09-04-2007, 10:35 PM
Biyolojinin Alt Dalları
Biyoloji, canlıların bütün özelliklerini ve hayat olaylarını inceleyen bir bilim dalıdır. Biyoloji ile uğraşan bilim adamlarına biyolog denir. Biyologların amacı ve Biyoloji biliminin esas gayesi; canlılar dünyasından insanlığa faydalı sonuçlar çıkarmaktır.
[color=red] Biyolojinin Alt Dalları
Biyoloji 3 ana dala ayrılır;
Botanik: Bitkileri inceleyen bilim dalıdır.
Zooloji: Hayvanları inceleyen bilim dalıdır.
[color=red]Mikrobiyoloji:Mikroskobik canlıları inceleyen bilim dalıdır.
Bunların haricinde biyoloji daha alt dallara ayrılmıştır;
Mikoloji: Mantarları inceleyen bilim dalıdır.
Viroloji: Virüsleri inceleyen bilim dalıdır.
Bakteriyoloji: Bakterileri inceleyen bilim dalıdır.
Entomoloji: Böcekleri inceleyen bilim dalıdır. Vb. gibi, her canlı grubu için özel bilim dalları oluşturulmuştur.
Bu bölümlerin her birisi, canlının değişik özelliklerini incelemeleri bakımından kendi içinde de alt bölümlere ayrılır;
�Sitoloji: Hücrenin yapısını ve metabolizmasını inceler (Hücre Bilimi).
�Histoloji: Dokuların yapısını ve işleyişini inceler (Doku Bilimi).
�Fizyoloji: Bir doku, organ veya sistemin işlevlerini inceleyen bilim dalıdır (Fonksiyon Bilimi).
�Anatomi: Canlıların vücut içyapısını inceleyen bilim dalıdır (Yapı Bilimi).
�Morfoloji: Canlıların vücud dış görünüşüyle ilgili çalışmalar yapan bilim dalıdır (Şekil Bilimi).
�Taksonomi (Sistematik): Canlıların sınıflandırılmasını yapan bilim dalıdır. Tabiattaki canlıların farklılıklarını ve benzerliklerini gözeterek onları sistematik kategoriler yerleştirir (Sınıflandırma Bilimi).
�Genetik: Canlılardaki özelliklerin dölden döle aktarılışını, bu özelliklerin aktarılmasını sağlayan genlerin yapısını, ve meydana gelen değişmeleri inceleyen bilim dalıdır (Kalıtım Bilimi).
�Ekoloji: Canlıların çevreyle ve birbiriyle olan ilişkilerini inceler. (Çevre bilimi)
�Embriyoloji: Organizmanın zigottan ata canlıya benzer hale gelinceye kadar geçirmiş olduğu gelişmeleri inceleyen bilim dalıdır (Yavru Bilimi).
�Moleküler Biyoloji: Hücredeki önemli moleküllerin yapılarını ve işleyişlerini inceler. Özellikle DNA �nın yapısını, protein sentezini, gen enzim ilişkisini inceleyen bir bilimdir (Molekül Bilimi).
Canlıların Ortak Özellikleri
Canlı kelimesi soyut bir kavram olup bazı özelliklerine bakarak tanımlanabilmektedir. Bu özelliklere canlıların ortak özellikleri denir.
1 Bütün canlılar hücrelerden meydana gelmiştir. Canlılar tek ve çok hücreli olarak iki gruptur.
2 Bütün canlılarda organizasyon vardır. Tek hücrelilerde hücre organelleri arasında, çok hücreli canlılarda hücreler, dokular, organlar ve sistemler arasında bir koordinasyon ve düzen vardır.
3 Bütün canlılarda duyarlılık ve hareket vardır. Duyarlılık, çevreden gelen çeşitli etkilere karşı verilen tepkidir. Hayvanlarda tepki ve hareket aktiftir. Bitkilerde ise; yönelme ve durum değiştirme şeklindedir.
4 Bütün canlılar çoğalır. Canlıların soylarının devamı için kendine benzer yeni yavru oluşturmasına üreme denir. Bireyin yaşaması için değil soyunu devam ettirmesi için şarttır. Canlılarda iki çeşit üreme görülür;
a) Eşeysiz üreme: Bir canlının tek başına yeni yavrular oluşturmasıdır. Kalıtsal çeşitlilik olmaz. Oluşan yavrular ata canlı ile tıpa tıp aynıdır.
b) Eşeyli üreme: Erkek ve dişi üreme hücrelerinin birleşmesiyle yeni özelliklere sahip canlıların oluşmasıdır. Kalıtsal çeşitlilik meydana gelir.
5 Bütün canlılar solunum yaparlar. Canlılar aldıkları besin maddelerini oksijenli veya oksijensiz solunumda kullanarak enerji üretirler. Bu olay hayat boyunca devam etmek zorundadır. Bu enerjiyi büyüme, gelişme ve yenilenme v.b olaylarda kullanırlar.
6 Bütün canlılar metabolizma gerçekleştirir. Canlı vücudunda meydana gelen bütün biyokimyasal reaksiyonlara metabolizma denir. Canlılardaki metabolizma ikiye ayrılır;
a) Anabolizma: Özümleme (yapım = asimilasyon) reaksiyonlarıdır. Örnek: Fotosentez, protein sentezi, nişasta sentezi, DNA sentezi vb.
b) Katabolizma: Yadımlama (yıkım = disimilasyon) reaksiyonlarıdır. Örnek: Solunum, protein sindirimi, yağ sindirimi vb.
7 Bütün canlılar büyürler. Tek hücrelilerde sitoplazma miktarındaki artış, çok hücrelilerde hücre sayısındaki artış büyümedir. Bitkilerde büyüme sınırsız, hayvanlarda ise sınırlıdır.
8 Bütün canlılar beslenirler. Hayvanlar besinlerini hazır olarak alır (heterotrof). Bitkiler ise besinlerini fotosentezle kendileri üretir (ototrof). Besinler canlılarda üç türlü değerlendirilir;
a) Solunumla enerji elde etme.
b) Vücut yapısına katma.
c) Kimyasal reaksiyonları düzenlemek.
9 Bütün canlılar boşaltım yaparlar. Boşaltım metabolizma sonucu oluşan artık maddelerin vücuttan uzaklaştırılmasıdır. Hayvanlar böbrek, akciğer ve deri ile bitkiler ise, yaprak, gövde ve kökler ile boşaltım yaparlar.
Not: Virüsler bağımsız yaşayamadıkları ve hücresel yapıda olmadıkları için mecburi parazittirler. Canlılık ve cansızlık özelliği gösterebilirler. Konak canlı bulamadıklarında kristalleşirler, konak canlı bulduklarında da çoğalabilme özelliğine sahiptirler.
Hücrenin Yapısı
Canlıların en küçük yapı ve görev birimine hücre denir. Hücre kavramı ilk kez Robert Hooke tarafından ortaya atılmıştır.
Hücre Teorisi
1. Bütün canlılar hücrelerden meydana gelmiştir.
2. Hücreler daha önce var olan hücrelerin bölünmesiyle oluşur.
3. Canlılar, tek, koloni ya da çok hücrelidir.
4. Canlının kalıtım materyali hücre içerisinde bulunur.
Çok hücreli canlılarda hücreler yapmış oldukları görevlere göre farklı şekil ve büyüklüktedir. Hücreler birleşerek doku ve organları oluşturur.
Canlılar âleminde çekirdek yapısı ve organel durumuna göre iki tip hücre vardır. Bunlar;
1. Prokaryot hücre
Kalıtım materyali bir zar ile çevrilmemiştir ve zarlı organel bulundurmazlar. Bakteriler, Mavi yeşil algler Prokaryot tipi hücrelere sahiptir. Bu tip hücrelerden oluşan canlılar, Monera âleminde incelenmektedir. Bu canlılarda hücre çeperi vardır. Organel olarak sadece ribozom bulundururlar.
2. Ökaryot hücre
Kalıtım materyali zarla çevrili hücrelerdir. Protista, mantar, bitki ve hayvanlar âlemi canlıları Ökaryot hücre tipine sahiptir.
Ökaryot bir hücre üç kısımda incelenir;
1. Hücre zarı
2. Sitoplâzma ve hücre organelleri
3. Çekirdek
I. HÜCRE ZARI
Hücre zarının görevleri
� Hücrenin dağılmasını önler.
� Aynı dokudaki hücrelerin birbirini tanımasını sağlar.
� Hücredeki madde alış verişini kontrol eder.
� Hücredeki bazı yapıları (koful gibi) oluşturur.
� Hücreyi dış etkilere karşı korur.
Hücre zarının yapısı
Yapısında, % 65 protein, % 33 yağ, % 2 karbonhidrat bulunur. Kalınlığı 75-100 0A dur. Canlı, esnek, yarı saydam ve seçici geçirgendir.
Birim Zar Modeli
Birim zar modelinde; Proteinler katman olarak hücre zarını çevreler. Porların sayısı ve yeri sabittir. Bu özelliklerden dolayı canlılık olaylarını ve seçici geçirgenliği açıklayamaz.
