en doğrudan bağdır.
Verilen özellikten doğru lipiti ya da terimi seç. Sorular her seferinde karışık sırada gelir.
Zeytinyağını buzdolabına koyduğunda bulanıklaşıp koyulaşır, tereyağı ise zaten katıdır. Sebep aynı: doymamış yağ asitleri kıvrık olduğu için zeytinyağı oda sıcaklığında sıvıdır, soğukta yavaşlar; tereyağındaki doymuş yağ asitleri düz olduğu için zaten sıkı paketlenmiştir. Kural tam olarak bunu söylüyor: hayvansal yağlar katı, bitkisel yağlar sıvıdır.
Bitkisel yağdan katı margarin yapılabiliyorsa, birileri o kıvrımları düzeltmiş demektir. Kural şu: doymamış yağ asitleri içeren bitkisel yağlar, laboratuvar ortamında hidrojen eklenerek doymuş yağ hâline getirilebilir. Çift bağlara hidrojen eklenir, zincir düzelir, yağ katılaşır. Kahvaltıdaki margarin hidrojenle doyurulmuş bitkisel yağdır.
Zeytinyağı ve limon suyunu karıştırıp bırakırsan birkaç dakika içinde ayrışırlar. Sebep ünitenin ilk cümlesi: lipitler polar olmayan, hidrofobik moleküllerdir, suda çözünmezler. Çalkalamak onları geçici olarak dağıtır ama polar su ile polar olmayan yağ arasında kalıcı bir karışım oluşmaz.
Kısa sürede bitecek işler için vücut karbonhidrata gider; uzun koşuda devreye trigliseritler girer. Lipitler enerjinin uzun süreli depolanmasında görevlidir ve gerektiğinde enzimlerle serbest bırakılan yağ asitleri enerji için kullanılır. Yağ hızlı değildir, ama uzun süre dayanır.
Deri altındaki yağ dokusu bir yalıtım katmanıdır: lipitlerin görevleri arasında vücut sıcaklığının korunmasını sayıyor. Aynı yağ tabakası fiziksel koruma da sağlar — bu yüzden trigliserit için “enerjinin depolanması, yalıtım, fiziksel koruma” üçlüsünü birlikte yazar.
Beslenme önerilerinde haftada birkaç kez balık geçmesinin biyolojik karşılığı esansiyel yağ asitleridir: vücut onları üretemez, hazır alması gerekir. Kaynak kaynaklarını da veriyor — zeytin gibi bitkisel ve balık gibi hayvansal gıdalar.
Elindeki yağ suyla çıkmaz, sabunla çıkar. Sabun molekülü tıpkı fosfolipit gibi bir ucu suyu seven, bir ucu sevmeyen bir moleküldür: suyu sevmeyen ucuyla yağa tutunur, suyu seven ucuyla suya. Hücre zarını ayakta tutan mantığın aynısı, lavaboda çalışır.
Kışın kapalı ortamda geçen haftalardan sonra “D vitamini eksikliği” duyman tesadüf değil. D vitamini bir steroittir ve kemik sağlığını korumada ve kalsiyum metabolizmasında görevlidir. Ünite 19’da nasıl üretildiğini göreceksin.
Yağlı bir yemeğin geç sindirilmesinde safra asitlerinin payı vardır: safra asitleri onların yağların sindirilmesine yardımcı olduğunu yazıyor. Safra asitleri de birer steroittir — yani vücut, yağı sindirmek için yine bir yağ türevi kullanır.
Lipitlerin tanımı ve görevleri, polimer olmama özelliği, yağ asitleri, doymuş ve doymamış ayrımı, esansiyel yağ asitleri, trigliseritler ve ester bağı, fosfolipitler ve hücre zarının çift tabakası, steroitler ve kolesterolün zar akışkanlığındaki rolü
Su içerisinde çözünürlüğü az, polar olmayan, hidrofobik (suyu
sevmeyen) yapılı, enerji içeriği zengin organik molekül grubu.
Görevleri: yapısal (hücre zarının bileşenleri, hücresel bütünlük) ·
enerjinin uzun süreli depolanması · vücut sıcaklığının korunması ·
hücre ve dokuların haberleşmesi.
Lipitler, protein ve karbohidratlardan farklı olarak polimer yapılı değildir.
Lipitlerin temel yapı taşıdır. Hücrede serbest bulunabilir ya da
trigliserit ve fosfolipitlerin yapısına katılabilir.
Yapısı: polar bir moleküle (karboksil grubu, COOH) bağlı uzun hidrokarbon (-CH)
zincirleri.
Doymuş: karbonlar arasında çift bağ yok, hidrojenle doygun.
Doymamış: bir ya da daha fazla çift bağ var, hidrojenle tam doymamış.
Esansiyel yağ asitleri: vücutta üretilemez, besinlerden hazır alınır
(zeytin gibi bitkisel, balık gibi hayvansal).
Doymuş ağırlıklı hayvansal yağlar (tereyağı) oda sıcaklığında
KATI.
Doymamış ağırlıklı bitkisel yağlar (ayçiçeği yağı, zeytinyağı) oda
sıcaklığında SIVI.
Bitkisel yağlar laboratuvarda hidrojen eklenerek doymuş hâle getirilebilir.
Margarinler: oda sıcaklığında katı olan, hidrojenle doyurulmuş bitkisel
yağlar.
Bir gliserol molekülüne ESTER BAĞI ile bağlı ÜÇ yağ asidinden oluşur.
İnsan vücudunda en fazla bulunan lipit türüdür.
İşlevleri: enerjinin depolanması · yalıtım · fiziksel koruma.
Gerektiğinde enzimlerle serbest bırakılan yağ asitleri, hücrelerin
haberleşmesi ve enerji ihtiyacı için kullanılır.
Hücre zarlarının ana bileşenlerinden biridir, hücrelerin yapısal bütünlüğünü
sağlar.
Trigliseritten farkı: gliserol omurgasına iki yağ asidi ve bir fosfat
grubu bağlıdır.
Kuyruk (yağ asitleri) = hidrofobik, baş (fosfat + yan gruplar) =
hidrofilik.
Sulu ortamda kuyrukların su temasını en aza, başların en çoka çıkaracak
şekilde konumlanırlar; hücre zarının yapısı böyle oluşur.
Fosfat grubuna bağlanabilen kimyasal grupların çeşitliliği fosfolipitleri de
çeşitlendirir.
Dört halkalı karbon yapısına sahip lipitlerdir; dört halka tüm steroitlerde
ortaktır, farklı işlevsel gruplarla türevleri oluşur.
En bilinenleri: kolesterol · steroit hormonları · safra asitleri · D
vitamini.
Kolesterol: sıcaklığa bağlı olarak zarın akışkanlığını ve bütünlüğünü
düzenler — yüksek sıcaklıkta aşırı akışkanlığı önler, düşük sıcaklıkta
sıkı dizilimi bozarak akışkanlığı korur. Diğer steroitlerin sentezinde öncül
maddedir. Zardaki kolesterol miktarı artınca akışkanlık azalır; bu, sıcak ve
soğuk ortamlara uyumu kolaylaştırır.
Steroit hormonları: birçok fizyolojik sürecin düzenlenmesi.
Safra asitleri: yağların sindirilmesine yardım.
D vitamini: kemik sağlığı ve kalsiyum metabolizması.