Canlıların Yapısında Bulunan Temel Bileşikler 1-KARBOHİDRATLAR

 KARBOHİDRATLAR

Doğada yaygın olarak dağılmış ve en büyük kütlesel miktarlarda bulunan biyomoleküllerdir. Sakkarit olarak da bilinirler. Kimyasal olarak hem amino asitlerden ve hem de nükleotidlerden daha basit moleküllerdir.

Her ne kadar CnH2nOn genel formülü ile tanımlanırlarsa da, bu çoğu zaman yanlış anlaşılmalara neden olur. Çünkü bazı moleküller bu tanımlamaya uydukları halde (örneğin formaldehit CH2O, laktik asit C3H6O3, gibi) karbonhidrat değildirler. Aynı zamanda karbonhidratlar modifiye olmuşlarsa (örneğin, deoksiriboz C5H10O4) yukarıdaki tanımlamaya uymazlar.

I-          KARBOHİDRATLAR

*         Karbohidratlar C, H, O elementlerinden oluşur. Genel formülleri (CH2O)n şeklindedir. (yukarıdaki uyarıyı unutmayınız)

*         DNA, RNA ve ATP’nin yapısına katılırlar.

*         Hücrede 1. derecede enerji verici olarak kullanılırlar.

*         Sindirimi en kolay olan organik bileşiklerdir.

*         Yeşil bitkilerin yapraklarında fotosentez sonucu üretilirler.

*         Hücre zarının yapısına katılırlar.

*         Yapı birimleri (monomerleri), monosakkaritlerdir.

Yapılarındaki monomer sayısına göre monosakkarit, disakkarit ve polisakkaritolmak üzere üç grupta toplanırlar.

   karbohidratlar  

karbohidratlar birbirine dönüştürülebilir

 

A.     MONOSAKKARİTLER (TEK ŞEKERLİLER)

*         Karbohidratların en küçük yapı birimi (Monomeri) monosakkaritlerdir.

*         Heksozların hepsinde aynı sayıda C, H ve O bulunur.(C6H12O6 şeklinde gösterilirler) Fakat kimyasal bağlanışları birbirinden farklıdır. Bu şekilde kapalı formülleri aynı açık formülleri farklı olan maddelere izomer denir. Heksozlar birbirinin izomeridir.

*         Sindirime uğramazlar. Hidroliz edilmezler. Çünkü zardan difüzyonla geçebilecek kadar küçük molekülerdir.

*         Hekzozların ince bağırsaktan emilim sırası; basit izomerden karmaşık izomere doğrudur. Galaktoz, glikoz ve fruktoz sırasına göre emilir.

*         Suda kolaylıkla çözünürler

*         Hücrede solunum ve birçok biyokimyasal olayda doğrudan kullanılır.

*         Bütün canlı hücrelerde bulunurlar.

*         Fotosentez sonucu üretilirler.

MONOSAKKARİT ÇEŞİTLERİ

TÜR

ÇEŞİTLERİ

ÖZELLİKLER

5C’lu Pentozlar

 

a)      Riboz:

 

Enerji olarak kullanılmazlar.

riboz

*         ATP, RNA, NAD ve FAD’ın yapısına katılır.

 

b)     Deoksiriboz

Enerji olarak kullanılmazlar

 

deoksiriboz

*         DNA’nı yapısına katılır. Riboz’a göre bir oksijen atomu eksiktir.

6C’lu Heksozlar

c)      Glikoz

(Kan şekeri, üzüm şekeri)

 

*         Hem bitkisel hem de hayvansal tüm hücrelerde bulunur

*         İnsan kanında ölçülebilen tek şekerdir.

*         ATP enerjisi üretebilmek amacıyla hücresel solunumda ilk önce ve en çok kullanılan glukozdur. Hücresel solunumun ilk basamağı olan glikoliz hücre sitoplazmasında gerçekleşir ve tüm canlılarda ortaktır. Glikoliz, glikozun sitoplazmada enzimler yardımıyla piruvata kadar parçalanması olayıdır.

*         Glikoz ototrof canlılar tarafından fotosentez veya kemosentez yoluyla üretilir. Hetetroflar ise dışarıdan hazır olarak alırlar.

*         Memelilerde alınan galaktoz ve fruktozmonosakkaritleri karaciğerde glikoza dönüştürülerek kana karışır.