Akıcı Mozaik Zar Modeli
Proteinler akıcı yağ tabakası içine gömülmüş (gömülü protein) olarak ya da dış yüzeyde (yüzeysel protein) bulunur. Karbonhidratlar ya protein üzerinde (glikoprotein) ya da lipidler üzerinde (glikolipid) bulunur. Hücre zarında seçici geçirgenliği sağlayan ve por adı verilen delikler vardır. Porların yeri ve sayısı sabit değildir. Hücre zarında bulunan fosfolipitler zara akıcı bir özellik verir.
Hücre zarının yapısındaki protein, yağ ve karbonhidratların dizilişi hücre zarının özgüllüğünü belirler.
Glikoproteinlerin görevleri;
1. Hücreye girecek olan maddeleri tanır.
2. Bazı proteinler, virüs reseptörü olarak görev yapar.
3. Alyuvarların zarında bulunan bazı proteinler kan grubunu belirler.
4. Komşu hücrelerin birbirini tanımasını sağlar. Böylece, doku nakillerinde önem arz eder.
Hücre Zarının Farklılaşması İle Oluşan Yapıları
1 Mikrovillus: Bağırsak epitelinde besinleri emme görevi olan hücrelerde, hücre zarının bir miktar sitoplâzmayla dışarı doğru oluşturduğu parmak şeklindeki uzantılara villus denir. Villusların üzerindeki daha küçük uzantılara mikrovillus denir.
2 Yalancı ayak: Amip, akyuvar ve cıvık mantar hücrelerinde besin bulma ve yer değiştirme için hücre zarının oluşturduğu geçici uzantılara yalancı ayak denir.
3 Sil: Paramesyum ve bakteriler gibi canlıların hareketini sağlamak için hücre zarından oluşturulan uzantılara sil denir.
4 Kamçı: Sillere göre daha uzun ve az sayıdaki hareket organlarına kamçı denir. Öglena gibi tek hücrelilerde görülür.
5 Pinositoz cebi: Porlardan geçemeyecek kadar büyük sıvı besinlerin alınmasında hücre zarında oluşan geçici çöküntülere pinositoz cebi denir. Hayvansal hücrelerde görülür.
6 Mesozom: Bakterilerde mitokondri görevi gören zar kıvrımlara Mesozom denir. Burada solunum enzimleri bulunur.
Hücre Çeperi
Bitki hücrelerinde bulunur. Cansız, sert, tam geçirgen, selülozdan yapılmış koruyucu bir yapıdır. Üzerindeki geçitler büyüktür. Mantarlar ve monera âlemi canlılarında da bulunur.
Bakteri ve mantarların çeperi selüloz değildir. Protein, yağ ve karbonhidratların özel bileşiminden oluşmuştur.
Bitki türüne göre çeper içinde lignin (odun), süberin (mantar), gibi farklı maddeler birikir.
Çeper, bitki hücrelerine şekil verir. Turgor basıncından dolayı hücrenin patlamasını önler bu sayede destek görevi görür.
II.SİTOPLÂZMA VE HÜCRE ORGANELLER
1. SİTOPLÂZMA
Hücrede birçok hayatsal olayların gerçekleştiği yerdir. Yarı kolloidal (yarı sıvı) bir yapı gösterir. içinde organeller, su, proteinler, yağlar, karbonhidratlar, tuzlar, vitaminler, hormonlar ve çeşitli iyonlar bulunur.
2. HÜCRE ORGANELLERİ
Hücrede metabolik olayları gerçekleştiren özel yapılara organel denir.
1) Endoplâzmik retikulum: Hücre zarı ile çekirdek arasında uzanan ve hücreyi ağ gibi kaplamış kanalcık sistemidir. Hayvan hücrelerine şekil verir. Hücre içinde madde taşınması ve depolanması görevini yapar.
Üzerinde ribozom olanlara granüllü, ribozom olmayanlara granülsüz E.R. adı verilir. Protein sentezinin çok olduğu hücrelerde granüllü, yağ sentezinin çok olduğu hücrelerde granülsüz E.R. fazla oranda bulunur. Ayrıca golgi ve lizozom organellerini oluşturabilirler. E.R. hücre bölünmesinden önce eriyerek kaybolur, sonra yeniden oluşur.
2) Golgi: Granülsüz E.R.den oluşur. Hücrelerin salgı ve paketlemesini sağlar. Salgı yapan hücrelerde bol bulunur. Örneğin; tükrük bezi ve süt bezlerinde olduğu gibi. Ribozomda sentezlenen proteinler önce E.R. ye, sonra golgiye geçerek paketlenir.
Hücre zarındaki glikolipid ve glikoproteinlere son şeklini verir. Hücre çeperinin yapısına katılan selülozu üretir. Lizozom organellerini oluşturur.
3) Lizozom: Tek katlı zarla çevrilidir. içinde sindirim enzimleri bulunur. Endositozla alınan veya hücre içinde bulunan kompleks molekülleri sindirir.
Hücrede yaşlanmış organelleri ve zararlı maddeleri yok eder. Akyuvarlarda alınan mikropları parçalar.
Herhangi bir sebepten dolayı, lizozomun zarı yırtılırsa, hücrenin kendi kendini sindirmesine neden olur, buna otoliz denir. Dokulardaki yaşlı hücrelerin ortadan kalkması, çürümenin hızlanması, kurbağa embriyosunun kuyruğunun kopması, insan embriyosunun parmak arası perdelerin yırtılması otolizle gerçekleşir. Bitki hücrelerinde bulunan lizozomlara fitolizozom denir.
4) Ribozom: Protein sentezinin gerçekleştiği yerdir. Çekirdekçikte üretilir. Protein sentezlediği için, bütün canlı hücrelerde bulunur.
Yapısında % 60 RNA ve % 40 protein bulunur. iki alt birimden oluşmuştur. Protein, enzim ve hormon sentezi olan hücrelerde çok bulunur. Protein sentezi hızlı olan hücrelerde yan yana dizilerek polizomları oluştururlar.
Bulunduğu yerler; Çekirdek dış zarı, Granüllü E.R. üzerinde, Mitokondri ve Kloroplast sıvısında ve Sitoplâzmada serbest halde.
5) Sentrozom: Hayvan hücrelerinde bulunur. Birbirine dik iki sentriolden oluşur. Hücre bölüneceği zaman kendini eşler. Zarsız olup etrafında yoğunlaşmış bir sıvı vardır. Her bir sentriol 3�er tüpten meydana gelen 9 protein lifinden oluşmuştur.
İnsanın çizgili kas hücrelerinde, nöron gövdesinde, olgun yumurta hücresinde bulunmaz.
Hayvan hücrelerinde kromozom takımlarının kutuplara çekilmesini sağlayan iğ ipliklerini oluşturur. Ayrıca sentrozom, sil ve kamçı oluşumunda görev alır.
6) Koful: Tek hücrelilerde boşaltım organelidir. Çok hücrelilerde ise artık maddelerin, besinlerin veya fazla suyun depo edildiği yerdir. E.R.�den, golgiden, hücre zarı ve çekirdek zarından oluşabilir. Kofullar bitkilerde artık maddelerin depolanmasını ve turgor basıncının ayarlanmasında görev alır.
Tatlı suda yaşayan tek hücrelilerde bulunan kontraktil kofullar fazla suyu dışarı atar. Bu olayda enerji harcanır. Kofular görevlerine göre isimlendirilir; besin kofulu, sindirim kofulu, boşaltım kofulu ve depo koful.
Kofullar genç bitki hücrelerinde küçük, yaşlı hücrelerde ise büyük ve azdır. Hatta bazen hücrenin içini tamamen doldurabilir. Hayvan hücrelerinde ise kofullar az ve küçüktür.
7) Mitokondri: Hücrede enerji (ATP) üretimini sağlayan merkezdir. Sayısı hücrenin enerji ihtiyacına göre değişir. Çizgili kas, sinir, kalp ve karaciğer hücrelerinde mitokondri fazladır.
Dış zarı düzgün, iç zarı ise kıvrımlıdır. Yani, iç zarı matrix içine doğru uzamıştır, böylece yüzey arttırılmıştır. Bu uzantılara krista denir. Mitokondri içindeki sıvıya matrix denir.
Kendine ait DNA, RNA ve ribozomu vardır. Gerektiğinde çoğalabilir. iç zar üzerinde ETS taşır. Gerektiği zaman bölünebilir, büyüyebilir ve kendisi için gerekli bazı proteinleri sentezleyebilir.
O2 li solunum, hücre sitoplâzmasında başlayıp mitokondride devam etmekte ve açığa çıkan enerji ATP şeklinde depolanmaktadır.
NOT: Bakterilerde mesozom mitokondrinin görevini üstlenmiştir.
8) Plastitler: Bitki hücrelerinde bulunan yapılardır. İçerisinde renk veren pigmentler bulunur. Üç çeşittir. Işık, kimyasal madde, sıcaklık ve pH etkisi ile birbirine dönüşebilirler.
Örneğin, Domates önce renksiz, sonra yeşil ve en son olarak kırmızı renge dönüşür. (Lökoplast Kloroplast Kromoplast)
a. Kloroplast: Fotosentez olayının gerçekleştiği organeldir. En fazla, yaprağın mezofil tabakasında bulunur. Kendine ait DNA, RNA ve ribozomları vardır. Gerektiğinde hücre içinde çoğalabilirler.
