Ekmek, pamuk gömlek ve yengecin kabuğu... Üçü de aynı yapı taşından, glikozdan yapılmıştır. Farkı yaratan tek şey, glikozların birbirine hangi pozisyondan bağlandığıdır. Bu ünitede o zinciri kuruyor ve söküyoruz.
Tüm canlıların temel yapısını organik bileşikler ve inorganik bileşikler oluşturur. Geçen ünitede inorganikleri gördük; bu ünitede organiklerin genel kurallarıyla ve ilk grupları olan karbonhidratlarla devam ediyoruz.
Organik bileşikler canlılar tarafından üretilir.
Karbonhidrat, lipit, protein, nükleik asit, enzimler, vitaminler, hormonlar ve ATP canlılar için önemli organik bileşiklerdir.
Yapısında karbon ve hidrojen elementlerinin yanı sıra oksijen, azot, fosfor, kükürt de bulunabilir.
Enerji verici, yapıcı, onarıcı ve düzenleyici olarak farklı işlevlere sahiptir.
Besinlerle alınanların çoğu hücre zarından geçemeyecek kadar büyük olduğundan sindirilerek kana geçer.
İnorganiklerin tam tersi: onlar sindirilmeden geçiyordu.
Büyük organik bileşiklerin en küçük anlamlı yapı birimine monomer denir. Benzer ya da özdeş yapıdaki çok sayıda monomerin birbirine bağlanmasıyla oluşan büyük yapılı organik moleküllere polimer denir.
Monomerler birleşerek polimeri oluştururken bir molekül su çıkar; polimer yapı birimlerine ayrılırken bir molekül su girer. Aşağıdaki düğmelerle bu iki tepkimeyi adım adım oynat.
Monomerlerin birleşerek polimerleri oluşturması bir dehidrasyon reaksiyonudur. Dehidrasyon sırasında basit organik maddelerden birinin hidrojeni (H⁺) ile diğerinin hidroksit grubu (OH⁻) birleşir. İki monomer arasında bağ oluşurken bir molekül su çıkışı olur.
Polimerlerin su kullanılarak yapı birimlerine ayrılmasına hidroliz denir. Dehidrasyonun tersi bir olaydır. Hücre içi ve dışında gerçekleştirilebilir. Sindirim olayı hidrolize örnek verilebilir.
Enzim denetiminde gerçekleşen hidroliz tepkimelerinde enerji kaynağı olarak ortam ısısı yeterlidir.
Yani sindirim için ayrıca ATP harcanmaz; vücut sıcaklığı işi görür.
Karbonhidratlar, fotosentez sonucu oluşan organik moleküllerdir. Hücrede birinci derecede enerji kaynağı olarak kullanılır.
Buğday, arpa, pirinç gibi tahıllar · şeker pancarı · şeker kamışı · sebzeler · meyveler
Basit şekerlerdir; sindirime uğramadan hücre zarından geçebilirler.
İki monosakkaritin glikozit bağıyla birleşmesi. Hidroliz edilmeden hücre zarından geçemez.
Çok sayıda glikozun glikozit bağıyla birleşmesiyle oluşan polimerler. Büyük olduklarından sindirilmeden geçemez.
Aşağıdaki listeden bir şekere tıkla; nerede bulunduğunu, hangi yapı taşlarından oluştuğunu ve günlük hayatta nerede karşına çıktığını gör.
Bütün disakkaritlerin yapısında glikoz vardır.
Kapalı formülleri aynı, açık formülleri farklı olan organik moleküllere izomer denir. Glikoz, fruktoz ve galaktoz birbirlerinin yapısal izomeridir.
Bütün polisakkaritler glikozdan oluşmalarına rağmen çeşitli olmalarının sebebi, yapılarına katılan glikozların glikozit bağlarının pozisyonlarıdır.
| Polisakkarit | Tür | Nerede bulunur? | Ayırt edici özellik | Kullanım |
|---|---|---|---|---|
| Nişasta | Depo | Bitki hücrelerinde; kök, gövde, yaprak, meyve, tohum. En çok arpa, buğday, patates, pirinç | Suda çok az çözünür · İyotla mavi renk alır · Hayvan ve mantar hücrelerinde bulunmaz | Bitkinin enerji deposu |
| Glikojen | Depo | Bakteri, arke, cıvık mantar, mantar ve hayvan hücreleri; insanda karaciğer ve çizgili kaslar | Suda çok az çözünür · Açlıkta karaciğerdeki glikojen kullanılır | Hayvanın enerji deposu |
| Selüloz | Yapısal | Bitki hücrelerinin çeper yapısı; sentezi hücre zarında gerçekleşir | Suda çözünmez · Yeryüzünde en çok bulunan karbonhidrat · Otçullar bağırsak bakterileri sayesinde sindirir | Kâğıt, pamuk, yapay ipek, plastik |
| Kitin | Yapısal | Mantarlarda hücre çeperi; uğur böceği, çekirge, kelebek, yengeç, ıstakoz gibi eklembacaklıların dış iskeleti | Suda çözünmez · Yapısında azot bulunur · Saf hâli deri gibi yumuşak, kalsiyum karbonat katılınca sertleşir | Ameliyat ipliği (yara iyileşince kendiliğinden erir) |
Hayvanlarda besinlerle alınan nişasta, sindirim kanalında glikoza kadar parçalanarak sindirilir. Açığa çıkan glikozlar kana geçer ve hücrelere taşınır. Hayvanlar nişastalı besinlerle beslendiğinde sindirim kanalında nişastaya rastlanır. Ancak hayvan hücrelerinde nişastaya rastlanmaz.