*         İnsan kanında 100 mlt’de 90 – 100 mg glikoz bulunur. Bu değer sabit tutulmaya çalışılır. Kandaki glikoz miktarının düzenlenmesinde, karaciğer, pankreas, hipofiz ve böbrek üstü bezlerinin görevleri vardır. Kandaki glikoz miktarı normal değerin altına düşerse pankreastan glukagon hormonu salgılanarak karaciğerdeki glikojenler glikozlara parçalanır ve kana verilir. Kandaki glikoz miktarı artarsa pankreastan insülin hormonu salgılanır ve glikozlar glikojene dönüştürülerek karaciğerde depo edilir.

*         Glikoz, metabolizmanın yavaş olduğu durumlarda yağa çevrilerek depo edilir. Gerek duyulursa tekrar glikoza çevrilerek kullanılır.

*         Glikoz lipitlerle birleşerek Glikolipit ve proteinlerle birleşerek Glikoproteinleri oluştururlar. Glikolipit ve glikoproteinler tüm canlıların hücre zarının yapısına katılır. Yine sinir hücrelerindeki glikolipit tabakası da örnek olarak verilebilir.

NOT:

1.      Beyin sadece glikoz ile beslenir.

2.      Ayıraçlardan benedict ve fehling çözeltileri ile kiremit kırmızısı renk verir.

d)     Fruktoz

(Meyve şekeri)

*         Meyve şekeridir. Meyve ve balda bulunur.

*         Fruktoz en tatlı monosakkarittir.

e)      Galaktoz

*         Süt şekeri olan Laktozun yapısına katılır.

heksozlar

B.      DİSAKKARİTLER (ÇİFT ŞEKERLER)

*         Disakkaritler, iki monosakkaritin birbirine glikozit bağı ile bağlanması ile oluşurlar.   Bu sırada 1 molekül su açığa çıkar.

*         Monosakkaritlerden birinin (-OH) iyonu, diğerinin (+H) iyonu ile birleşir. Bu iyonlar birleşerek su açığa çıkar(dehidrasyon). Bu iyonların ayrıldıkları karbonlar arasında yeni bir bağ oluşur. Bu bağa “GLİKOZİT BAĞI” denir.

*         Glikozit bağı ile disakkaritlerin oluşmasına “glikozitleşme” denir. 

*         Disakkaritler, monomerlerin birleşmesiyle meydana geldikleri için büyük moleküllerdir ve hücre zarından geçemezler. Bu nedenle disakkaritlerin canlılar tarafından kullanılabilmeleri için sindirime uğrayarak monomerlerine (Monosakkaritler) parçalanmaları gerekir.

*         İnsanda sindirim kanalında ince bağırsakta sindirilirler.

*         Monosakkaritlere göre daha az tatlıdırlar

*         Dehidrasyon sonucu oluşurlar

*         Kristal halde bulunurlar.

DİSAKKARİTLER (ÇİFT ŞEKERLER)

disakkarit sentezi

 

a)      MALTOZ

(Arpa şekeri)

*         Malt=Arpa tohumunda bulunur.

*         Bira sanayinde çok kullanılır.

*         X yönündeki reaksiyon bitkilerde görülür, hayvanlarda görülmez.

*         X yönündeki reaksiyon bitkilerde hücre içinde, hayvanlarda hücre dışında gerçekleşir.

*         X yönünde ATP harcanır, Y yönünde ATP harcamaz

*         X yönünde su üretilir, Y yönünde su tüketilir.

 maltoz sentezi

maltoz sentezi dehidrasyondur

b)     SAKKAROZ        (SÜKROZ)

(Çay şekeri)

*         Şeker pancarı ve şeker kamışında bulunur.

*         X yönünde reaksiyon bitkilerde görülür, hayvanlarda görülmez.

*         X yönünde ATP harcanır, su üretilir.

*         Y yönündeki reaksiyon bitkilerde hücre içinde, hayvanlarda hücre dışında gerçekleşir.

sukroz sentezi   

sakkaroz sentezi

sukroz çay şekeridir

c)      LAKTOZ

(Süt şekeri)

*         Dişi memelilerin süt salgısında bulunur.

*         X yönünde reaksiyon hayvanlarda gerçekleşir, bitkilerde gerçekleşmez.