Çift zarlıdır. içindeki lamelli yapılara grana denir. Burada fotosentezin ışıklı devre reaksiyonları gerçekleşir. Granaların arasını dolduran sıvıya da stroma denir. Karanlık devre reaksiyonları da burada gerçekleşir. Granaların lamelleri arasında ışığı soğuran ve yeşil rengi veren klorofil pigmenti bulunur. Klorofil ışık enerjisini emerek kimyasal enerjiye dönüştürür.
Fotosentezde görev alan ETS elemanları kloroplastın granasında bulunur.
Fotosentetik bakterilerde kloroplast olmadığı için, klorofil pigmenti sitoplâzma içinde tanecikler halinde bulunur.
b. Kromoplast: Bitkilerde turuncu (karoten) , sarı (ksantofil), kırmızı (likopin) renkleri oluşturan pigmentleri taşır. Bitkilerdeki diğer birçok renk de koful özsuyunun asitlik ve bazlık (pH) durumuna göre renk değiştirebilen antokyan maddeleri tarafından oluşturulur.
Meyve ve çiçeklere renk verirler. Işık enerjisini absorbe edebilirler. Fakat bu enerjiyi kloroplastlara aktarırlar.
c. Lökoplast: Renksizdir. Bitkinin ışık almayan bölgelerinde bulunur. Işık etkisi ile kloroplasta dönüşür. Genelde kök, gövde, meyve ve tohumlarda yoğun olarak bulunur. Nişasta, yağ ve protein depolar.
III. ÇEKİRDEK
Prokaryot hücreler ve memeli alyuvarları hariç bütün Ökaryot hücrelerde bulunur. Bir çok hücrede bir tanedir. Çizgili kas hücrelerinde birden fazla bulunabilmektedir.
Çekirdeğin kısımları:
a. Çekirdek zarı: Çekirdeğin etrafını saran ve E.R.�nin devamı olan çift katlı bir yapıdır. Dış zar üzerinde ribozom organeli bulunabilir. Hücre bölüneceği zaman kaybolur. Hücre zarı özelliğindedir. Üzerindeki porlardan makro moleküller geçebilir. Çift katlı zara sahiptir. Kalıtım materyalinin sitoplazmaya dağılarak bozulmasını önler.
b. Çekirdekçik: Ribozomun üretildiği yerdir. Yapısında bol miktarda RNA ve protein bulunur. Hücre bölünürken kaybolur, sonra yeniden oluşur. Bazı hücrelerde 2 tane bulunabilir.
c. Çekirdek özsuyu: Sitoplazma sıvısıyla aynı özelliktedir. Su, nükleotid, RNA, ATP, mineral ve enzim taşır. Sitoplâzmaya göre akışkanlığı azdır.
d. Kromatin iplikler: Çekirdeğin en önemli kısımlarındandır. Hücre bölüneceği zaman kısalıp kalınlaşarak kromozomları oluştururlar. Her canlı türünün kendine ait kromozom sayısı vardır. Örneğin, insanlarda 46 kromozom bulunur. Kromozom sayısı aynı olan canlılar aynı türden olmayabilir. Önemli olan, canlıların gen yapılarının benzerliğidir. Kromozom sayısı canlının gelişmişliği ile ilgili değildir. Kromozomlar; DNA ve proteinden oluşur.
Eşlenmiş kromatidleri bir arada tutan bağlantı noktasına sentromer denir. Kromozomlar hücre bölünmesinde iğ ipliklerine bu kısımdan bağlanır. Eşeyli üreyen canlılarda kromozomlar çiftler halinde bulunur. Bunlara homolog kromozom çifti denir. Homolog kromozomların karşılıklı bölgeleri aynı karakter üzerinde etkilidir. Bu canlılara diploid (2n) canlı denir. Kromozomlar tek tek bulunuyorsa bu canlılara haploid (n) canlı denir.
Çekirdeğin görevleri;
1. Hücre bölünmesini kontrol eder. Bu sayede kalıtsal karakterleri yeni hücrelere aktarır.
2. Protein sentezi yaptırarak hücre metabolizmasını kontrol eder.
Çekirdeğin görevleriyle ilgili bazı deneyler;
Amip deneyi; Çekirdeğin yöneticiliği
Acetabularia deneyi; Çekirdeğin kalıtsallığı
Acetabularia, tek hücreli makroskobik su yosunudur.
Bitki Hücresi Hayvan Hücresi
� Çeper taşır (selülozik) � Çeper taşımaz
� Fitolizozom taşır � Lizozom taşır
� Plastid vardır � Plastid yoktur
� Sentrozom yoktur � Sentrozom vardır
� Kofullar büyük � Kofullar küçük
� Depo besin nişasta � Depo besin glikojen
� Endositoz görülmez � Endositoz görülür
� Sitoplâzma ara lamel ile � Sitoplâzma boğumlanarak
bölünür bölünür
� Şekli genelde köşelidir � Şekli genelde ovaldir.
Besinler ve Ayıraçlar
Bütün canlılar, canlılık faaliyetlerini sürdürebilmek için besin maddelerini kullanmak zorundadır. Dışarıdan alınan besin maddeleri, canlılık faaliyetleri için gerekli enerji üretiminde (ATP) kullanılır veya yapı taşlarına parçalanarak tekrar canlının yapısına uygun şekilde sentezlenirler. Sentezlenen bu yeni maddeler hücrenin yıpranan kısımlarının tamirinde veya yeni hücrelerin yapımında kullanılır.
Yapılarına Göre Besinler
Besin maddeleri kimyasal yapılarına göre başlıca ikiye ayrılır;
1.Organik besin maddeleri; proteinler, yağlar, karbonhidratlar ve vitaminlerdir.
2.inorganik besin maddeleri; su ve minerallerdir.
Görevlerine Göre Besinler
Besin maddeleri organizmalarda yaptıkları görevlere göre üç gruba ayrılır;
1. Enerji Verici Besinler
Enerji verici besinler hücresel solunuma katılarak enerji (ATP) eldesinde kullanılırlar. Bunlar; Karbonhidratlar, yağlar ve proteinlerdir. Enerji verici besin maddeleri kendi aralarında değişik şekillerde sıralanabilir;
1 gr Yağ: 9,45 K. kalori
1 gr Protein: 4,30 K. kalori
1 gr Karbonhidrat: 4,20 K. kalori enerji verir.
Sağladıkları enerji miktarına göre;
Yağlar, Proteinler, Karbonhidratlar
Sindirim kolaylığı sırasına göre;
Karbonhidratlar, Proteinler, Yağlar
Solunumda kullanım sırasına göre;
Karbonhidratlar, Yağlar, Proteinler
2. Yapıcı � Onarıcı Besinler
Canlının yıpranan kısımlarının tamirinde ve yeni hücre yapımında kullanılırlar. Bunlar; proteinler, yağlar, karbonhidratlar, mineraller ve sudur. Örneğin; Kalsiyum kemiğin yapısına katılır. Selüloz hücre çeperinin yapısına katılır. Bütün canlıların ana yapı maddesi proteinlerdir.
3. Düzenleyici Besinler
Hücredeki metabolik olayların düzenlenmesinde rol oynar. Bunlar; proteinler, vitaminler, mineraller ve su�dur. Örneğin; protein ve vitaminler enzimlerin yapısına katılarak hücredeki olayların düzenlenmesinde görev yaparlar.
A. Karbonhidratlar
Yapısında C, H, O elementleri bulunur. Solunumları sonucu CO2 ve H2O oluşur. Genel formülleri CnH2nOn dır.
Örnek: Glikoz: C6H12O6
Şeker sayılarına göre; monosakkaritler, disakkaritker ve polisakkaritler olmak üzere karbonhidratlar üçe ayrılır.
a Monosakkaritler (Tek şekerliler):
Karbonhidratların yapıtaşıdır. Sindirim enzimleri ile daha küçük yapıtaşına parçalanmazlar. Karbon sayılarına göre 2�ye ayrılır;
Pentozlar (5C): Riboz ve Deoksiriboz şekerleridir. Yapıya katılır.
Heksozlar (6C): Kapalı formülleri C6H12O6 dır. Solunumda kullanılırlar. Disakkarit ve polisakkaritlerin yapısına katılırlar.
b Disakkaritler (Çift şekerliler):
Kapalı formülleri C12H22O11 dir. İki monosakkaritin glikozit bağı ile birleşmesiyle oluşurlar. Bir molekül su açığa çıkar. Sindirilmeden hücre zarındaki porlardan geçemezler.
Maltoz: İki glikoz, Sükroz: glikoz ve früktoz, Laktoz: glikoz ve galaktoz molekülünden oluşmuştur.
c Polisakkaritler (Çok şekerliler):
Glikoz1 + Glikoz2 + ... + Glikozn Polisakkarit + (n�1) H2O
Sindirilmeden porlardan geçemezler. n tane glikoz birleşir. (n�1) tane glikozit bağı kurulur ve (n�1) tane su açığa çıkar.
Nişasta: Bitkilerdeki glikozun depo şeklidir. Sadece bitki hücrelerinde bulunur. Suda az çözünür.
Glikojen: Hayvansal hücrelerde, mantar ve bakterilerde bulunur. Suda çözünür. insanda karaciğer ve kaslarda depolanır.