Parçalanmaları için gerekli oksijen miktarı, lipit ve proteinlere göre daha az olduğundan karbonhidratlar enerji kaynağı olarak ilk sırada kullanılır. Besinlerle yeterli karbonhidrat alınmazsa enerji eldesi için ikinci sırada yağlar, daha sonra da proteinler kullanılır.
Üretici canlılar, atmosferdeki karbondioksiti fotosentez ve kemosentez yoluyla karbonhidratların yapısına katar. Hayvanlar da karbonhidratlı bileşikleri yiyerek karbonu almış olur.
Glikoz, sinir hücrelerinin normal şartlar altında enerji elde etmek için kullandığı öncelikli organik bileşiktir. Açlık sırasında bayılmanın nedeni, sinir hücrelerinin yeterli glikoz bulamamasıdır.
Karbonhidratlar, yağlar ve proteinlerle bileşikler oluşturarak hücre yapısına katılır. Bazı karbonhidrat çeşitleri DNA, RNA, ATP ve hücre zarı gibi önemli molekül ve bileşiklerin yapısına katılır.
İnsanlar selülozdan doğrudan yararlanamaz. Ancak selüloz, sindirim kanalı yüzeyinden mukus salgılayarak besinlerin kolay hareket etmesini ve mide ile bağırsakların düzgün çalışmasını sağlar.
Gereğinden fazla karbonhidrat alındığında bir kısmı kullanılır; kandaki glikozun fazlası karaciğer ve kaslarda glikojen şeklinde depolanır. Gerektiğinde tekrar glikoza dönüştürülerek kullanılır.
Selüloz; kâğıt, sentetik ipek ve plastik yapımında kullanılır. Yeryüzünde en çok bulunan karbonhidrat çeşidi olduğu için endüstriyel değeri yüksektir.
Yani ne çok, ne az: enerji ihtiyacı için karbonhidrat içeren besinler yeterince tüketilmelidir.
Ekmekteki nişasta, tükürükteki enzimlerle hidroliz edilerek glikoza doğru parçalanmaya başlar. Ağzında hissettiğin tatlılık, tam olarak bu hidrolizdir.
Nişasta iyotla mavi renk alır. Bir gıdada nişasta olup olmadığını anlamanın en kolay yolu budur — laboratuvarda da evde de aynı deney.
Sinir hücreleri öncelikle glikozdan enerji elde eder. Sağlıklı bir insanın her 100 mL kanında yaklaşık 70-110 mg glikoz bulunmalıdır. Açlıkta bu değer düşünce sinir hücreleri yeterli glikoz bulamaz ve bayılma olur.
Otçul hayvanlar, bağırsaklarında yaşayan bakteriler sayesinde selülozu sindirir. Aynı çimeni yesen sana enerji vermez; sadece bağırsağının düzenli çalışmasına yardım eder.
Kitin ameliyat ipliği yapımında kullanılır; bu iplik yara iyileşince kendiliğinden erir. Yani yengecin kabuğuyla dikişin aynı moleküldür.
Selüloz yeryüzünde en çok bulunan karbonhidrat olduğundan endüstriyel alanda kâğıt, pamuk ve yapay ipek yapımında kullanılır. Üstündeki tişört de, not aldığın defter de aslında glikoz zinciridir.
Süt şekeri laktoz bir disakkarittir ve hidroliz edilmeden hücre zarından geçemez. Laktozu parçalayan enzimi yeterince üretmeyen kişilerde süt sindirilemez ve rahatsızlık verir.
Yarıştan önce karbonhidrat yüklenmenin sebebi, glikozun fazlasının karaciğer ve çizgili kaslarda glikojen şeklinde depo edilmesidir. Yarış sırasında bu depo tekrar glikoza çevrilerek kullanılır.
Fruktoz, tatlılığı en yüksek olan şekerdir. Karpuz ve muz gibi meyvelerde bulunur; insanlar fruktozu glikoza dönüştürerek kullanır.
18 sorudan oluşan bu test ile "Organik Bileşiklerin Genel Özellikleri, Karbonhidratlar" ünitesini ne kadar kavradığını gör.
Karbonhidrat, lipit, protein, nükleik asit, enzim, vitamin, hormon, ATP. C ve H yanında O, N, P, S bulunabilir.
Monomer: en küçük anlamlı yapı birimi. Polimer: çok sayıda monomerin bağlanmasıyla oluşan büyük molekül.
Birinin H⁺'ı ile diğerinin OH⁻'ı birleşir, bir molekül su çıkar. Yapım tepkimesidir.
Dehidrasyonun tersi. Hücre içi ve dışında olabilir. Sindirim hidrolize örnektir; ortam ısısı yeterlidir.
Fotosentez ürünü. Birinci derecede enerji kaynağı. C, H, O içerir. DNA, RNA, ATP, hücre zarı ve çeperinin yapısına katılır.
Pentoz: riboz (RNA, ATP), deoksiriboz (DNA). Heksoz: glikoz, fruktoz, galaktoz — C₆H₁₂O₆, birbirinin izomeri. Sindirilmeden zardan geçer.
Maltoz = glikoz + glikoz (arpa). Sakkaroz = glikoz + fruktoz (çay şekeri). Laktoz = glikoz + galaktoz (süt). Hepsinde glikoz vardır.
Nişasta bitkide (iyotla mavi), glikojen hayvan-mantar-bakteri-arkede (insanda karaciğer ve çizgili kas).
Selüloz bitki çeperinde, yeryüzünde en çok bulunan karbonhidrat. Kitin mantar çeperinde ve eklembacaklıların dış iskeletinde; yapısında azot vardır.