*         X yönünde ATP harcanır, su üretilir.

*         Y yönündeki reaksiyon hayvanlarda görülür, bitkilerde görülmez.

*         Y yönünde ATP harcanmaz, su tüketilir.

 

laktoz sentezi

 

laktoz dehidrasyon senteziyle oluşur

laktoz süt şekeridir

C.     POLİSAKKARİTLER     (Çok şekerliler)

polisakkaritlerin sentezi

*         Çok sayıda monosakkaritin birbirine glikozit bağı ile bağlanmasıyla meydana gelmiştir.

*         Tüm polisakkaritlerin temel yapı birimi (Monomeri) glikozdur.

*         Polisakkaritlerin sentezinde; birbirine bağlanan glikoz sayısının (n) bir eksiği kadar glikozit bağı (n-1) kurulur. Bağ sayısı kadar da (n-1) su açığa çıkar.

*         Dehidrasyon sentezi sonucunda oluşurlar.

*         Polimer maddelerdir. Bu nedenle hücre zarından difüzyon ile geçemezler. Hücre içine alınabilmeleri için sindirime uğramaları gerekir.

*         Kanda bulunmazlar.

*         Karaciğer hücrelerinde Karbohidratlar, yağlara ve proteinlere karşılıklı olarak dönüşebilir.

*         Karbohidratlar polisakkarit şeklinde depo edilmek zorundadırlar. Çünkü monosakkaritler (glikoz) kolay çözündükleri için hücre zarından dışarı çıkabilirler. Polisakkaritlerin ise çözünmeleri zordur ve çözünmeden hücre zarından çıkamazlar. Hücrede depo edilerek hücrenin osmatik basıncını ayarlarlar.

*         Polisakkaritlerin farklı olmasının sebebi glikoz birimlerinin birbirlerine farklı şekillerde bağlanmasıdır.

TÜR

ÇEŞİTLERİ

ÖZELLİKLER

YAPISAL POLİSAKKARİTLER

a)      SELÜLOZ

*         Bitkisel hücrelerde bulunur.  Hayvan hücrelerinde yoktur.

*         Bitki hücrelerinin hücre çeperinin yapısına katılır.

*         Golgi organeli tarafından sentezlenir. Yaklaşık 10.000 glikozdan meydana gelir.

*         Suda çözünmez.

*         Selüloz hayvan hücrelerinde sentezlenemez. Otçul hayvanlar selülozu bitkilerden alırlar. Otçul hayvanların bağırsaklarında selülozu sindiren enzimleri (selülaz) üreten bakteriler yaşar. Otçul hayvanlar, bakterilerin ürettikleri enzimlerle selülozu sindirirler. Otçul hayvan ile bu bakteri arasındaki ortak yaşama biçimine mutualizm denir.

*         Selülozun sindirimi zor olduğu için otçulların bağırsakları uzundur. Bu bitkilerden yararlanmak için geliştirilmiş adaptasyondur.

*         İnsanlar selülozu sindiremezler. Bu nedenle selüloz sindirim artığı olarak dışarı atılır. Selüloz lifleri, bağırsak yüzeyini aşındırarak hücrelerin mukus salgılamasını uyarır. Böylece besinler sindirim kanalından kayarak ilerler, bağırsak hareketi kolaylaştırılmış olur. Bu sebeple lifli besinler tüketmek sağlık açısından faydalıdır.

*         Selüloz, iyotlu çinko klorür ile açık mavi-yeşil renk verir.

b)     KİTİN

*         Hayvansal polisakkarittir.

*         Böcek, örümcek ve kabuklular gibi eklembacaklıların dış iskelet yapısını oluşturur.

*         Saf haldeki kitin polisakkariti aslında yumuşaktır. Ancak dış iskeletin yapısına kalsiyum karbonat tuzu da katıldığı için sert bir yapı kazanır.

*         Ayrıca mantarların hücre duvarında da vardır.

*         Kitinin yapısı selüloza benzer. Ancak kitinin yapısında azot bulunur.

DEPO POLİSAKKARİTLER

c)      NİŞASTA

*         Bitkisel kaynaklıdır. Hayvanlarda bulunmaz.

*         Glikozun bitkilerdeki depo şeklidir.