Selüloz: Sadece bitki hücre çeperinin yapısını oluşturur. Suda çözünmez. Otçul hayvanlar, termitler ve tohumla beslenen kuşlarla mutualist yaşayan bir hücreli canlılar selülozu sindirebilir. Bu sayede bu canlılar selülozdan yararlanabilir.
Kitin: Eklembacaklıların çoğunluğunda, dış iskeletin yapısını oluşturur. Azotlu glikozlardan oluşmuştur.
B. YAĞLAR
C, H, O atomlarından oluşurlar. N ve P atomlarını da bulundurabilirler. Yağlar suda çözünmez veya çok az çözünür. Yağları alkol, eter, aseton, kloroform gibi çözücülerde çözünürler. Karbonhidratların ve proteinlerin fazlası vücutta yağ olarak depolanır.
Yağların yapısındaki oksijen oranı şekerlerden azdır. C ve H sayısı fazla olduğu için solunumları sonucu fazla miktarda su ve enerji açığa çıkar. Bu özelliği adaptasyon olarak kullanan canlılar vardır. Göçmen kuşlar, kış uykusuna yatan canlılar ve çöl hayvanları vücut için gerekli su ve enerjiyi bu yolla sağlar.
� Hücre zarının yapısına katılırlar.
� Enerji kaynağı olarak kullanılırlar. Yıkımı ve kullanımı uzun sürdüğünden hücrelerde, enerji kaynağı olarak karbonhidratlardan sonra tercih edilirler.
� Deri altında depolanarak ısı kaybını engellerler.
� İç organları mekanik etkilere karşı korur.
� Bazı hormonların yapısına katılır. (Steroidler)
Yağlar; yağ asitleri, nötral yağlar, fosfolipitler ve steroidler gibi çeşitleri vardır.
Yağ asiteri: yağların yapıtaşıdır, sindirilemezler. Bazı çeşitleri hücre zarından geçemez.
Bitkisel yağlar doymamış yağ asidi taşır. Bu tip yağ asitlerinin karbonlarından bazıları arasında ikili hidrojen bağı bulunur. Normal oda sıcaklığında sıvıdırlar. Bitkisel yağların yüksek sıcaklık ve basınçta hidrojenle doyurulmasıyla margarinler elde edilir.
Hayvansal yağlar ise doymuş yağ asidi taşır. Bunlarda karbonlar arasında çift bağ olmadığı için tüm karbon atomları hidrojene doymuştur. Normal oda sıcaklığında katıdırlar.
Nötral Yağ: Üç yağ asidinin bir gliserol ile birleşmesi sonucu nötral yağlar oluşur. Birleşen üç yağ asidi aynı veya farklı olabilir. Aralarındaki bağa ester bağı denir.
Nötral yağlar: 1 gliserol + 3 yağ asidinin birleşmesi ile oluşur.
Fosfolipid: Gliserolle birleşen üç yağ asidinden birinin yerine fosforik asit bağlanırsa fosfolipid oluşur. Fosfolipidler hücre zarının yapısında bulunur.
Steroidler: bazı hormon ve vitaminlerin yapısına katılabilir. Ayrıca metabolizma olaylarında görev alabilir.
C. PROTEİNLER
Yapılarında C, H, O, N atomu bulunur. Bazıları S atomunuda taşıyabilirler. Yapı taşları amino asittir. Ribozomda DNA'nın kontrolünde sentezlenirler. Gerektiğinde enerji verici olarak da kullanılırlar Solunumda kullanıldıklarında CO2, H2O ve NH3 gibi artıklar oluşur. Organellerin ve hücre zarının yapısına katılırlar. Bazıları, enzim veya hormon olarak fonksiyonel görev alır.
Canlılar tarafından protein sentezinde 20 çeşit amino asit kullanılabilmektedir. Bir amino asitin yapısında üç grup vardır. Bunlar;
a. Karboksil grubu (COOH): Asidik özellik verir.
b. Amino grubu (NH2): Bazik özellik verir.
c. Radikal (değişken) grup: Amino asit çeşidine göre farklılık gösteren tek gruptur. Amino asitin kapalı formülü;
Proteinlerin sentezinde bütün canlılarda 20 çeşit amino asit kullanılmasına rağmen canlıların sentezledikleri proteinler birbirinden farklıdır. Bu farklılıkta etkili olan faktörler şunlardır;
� Amino asit sayısı
� Amino asit dizilişi
� Amino asit çeşidi
Amino asitler peptit bağları ile birbirlerine bağlanır ve her bağ oluşurken bir molekül su açığa çıkar. Bu bir dehidrasyon olayıdır. Peptit bağı amino asitlerden birinin karboksil gurubu ile diğerinin amino gurubu arasında kurulur.
Peptit bağı oluşumu:
Protein sentezinde kullanılmak üzere vücudumuzda 20 çeşit amino asit vardır. 12 çeşidi vücudumuzda sentezlenir. Vücudumuzda sentezi olmayan dışarıdan aldığımız 8 çeşit amino asite temel (esansiyel) amino asit denir. Tüm insanların protein şifreleri farklıdır (Tek yumurta ikizleri hariç). Bu yüzden organ naklinde problem meydana gelmektedir.
D. ViTAMiNLER
Yapısında C, H, O, N, S ve P atomlarını bulundurabilir. Sindirilmeden hücrelere alınabilen organik besin maddeleridir. Çoğunluğu bitkiler tarafından sentezlenir. Hayvanlar ise hazır olarak alır. Enzimlerin yapısına katıldıkları için (koenzim), eksikliklerinde vücutta bazı anormallikler ortaya çıkar. Vitaminler solunuma katılmazlar bu yüzden enerji verici olarak kullanılamazlar. Vitaminler 2�ye ayrılır. Bunlar; yağda çözünen vitaminler ve suda çözünen vitaminler. A, D, E, K vitaminleri yağda çözünür ve fazlası depolanır. B ve C vitaminleri ise suda çözünür ve fazlası depolanmayıp dışarı atılır. Bu yüzden B ve C vitaminleri taze olarak alınmalıdır. Vitaminler günümüzde laboratuvarlarda sentetik olarak üretilebilmektedir.
A ve D vitaminlerin öncül maddeleri dışarıdan alınarak vücudumuzda sentezlenir. A vitamini karaciğerde, D vitamini deri altında güneş ışığı etkisiyle sentezlenir.
Bağırsağımızda yaşayan E. coli bakterileri B ve K vitaminlerini sentezler. Sentezlenen bu vitaminleri insanlar kullanabilir.
E. MiNERALLER
Suda erimiş olarak alınan inorganik besin maddeleridir. Mineraller, yapıya ve onarıma katılır. Ayrıca düzenleyici görevleri vardır. Diğer bazı önemli görevleri;
� Bazı enzimlerin yapısına katılır. (Kofaktör)
� Kemik ve diş yapısına katılır. (Ca, P)
� Dokularda, hücrelerin osmotik basıncını ayarlar. (Na+, CI�
� Hemoglobin (Fe) ve Klorofil (Mg)�in yapısına katılırlar.
� Sinir hücrelerinde impuls oluşumu ve iletimini (Na+, K+) sağlar.
F. SU
Suyu doğal olarak aldığımız gibi, besinlerden de alırız. Canlı hücrelerinde % 70�80 oranında su bulunur. Eğer % 15�in altında su bulunursa enzimler çalışamaz. Bal ve reçel bu yüzden bozulmaz. Vücudumuzda suyun bazı fonksiyonları şunlardır;
� İyi bir çözücüdür. Bu yüzden sindirimde rol alır.
� Besinlerin emilimi ve taşınmasında rol alır.
� Terlemeyle vücut ısısını ayarlar.
� Boşaltım artığını (NH3, üre, ürik asit) seyreltir.
� Enzimlerin çalışması için gereklidir. (En az %15 olmalı)
AYIRAÇLAR
Maddeleri, asit ve bazları ayırabilmek için özel yöntem ve teknikler kullanılır. Biyolojide kullanılan ayıraçlar;
1 İyot: Nişastanın ayıracıdır, mavi siyah (mor) renk verir.
2 Benedikt ve fehling çözeltisi: Glikozun ayıracıdır, ayıraçla birlikte ısıtılınca tuğla kırmızısı renk oluşur.
3 Nitrik asit: Proteinlerin ayıracıdır. Protein taşıyan çözelti bu ayıraçla birlikte ısıtılınca sarı renk oluşur.
4 Biüret çözeltisi: Proteinlerin ayıracıdır. Menekşe renk verir.
5 Eter: Yağları tespit etmede kullanılır.
Yağ + Eter Kâğıt üzerine damlatılıyor Kâğıtta saydam görünüm
6 Sudan lll: Yağların ayıracıdır. Pembe renk oluşur.
7 Fenol kırmızısı: Ortamın asidik olup olmadığını belirleyebilmek için kullanılır. Asitlerle sarı renk verir.
Fenol kırmızısı + CO2 Sarı renk
8 Turnusol kâğıdı: Asit ve bazları ayırmada kullanılır. Asitlerle kırmızı, bazlarla mavi renge dönüşür.
9 Kongo kırmızısı: Asit ve bazları ayırmada kullanılır. Asitlerle mavi, bazlarla kırmızı renge dönüşür.
10 Kireç Suyu: Karbondioksit ayıracıdır.
Kireç suyu + Nefes üfleme Bulanma ve CaCO3 oluşumu
11 Bazlar: Ba(OH)2, Ca(OH)2, NaOH, KOH gibi bazlar O2 li solunum, fermantasyon deneylerinde CO2 tutucu olarak kullanılır.
Hücre Zarından Madde Geçişleri:
1. DİFÜZYON
Çok yoğun ortamdan az yoğun ortama doğru madde geçişi olayına difüzyon denir. Difüzyon için maddelerin hareketli olması gerekir. iki ortam arasındaki yoğunluk farkı eşitleninceye kadar difüzyon devam eder. Ancak, bu andan sonra durmaz� iki ortam arasında dengeli olarak devam eder. Canlı ve cansız ortamlarda gerçekleşebilir. Enerji harcanmaz ve enzim kullanılmaz. Şekerin suda erimesi, kolonyanın odada dağılması difüzyonla sağlanır.
Madde geçiş üstünlüğü:
1 Küçük moleküller büyük moleküllere göre daha kolay geçer. (Galaktoz, Glikoz, Früktoz)
2 Yağı çözenler çözemeyenlere göre daha kolay geçer. (alkol, eter ve kloroform gibi)
3 Yağda çözünenler çözünmeyenlere göre daha kolay geçer. ( A. D, E, K vitaminleri)
4 Nötr moleküller iyonlara göre, negatif iyonlarda pozitif iyonlara göre daha kolay geçer. (He0, CI, Na+)
5 Yoğunluk farkı çok olan maddeler, az olanlara göre daha hızlı geçer.
6 Sıcaklık, por sayısı, konsantrasyon farkı, arttıkça difüzyon hızı artar.
Kolaylaştırılmış difüzyon: Hücre zarında bulunan taşıyıcı proteinlerin sayesinde maddelerin hızlı difüzyonuna kolaylaştırılmış difüzyon denir. Enerji kullanılmaz� taşıyıcı protein kullanılır.
NOT: En hızlı gazların, sonra sıvıların ve en sonra da çözülebilen katıların difüzyonu gerçekleşir. Su, CO2, O2, glikoz, amino asit, tuz gibi maddelerin zardan geçiş üstünlüğünü hızlıdan yavaşa doğru sıralayalım; O2 , CO2 , su , tuz , glikoz , amino asit
2. OSMOZ
Yarı geçirgen bir zardan suyun difüzyonudur. Osmoz olayında enerji harcanmaz ve enzim kullanılmaz. Canlı ve cansız ortamlarda gerçekleşebilir.
Suyun çok olduğu yerden az olduğu yere doğru geçişidir. Diğer bir ifade ile az yoğun ortamdan çok yoğun ortama doğru su moleküllerinin geçişidir.
NOT: Su ile ortam yoğunluğu ters orantılıdır. Çözeltinin yoğunluğu denince sudaki çözünmüş madde miktarı ifade edilir.
Osmotik Kuvvetler ve Olaylar
a Osmotik basınç: Hücre içindeki çözünmüş madde miktarına bağlı olarak suyun hücre zarına dışarıdan yaptığı basınçtır. Diğer bir ifade ile hücrenin su alma isteğidir. Çözünmüş madde miktarı arttıkça osmotik basınç artar.
b Turgor basıncı: Hücre içindeki suyun hücre zarı ve çeperine içeriden yaptığı basınca turgor basıncı denir. Hücre su aldıkça hücredeki turgor basıncı artar.
c Emme kuvveti: Osmotik basınçtan dolayı hücrenin su alma isteğidir. Bu yüzden osmotik basınçla doğru, turgor basıncıyla ters orantılıdır.
E.K = O.B. � T.B.
OB > TB ise hücre su alır. (Ortam hipoteniktir)
OB < TB ise hücre su verir. (Ortam hipertoniktir)
OB = TB ise osmotik dengededir. (Ortam izotoniktir)
a) Hipertonik Ortam: Hücrenin kendisinden daha yoğun bir ortama bırakıldığında su kaybederek büzülür. Bu olaya plazmoliz denir. Denizde ellerimizdeki derinin büzüşmesi, sebzelerin tuzlanınca buruşması gibi.
b) Hipotonik Ortam: Plazmoliz olmuş hücrenin veya normal bir hücre kendisinden daha az yoğun bir ortama bırakıldığında su alarak şişer. Bu olaya deplazmoliz denir. Tohumların su alarak çimlenmesi gibi.
NOT: Bitki hücresi saf suya bırakıldığında gereğinden fazla su alarak şişer, çeperden dolayı parçalanmaz, bitkilerdeki bu olaya turgor denir. Hayvansal bir hücre saf suya bırakıldığında su alarak şişer ve patlar bu olaya hemoliz denir. Bitki hücresinde turgor basıncı ile ;
� Otsu bitkilerin dik durması,
� Bitkilerdeki ırganım hareketlerinin düzenlenmesi,
� Stomaların açılıp kapanması sağlanır.
c) izotonik Ortam: Hücrenin yoğunluğu ile ortamın yoğunluğu eşit ise dengeli su ve madde alış verişi olur. Hücrelerde büzülme ve şişme oluşmaz. Hücreleri en iyi, böyle ortamlarda inceleriz. Bu tip sıvılara fizyolojik eriyik adı verilmektedir.
3. AKTİF TAŞIMA
Hücre ihtiyaç duyduğu hücre zarından geçebilen maddeleri difüzyonla alamıyorsa, aktif taşıma ile alabilir. Konsantrasyonun az olduğu yerden çok olduğu yere doğru madde geçişidir. izotonik ortamda madde geçişi de bir aktif taşıma ile yapılır. Enzim kullanılır. Enerji harcanır. Sadece canlı hücrelerde görülür. Difüzyonun tersi bir olaydır. Hücrelerde iç ve dış ortamda madde miktarının farklı oranda tutulması, yine aktif taşıma ile sağlanır.
4. ENDOSİTOZ (Fagositoz Pinositoz)
Hücre zarındaki porlardan geçemeyen büyük moleküllü maddelerin cep veya yalancı ayakla hücre içine alınmasına denir. Alınan maddeler katı ise fagositoz, sıvı ise pinositoz olayı denir. Enerji ve enzim kullanılır. Endositoz sonucu sitoplâzmada oluşan yapıya besin kofulu denir. Besin kofulu ile lizozomun birleşmesiyle sindirim kofulu oluşur. Sindirilen maddenin yapıtaşları hücre içine difüzyonla dağılır. Artık maddeler ise daha sonra boşaltım kofulu ile dışarı atılır. Canlı hücrelerde gerçekleşir.
Bitki hücrelerinde görülmez. Çünkü çeper cep ve yalancı ayak oluşumunu engeller. Daha çok, hayvansal hücrelerde, tek hücrelilerde ve akyuvarlarda görülür.
5. EKZOSİTOZ
Hücreden salınması gereken salgıları veya artık maddeleri taşıyan küçük keseciklerin hücre zarı yardımıyla dışarıya verilmesidir. Bu maddeler hücre zarı porlarından geçemeyecek büyüklüktedir. Bitki ve hayvan hücrelerinde görülür. Enerji ve enzim kullanılır.
Salgı maddeleri: Hayvanlarda; süt, tükürük, enzim, gözyaşı, hormon, mukus gibi
Bitkilerde; reçine, tanen, eterik yağ, bal özü, bitkisel koku maddesi gibi.
Salgıların oluşturulup salınmasına kadar; ribozom, E.R., golgi, salgı kesecikleri ve hücre zarı gibi yapılar görev alır.
Endositoz Ekzositoz Ortak Özellikleri
� Pordan geçemeyecek büyüklükte maddeler taşınır.
� Enerji harcanır.
� Enzim kullanılır.
� Sadece canlılarda görülür.
Endositoz Ekzositoz Karşılaştırması
Endositoz Ekzositoz
� Hücre içine doğru madde alınır. � Hücre dışına doğru madde verilir.
� Hücre zarı yüzeyi kısmen küçülür. � Hücre zarı yüzeyi kısmen büyür.
� Çeperli hücrelerde görülmez. � Tüm hücrelerde görülebilir.
[/color]
Nükleik Asitler
Nükleik asitler, canlının bütün temel olaylarını yöneten� kuşaktan kuşağa kalıtsal devamlılığı sağlayan moleküllerdir. Yaşayan her organizmada nükleik asit bulunur. Hatta virüslerde bile vardır. Nükleik asitler, ilk kez 1869 yılında İsveçli Biyokimyacı Friedrich Miesher tarafından kandaki akyuvar hücreleri ile sperm hücrelerinin çekirdeklerinde gözlenmiştir.
NÜKLEİK ASİTLERİN TEMEL YAPI TAŞLARI
Nükleik asitler DNA ve RNA olmak üzere iki çeşittir. DNA ve RNA makromoleküller olup� nükleotid adı verilen birimlerden meydana gelmiştir. Bir nükleotidin yapısında baz, şeker ve fosfat molekülleri bulunur.
1. BAZLAR: Bazlar karbon ©, hidrojen (H), oksijen (O) ve azot (N) atomlarından oluşmuştur. Nükleotidlerin yapısında pürin ve pirimidin olmak üzere iki çeşit baz bulunur.