*         Tahıllarda ve patates gibi yumrularda, tohumlarda bulunan depo polisakkarittir.

*         Bitkilerin fotosentez ile ürettikleri glikoz, lökoplastlarda nişastaya dönüştürülerek depo edilir.

*         Hayvanlarda nişasta sentezlenemez.

*         Memeliler nişastayı dışarıdan alarak amilaz ve maltaz enzimi ile sırasıyla dekstrin, maltoz ve glikoza parçalanır.

*         İnsanda ağızda ve ince bağırsakta amilaz enzimleri nişasta sindirimini sağlar.

*         Nişasta ile iyot çözeltisi(lügol) mavi-mor renk verir.

d)     GLİKOJEN

*         Hayvansal kaynaklıdır.

*         Glikozun hayvanlardaki depo şeklidir.

*         Bakteri, mantar ve hayvanlarda glikozun fazlası glikojene dönüştürülerek depo edilir.

*         İnsan ve yüksek organizasyonlu hayvanlarda, karaciğer ve kaslarda depo edilen polisakkarittir.

*         Karaciğerde depo edilen glikojen, gerektiğinde hidroliz edilerek glikoza dönüştürülür ve kana karışır.

*         Kaslarda depo edilen glikojen yalnızca kasların kasılması için gerekli enerji ihtiyacını karşılamak amacı ile glikoza dönüştürülür.

*         Suda çözünür

*         Glikojen, iyot çözeltisi ile kiremit kırmızısı renk verir

 

Hidroliz : Büyük moleküllerin yapısına su katılarak Yapı birimlerine ayrılmasına denir. Disakkaritlerin ve polisakkaritlerin parçalanmaları birer hidroliz olayıdır.

Dehidrasyon: Küçük moleküllerin birleşerek büyük moleküller oluşturmaları sırasında su açığa çıkarmasına denir. Monosakkaritlerin birleşerek Disakkarit ve Polisakkaritleri oluşturmalarında su açığa çıkarmaları dehidrasyon olayıdır.

NOT:

3.      Dehidrasyon sırasında ATP kullanılırken hidroliz sırasında ATP kullanılmaz.

 

polisakkaritlein farklı olmasının sebepleri 

Glikozun (α ve β) farklı bağlanması ile farklı polisakkaritler meydana gelir.

 

selülozun yapısı 

 

kitinin yapısı 

 


Bitkilerde Karbohidrat Metabolizması

Bitkiler üretici (ototrof) canlılardır, fotosentezle glukoz sente­zi yapabilirler. O halde bitkilerdeki Karbohidrat metabolizması şöyledir:

*        Bitkilerde (böcekçil bitkiler hariç) hücre dışı sindirim gerçek­leşmez.

*        Bitki hücrelerinde glikojen ve laktoz sentezi gerçekleşmedi­ğinden bu moleküllerin hidrolizi de gerçekleşmez.

bitkilerde karbohidrat metabolizması

 

Otçul Memeli Hayvanlarda Karbohidrat Metabolizması

Doğadaki bazı memeli hayvanlar sadece ot yiyerek beslenir­ler. Geyik, inek, fil, keçi, koyun gibi hayvanlar böyle beslenirler. O halde otçul memeli hayvanlarda Karbohidrat metabolizması şöyledir

*        Otçul memeli hayvanların hücrelerinde selüloz ve nişasta sentezi yapılmadığından bu moleküllerin hücre içerisinde hidrolizi de gerçekleşmez. Ancak bu hayvanların besinler yoluyla aldığı nişasta ve selüloz sindirim kanalında (hücre dışında) sindirilebilir.

*        Otçul memeli hayvanlar hücre içinde glikojen ve laktoz sen­tezi gerçekleştirebileceği için bunların hücre İçinde hidrolizi­ni de yapabilir. Ancak bu besinleri otçul hayvanlar besinler yoluyla almadığından sindirim kanalında (hücre dışında) lak­toz ve glikojen hidrolizi yapamazlar.

hayvanlarda karbohidrat metabolizması   

 

Bu yazının kalıcı bağlantısı http://www.biyolojidersim.com/canlilarin-yapisinda-bulunan-temel-bilesikler-1-karbohidratlar/

Görüş ve eleştirilerinize en kısa zamanda cevap verilecektir.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

Copy Protected by Chetan's WP-Copyprotect.