� Pürinler: Adenin (A), Guanin (G) bazlarıdır. Çift halkalıdır.
� Pirimidinler: Sitozin (S), Timin (T), ve Urasil (U) bazlarıdır. Tek halkalıdır.
NOT: DNA ve RNA�da adenin, guanin ve sitozin ortak, timin ve urasil ayırt edici bazlardır.
2. ŞEKERLER: Nükleotidlerin yapısına 5C�lu şekerler (pentoz) katılır. Bunlar, riboz ve deoksiribozdur. Riboz�un deoksiribozdan farkı bir oksijenin fazla olmasıdır. RNA nükleotidleri riboz şekeri taşırken, DNA nükleotidleri deoksiriboz şekeri taşır.
3. FOSFAT GRUBU: Nükleotidlerin yapısına katılan üçüncü molekül fosforik asittir. (H3PO4). Bu molekül kompleks moleküllerin yapısında bulunduğu zaman fosfat adını alır.
Baz, şeker ve fosfatlar birleşip nükleotidler oluşurken su molekülleri açığa çıkar. Yani, nükleotid sentezi bir dehidrasyon reaksiyonudur.
Nükleotidler, yapılarındaki baza göre adlandırılır. Örneğin; adenin bazı var ise, adenin nükleotidi, guanin bazı var ise, guanin nükleotidi adını alır. DNA�nın yapısına katılacak bir adenin nükleotidi� adenin bazı, deoksiriboz şekeri ve fosfat grubundan oluşur. Serbest nükleotidler arasında fosfo diester bağı (şekerfosfat bağı) ile nükleik asit zinciri oluşturulur. Bu oluşum enzimlerin kontrolünde ve enerji harcanarak gerçekleşir.
Bu durumu şöyle özetleyebiliriz:
Baz + Şeker + Fosfat = Nükleotid (N)
N1 + N2 + ........... + Nn Nükleik Asit + (n�1) H2O
NÜKLEİK ASİT ÇEŞİTLERİ
Hücrede metabolik faaliyetlerin yürütülmesinde nükleik asit çeşitlerinin ikisi de görev alır.
1. DNA (DEOKSİRİBONÜKLEİK ASİT)
DNA, bir canlıya ait bütün bilgilerin A, G, C ve T nükleotidleriyle şifrelendiği bir nükleik asit çeşididir.
DNA�nın baz sırası� türler arasında farklılık gösterir. Bir canlının farklı dokularından alınan DNA örneklerinin baz sırası tamamen aynıdır. Canlıların DNA baz sıraları yaşa, beslenme durumuna ve çevre şartlarına bağlı değildir.
A. DNA�nın Moleküler Yapısı: DNA�nın yapısıyla ilgili ilk model 1953 yılında, Biyolog Watson ve Biyofizikçi Crick tarafından ortaya konmuştur. Watson ve Crick, DNA molekülünün çift zincirli sarmal bir yapıya sahip olduğunu gösterdi. DNA�nın her iki kenarında fosfat ve deoksiriboz, ortasının ise bazlardan oluştuğunu X ışını yardımıyla ile açıkladılar.
DNA molekülünü meydana getiren ve karşılıklı olarak birleşen iki zincir birbirlerine zayıf H bağı ile tutunur. Hidrojen bağlarının bu özelliği birleşme ve ayrılmayı kolaylaştırır.
Adeninle timin arasında 2, Guanin ile sitozin arasında 3 H bağı vardır. Bir zincirdeki nükleotid dizisi bilinirse, ikinci zincirdeki nükleotid dizisi de belirlenebilir.
DNA�nın sentezi sırasında (3n � 2) tane su molekülü açığa çıkar (n = nükleotid sayısı)
DNA az enzimiyle parçalanırlar.
DNA kendi kendini eşleyebilir.
Adenin karşısına timin, guanin karşısına sitozin geldiği için;
s(A) = s(T), s(G) = s©�dir.
DNA, ökaryot hücrenin, çekirdek, mitokondri ve kloroplastında, prokaryot hücrenin sitoplâzmasında bulunur.
DNA�yı oluşturan nükleotidlerde fosfat ve şeker çeşidi aynı, bazlar farklıdır. DNA moleküllerini birbirinden ayıran fark, bazların sayısı ve dizilişidir. DNA hücrede yönetimi ve kalıtımı sağlayan bir moleküldür.
B. DNA�nın Onarım Mekanizması:
DNA çift iplikli olduğu için tek iplikte meydana gelen kopmalar düzeltilebilir. Fakat karşılıklı koptuğu zaman düzeltilemez.
C. DNA�nın Eşlenmesi (Replikasyon = Duplikasyon)
Canlıların bütün kalıtsal özellikleri DNA molekülünde nükleotid dizileri halinde şifrelidir. Hücre bölünürken, bu kalıtsal özelliklerin hiçbir değişikliğe uğramadan yavru hücrelere geçmesi gerekir. Bu da DNA�nın eşlenmesi ile olur. DNA sentezi hücre bölünmesinin interfaz safhasında gerçekleşir. DNA�nın yarı korunumlu olarak eşlendiği Meselson � Stahl tarafından ispatlanmıştır.
Bu modele göre; DNA�nın eski zincirleri DNA polimeraz enzimi ile birbirinden ayrıldıktan sonra serbest nükleotidler bu zincirlerdeki nükleotidlerle bağ yaparak karşı zincirleri oluşturur. Bu şekilde, birbirinin aynısı olan iki DNA molekülü oluşur. Oluşan DNA moleküllerindeki iki zincirden biri eski, diğeri yeni olduğundan bu şekildeki eşlenmeye yarı korunumlu eşlenme denir.
D. DNA DENEYLERİ
1. DNA�nın Kalıtsallığı Deneyi
Pneumococcuslar, zatürre hastalığına neden olan bir bakteri cinsi olup, kapsüllü ve kapsülsüz olmak üzere iki türü vardır. Fareler ile yapılan bu deneyde;
a. Kapsülsüz bakteriler� farelere enjekte edildiğinde fareler hastalanmamıştır. Yani, kanlarındaki akyuvarlar kapsülsüz bakterileri fagositozla etkisiz hale getirmiştir.
b. Kapsüllü bakteriler farelere enjekte edildiğinde farelerin zatürre hastalığından öldüğü gözlenmiştir. Kapsül farelerde ölüme sebep olmuştur.
c. Kapsüllü bakterilerin bulunduğu ortamın ısıtılması ile oluşan özüt farelere enjekte edildiğinde farelerin hastalanmadığı gözlenmiştir.
d. Kapsüllü bakterilerin özütü ile kapsülsüz canlı bakteriler karıştırılarak farelere enjekte edildiğinde fareler zatürre hastalığına yakalanmıştır. Oysa, görünüşte fareler ölmemesi gerekiyordu. Fakat, özütteki kapsüllü bakterilerin DNA�sı, kapsülsüz canlı bakterilere kapsül sentezlettirmiştir.
Sonuç olarak, özütteki DNA�nın kapsül sentezletme özelliğinin olduğu anlaşılmıştır. Yani, DNA canlıların kalıtsal bilgilerini taşıyan bir moleküldür.
2. DNA�nın Yarı Konumlu Eşlenmesi Deneyi
Meselson ve Stahl, bakteriler üzerinde yaptıkları deneylerle DNA�nın yarı korunumlu olarak eşlendiğini göstermiştir. Bu deneyi kısaca şöyle özetleyebiliriz.
E.coli bakterisi� ağır azot (N15) içeren bir besi ortamında üretilirse, bakteri DNA�sının bütün nükleotid bazlarına N15 katılır. Böyle bir DNA bakteriden alınıp santrifüjlenirse, normal azot (N14) içeren DNA�dan daha hızlı çöker. Böylelikle DNA�ların birbirinden ayırt edilmesi sağlanmış olur.
Normal azot (N14) içeren DNA�ya sahip bakteriler, ağır azot (N15) lu besi ortamında iki nesil üretilip, oluşan bakterilerin DNA�ları santrifüjlendiğinde DNA�lar ağırlık dizilimine göre şöyle sıralanır.
Birinci üretim sonunda % 100 melez (N14N15) DNA�lar oluşur. Yani zincirlerinden birisi ağır (N15), diğeri normal (N14) azotlu nükleotidlerden meydana gelir. ikinci üretimde ise, DNA�ların %50si melez, % 50 si de ağır azot kapsayan nükleotidlerden oluşur.
2. RNA (RİBONÜKLEİK ASİT)
Tek zincirlidir. Nükleotid zincirinde fosfat ve baz kenarlarda� şekerleri ortadadır.
RNA sentezinde (3n�1) tane su molekülü açığa çıkar. (n = nükleotid sayısı)
RNA az enzimiyle parçalanırlar.
DNA tarafından sentezlenir.
s(A) = s(U), s(G) = s©�dir.
RNA, ökaryot hücrenin, çekirdek, mitokondri, kloroplast, ribozom ve serbest halde sitoplazmasında, prokaryot hücrenin ribozom ve serbest halde sitoplazmasında bulunur.
Protein sentezinde RNA�lar görev alır.
B. RNA Çeşitleri
Hücrede� görevlerine göre 2 çeşit RNA bulunur. Bunlar;
a. Mesajcı RNA (mRNA)
mRNA çekirdekte, DNA üzerinden RNA polimeraz enzimi ile sentezlenir. Sentezinde DNA�nın iki zincirinden sadece biri (anlamlı zincir) görev yapar. Sentezinde 3n�1 sayıda su oluşur. Kalıp olarak görev yapan DNA zincirindeki adenin nükleotidinin karşısına urasil, guanin nükleotidinin karşısına sitozin, timin nükleotidinin karşısına adenin, sitozin nükleotidinin karşısına da guanin nükleotidi gelir. Sentezlenen mRNA molekülü çekirdekten çıkarak sitoplazmaya geçer ve ribozomlara tutunur. Böylelikle DNA�dan aldığı genetik şifreyi ribozomlara taşımış olur. Ribozomlar, mRNA�daki şifrelere göre amino asitleri birleştirip protein sentezler. Her protein çeşidi için ayrı bir mRNA molekülü sentezlenir. Aynı çeşit protein sentezinde tekrar tekrar kullanılabilir. Gerekmiyor ise, protein sentezinden sonra nükleotidlerine parçalanır. mRNA�nın her üç nükleotidine kodon denir. Protein sentezinde bir kodon bir amino asiti şifreler.
b. Taşıyıcı RNA (tRNA)
Çekirdekte DNA üzerinden sentezlenen tRNA�lar� sitoplazmada serbest olarak bulunur. Çekirdekten tek zincir halinde sentezlendikten sonra sitoplazmada çeşitli katlanmalar yaparak yonca yaprağı şekline geçer. Katlanmaların olduğu bölgelerde uygun nükleotidler arasında hidrojen bağları oluşur. tRNA�nın bu yapısı, tRNA molekülünün görevi amino asitleri ribozomlara taşımaktır. tRNA�ların taşıyacağı amino asit çeşidi antikodon adı verilen üç nükleotidten oluşmuş bölge tarafından belirlenir. Protein sentezinde 20 çeşit amino asit kullanıldığı için hücrelerde en az 20 çeşit en fazla 61 çeşit tRNA görev yapar.
c. Ribozomal RNA (rRNA)
Çekirdeğin, çekirdekçik bölgesinde DNA üzerinden sentezlenen ribozomal RNA, çekirdekte proteinlerle birleşerek ribozomun alt birimlerini oluşturur. Oluşan alt birimler çekirdek zarındaki porlardan sitoplazmaya geçer ve protein sentezi esnasında birleşirler.
NOT: Normal bir hücrede %80 rRNA, %15 tRNA, %5 mRNA bulunur.
DNA RNA Karşılaştırılması
DNA RNA
� Şekeri Deoksiriboz � Şekeri Riboz
� Özel bazı Timin � Özel bazı Urasil
� Çift zincirli � Tek zincirli
� Kendisini eşler � DNA tarafından sentezlenir
� Yöneticidir � Emirleri yerine getiricidir
(Bazı virüslerde yönetici)
� DNA az enzimi ile parçalanır � RNA az enzimi ile parçalanır
� Sentezinde 3n�2 su oluşur. � Sentezinde 3n�1 su oluşur.
Konu Seç / Anasayfa
Protein Sentezi
GENETİK ŞİFRE
DNA, yapısında 4 çeşit nükleotid (harf) bulunan, binlerce nükleotidin değişik şekilde sıralanmaları sonucu oluşmuş makro bir moleküldür.
Eğer bir nükleotid çeşidi bir amino asiti şifreleseydi, 20 çeşit amino asitten 4 çeşidi ancak şifrelenebilecekti. (41=4)
Eğer, iki nükleotid bir amino asiti şifreleseydi, en fazla 16 çeşit amino asite şifrelenebilirdi. (42=16)
20 çeşit amino asittin her birinin şifrelenebilmesi için en az üç nükleotidten meydana gelen şifreler gerekir. işte mRNA�daki her üç nükleotide kodon denir. Nükleotidler üçerli gruplandığı zaman 64 çeşit meydana gelir. (43=64)
Hücrelerde kullanılan amino asitlerin çeşitleri 20 dir. O halde, amino asitlerin bazıları için birden fazla şifre bulunmaktadır. Ayrıca bazı şifreler de sentezin bitmesini sağlar. Bunlara stop kodunu denir. Bunlar UAA, UAG ve UGA olup amino asit şifrelemezler.
PROTEİN SENTEZİ (Translasyon)
Bütün canlı hücrelerde meydana gelen en önemli özümleme olayı protein sentezidir. Ökaryot bir hücrenin sentezleyebileceği proteinlere ait bilgiler çekirdeğindeki DNA�da saklıdır.
1. mRNA�nın Sentezlenmesi (Transkripsiyon)
Protein sentezi için gerçekleşen ilk iş, DNA�dan ilgili proteinin şifresinin mRNA�ya aktarılmasıdır. DNA� nükleotid zincirlerinden sadece birisini ve onun da ilgili kısmını kullanır. Diğer kısımlar başka proteinlerin şifresinde kullanılabilir. Şifre veren DNA zincirine anlamlı zincir, diğerine ise tamamlayıcı zincir denir.
2. Bilginin Sitopzalmaya Aktarılması
Yapılacak proteinin şifresini alan mRNA çekirdek zarındaki porlardan sitoplazmaya geçer ve ribozomun küçük alt birimine yapışır.
3. Ribozomun Aktifleştirilmesi
Ribozomun iki birimi birleşerek, protein sentezine hazır hale getirilir (aktifleştirir). Protein sentezini bir tek ribozom yapabileceği gibi, birçok ribozom yan yana gelerek aynı mRNA şifresini beraber okuyabilirler. Bu durum daha hızlı protein sentezlemek için yapılır. Oluşan bir ribozom zincirine polizom denir.
4. tRNA�ların Amino Asitleri Bağlaması
mRNA bir ucuyla ribozoma yerleşince, sitoplazmada bulunan amino asitler tRNA�lara antikodonlara uygun olarak bağlanırlar.
5. Amino Asitlerin Ribozoma Taşınması
Kendini amino asitlerini bağlayan tRNA�lar mRNA şifre sırasına göre ribozoma gelirler. Amino asitleri tRNA�ya bağlayan bağlar yüksek enerji bağlarıdır.
6. mRNA � tRNA Eşleşmesi
ilk tRNA�nın amino asiti ile ikinci tRNA�nın amino asiti birleşir. ilk peptid bağı kurulmuş ve ilk su molekülü açığa çıkmıştır. işi biten tRNA, ribozomu terk eder. Yerine bir sonraki tRNA kayar. Bir ribozoma aynı anda iki tRNA yerleşir. Bu şekilde, mRNA üzerindeki bütün kodonlar sırayla tRNA�larla eşleşerek kendilerini okuttururlar, yani amino asitlerini zincire ilave ettirirler. Bütün kodonları okunan mRNA, başlangıç ucundan tekrar yeni bir protein molekülünün sentezi için ribozoma girer. Bu işlem ihtiyaç duyulan sayıda protein sentezleninceye kadar devam eder. Sonuçta oluşan amino asit zincirine polipeptid denir. Çünkü amino asitleri birbirine bağlayan bağlar peptid bağlarıdır.
mRNA üzerindeki ilk şifreye (kodon) başlatma kodonu denir. Bu kodon bütün protein sentezlerinde AUG olup metionin amino asidini ifade eder. 3 tanesi de stop kodonlarıdır. Bunlar polipeptid zincirine amino asit ilave ettirmeyip, protein sentezini durdururlar. Bu kodonlardan birisinin mRNA�da bulunması olayın durması için yeterlidir. Başlama kodonundan önce ve stop kodunundan sonra bulunan kodonlar anlamsız kodonlar olup protein sentezinde rolleri yoktur.
Bütün protein sentezleri metionin amino asitiyle başlamasına rağmen, görev yapan aktif proteinlerin çoğunun ilk amino asiti metionin değildir. Çünkü protein sentezi tamamlanınca metionin koparılarak, her protein kendi özgül yapısını kazanır.
Amino asitlerin birleşmesiyle oluşan protein sentezi bir dehidrasyon reaksiyonudur. Çünkü her amino asitin bağlanmasıyla bir molekül H2O açığa çıkar. iki amino asit reaksiyona girerken her zaman 1. amino asitin COOH grubu ile 2. amino asitin NH2 grubu arasında peptid bağı kurulur. Sentez tamamlandığında proteinin yapısındaki amino asit sayısından bir eksik sayıda su açığa çıkmış olur.
Bu reaksiyonlar esnasında katalizör olarak enzimler kullanılır. Aktive edici olarak da ATP görev yapar. Protein sentezine; ribozom, mRNA, tRNA ve amino asitler direk olarak katılmakta, ATP, DNA, enzimler bu olayda dolaylı olarak iş görmektedir.
Bütün canlıların proteinleri 20 çeşit amino asitten oluştuğu halde, her canlının proteinleri kendine özel bir yapıdadır. Buna,
1. Amino asit sayısı
2. Amino asit çeşidi
3. Amino asitlerin dizilişi
4. Amino asit çeşitlerinin tekrar sayısı neden olur.
B. PROTEİNLERİN GÖREVLERİ
Sentezlenen proteinler,
1. Enzimlerin yapısına
2. Hücredeki bütün zar sistemlerinin yapısına
3. Hormonların büyük çoğunluğunun yapısına
4. Hayvanlarda kasların yapısına
5. Gerektiğinde enerji teminine
6. Kromozom, ribozom, sentrozom gibi organellerinin yapısına
7. Antijen, antikor, hemoglobin, pıhtılaşmayı sağlayan fibrinojen protrombin gibi kan proteinlerinin yapısına katılır.
C. SANTRAL DOĞMA
1. Replikasyon (Duplikasyon): DNA�nın kendine benzer yeni bir DNA meydana getirmesidir. Bu olay hücreler bölüneceği zaman gerçekleştirilir.
Hücre bölünmeleri sırasında DNA replikasyonunun doğru biçimde gerçekleşmesi, kalıtsal bilgilerin gelecek nesillere hatasız aktarılmasını sağlar.
2. Transkripsiyon (Yazılma): DNA�nın anlamlı zincirinden mRNA ve diğer RNA�ların sentezlenmesidir. Her canlı hücrede olur.
3. Translasyon (Okunma): mRNA�daki bilgilerle protein sentezlenmesine denir. Ribozomlarda gerçekleşir.
DNA�nın çekirdekten hücre metabolizmasını ve bölünmeyi kontrol etmesine santral doğma denir.
Santral doğma olayında sentez reaksiyonları her zaman DNA�dan proteine doğru olur. Proteinden DNA sentezlenmesi olanaksızdır.
Santral doğma olaylarının bir kısmını protein sentezi oluşturur. Buna karşın, protein sentezinin gerçekleşmesinde DNA replikasyonuna ihtiyaç duyulmaz.
Eğer DNA replikasyonunda herhangi bir hata meydana gelirse, bu hata kalıtsal bilgilerde değişmelere yol açar. Buna mutasyon denir. DNA replikasyonunun haricinde (transkripsiyon veya translasyonda) meydana gelebilecek hatalar kalıtsal olmayıp düzetilmesi mümkündür.
Ancak, DNA zincirlerinden yalnız birinde olan kopmalar tamir edilebilmektedir. iki zincir karşılıklı olarak koparsa tamiri mümkün değildir.
Enzimler
Enzimler, canlılarda devam etmekte olan binlerce reaksiyonu hızlandıran biyokatalizörlerdir. Enzimler olmasaydı, vücut sıcaklığında bu reaksiyonların büyük çoğunluğu hemen hemen hiç meydana gelmezdi. O halde, enzimlerin varlığında reaksiyonlar daha düşük sıcaklıklarda meydana gelebilmektedir.
Glikoz bir karbonhidrat olup, O2 ile reaksiyona girerek H2O ve CO2 moleküllerine parçalanır. Bu reaksiyon hem deney tüpünde hem de canlı hücrelerde gerçekleşebilmektedir. Deney tüpünde şekeri yakabilmek için çok yüksek ısıya ihtiyaç vardır. Ayrıca, yanma olayı uzun sürede gerçekleşir. Aynı reaksiyon, canlı hücrelerde 30ŞC de veya daha düşük ısılarda, hem de saniyeden daha küçük zaman biriminde gerçekleşmektedir. işte, bunu sağlayan faktör enzimlerdir.
Eğer enzimler olmasaydı, glikozun yakılması için vücut ısımızın birkaç kat daha fazla olması gerekirdi.
A. ENZİMLERİN KATALİZÖR ETKİSİ
Katalizörler, kimyasal tepkimelerin hızını olumlu yönde etkileyen ve kendi yapılarında herhangi bir değişme göstermeksizin tepkimeyi hızlandıran organik bileşiklerdir.
Enzimlerin Aktivasyon Enerjisini Düşürerek Reaksiyonu Hızlandırması
Her kimyasal tepkimenin başlaması için bir enerji engeli vardır. Hatta, tepkime ekzotermik (enerji veren) bir tepkime olsa da başlangıçta belirli bir enerjinin verilmesi gerekir. Bu enerjiye aktivasyon enerjisi denir.
B. ENZİMLERİN KİMYASAL YAPISI
Enzimlerin genel yapılarında protein mutlaka bulunmaktadır. Birçok enzim, protein olmayan maddelere de sahiptir. Enzimler yapılarına göre iki gruba ayrılır;
1. Basit enzimler
Sadece protein yapısı mevcuttur. Ek grup taşımazlar. Bunlara amilaz, pepsin, tripsin gibi hidrolitik (parçalayıcı) enzimler örnek olarak verilebilir. Bunlara apoenzim de denir.
2. Bileşik enzimler
Protein yapısına, protein olmayan kofaktör veya koenzim denen yapıların bağlı olduğu enzimlerdir. Bunlara holoenzim de denir.
ikinci gruba giren enzimlerde protein özelliğinde olan taşıyıcı bir kısım (apoenzim) ve buna bağlı fakat protein özelliğinde olmayan bir yan grup vardır. Enzimlerin çoğu bu yapıdadır. Yan grup olmadan protein kısımları iş göremez. Yan grup organik ise koenzim, inorganik ise kofaktör adını alır.
Vitaminler: Organik bileşik olan bu yapılar apoenzime geçici olarak bağlanır. Koenzimlerin pek çoğunun yapısı vitamindir. Örneğin, B grubu vitaminleri koenzimlerin büyük bir kısmını oluşturur.
B5(NAD = Niasin), B3(Pantotenik Asit), B2(FAD = Flavin Adenin Dinükleotid) vb.
Mineraller: Bazı enzimlerin aktivasyonu için metal iyonlarına ihtiyaç vardır. Bunlara kofaktör denir. Örneğin, Demir (Fe) sitokromlarda kofaktör olarak görev alır.
C. ENZİMLERİN ÇALIŞMASI
Enzimler etki ettiği substrata, anahtar-kilit uygunluğu gösterecek biçimde bağlanır. Bağlanma geçici bir süre devam eder. Reaksiyon sonunda enzim aynen kalır, substrattan yeni ürünler oluşur. Bazı enzimatik reaksiyonlar geri dönüşümlü (tersinir) olabilir.
D. BİR GEN - BİR ENZİM HİPOTEZİ
Her enzimin sentezi özel bir gen tarafından kontrol edilir. Genlerle enzimler arasındaki bu ilişkiye bir gen � bir enzim hipotezi denir. Enzimler hücrede molekülleri birleştirir veya parçalar. Hücrede bir molekülün oluşabilmesi için bazen birçok enzime ihtiyaç duyulur. Yani, enzimler takım halinde çalışır. Bir ön maddeden arjinin amino asiti yapılmak isteniyor. Bunun için ön maddenin önce ornitine dönüşmesi gerekir. Dönüşüm işi özel bir enzimle olmaktadır. Bu enzimin sentezi bir gen üzerinden olur. Ornitinin sitrüline dönüşmesini özel bir enzim, yine sitrülinin arjinine dönüşme işini de başka bir enzim gerçekleştirir. Eğer bu enzimleri sentezleten genlerden bir tanesi mutasyona uğrarsa, reaksiyon, o gene ait reaksiyonun işe katıldığı yerde durur. Örneğin, gen II mutasyona uğramışsa, sentezletdiği enzim olmayacağından reaksiyon ornitin basamağında duracaktır. Yani, ornitin sitrüline çevrilmeyecektir. Şayet, bu ortama enzim-II ilave edilirse reaksiyon devam eder. Eğer, ortama en son sentezlenecek madde eklenirse (arjinin), reaksiyon gerçekleşmez. Çünkü, sentezi yapılacak maddeler ortama hazır olarak verilmiştir. (son ürün inhibisyonu = feedback) Vücudumuzda reaksiyonların zincirleme olması madde ve enerjinin ekonomik bir şekilde kullanılmasını ve daha az artık ürünün çıkmasını sağlar.
D. ENZİMLERİN GENEL ÖZELLİKLERİ
1.Enzimler aktivasyon enerjsini düşürürler. Bu sayede birçok reaksiyon canlıların vücut sıcaklığında gerçekleştirilebilmektedir.
2.Tepkime sonucu enzimlerin miktarları değişmez. Çünkü reaksiyonda tüketilmezler.
3.Reaksiyondan değişmeden çıktıkları için tekrar tekrar kullanılabilirler.
4.Enzimlerin bazıları tersinirdir. Yani, çift yönlü çalışabilir. Ör: Karbonik anhidraz
5.Her enzim belirli bir sıcaklıkta (optimum) en hızlı çalışır.
6.Bazı enzimler hücre dışında da çalışır. Bu sayede enzimler daha iyi incelenmiştir (sindirim enzimleri gibi).
7.Her anahtarın bir kilide özgü olması gibi, her reaksiyon için özel bir enzim vardır.
8.Bileşik enzimlerde, apoenzim bir çeşit kofaktör veya koenzimle çalışabilir. Ancak, kofaktör ve koenzimler farklı apoenzimlerle çalışabilir.
9. Her enzimin yapımı bir gen tarafından kontrol edilmektedir. Dolayısıyla, gen yapısının bozulması enzim yapımını engeller (mutasyon).
10.Her enzim belli bir pH derecesinde daha iyi çalışır.
11.Enzimler, en yaygın olarak etki ettikleri maddelerin (substrat) sonlarına (az) eki getirilerek isimlendirilir. Örnek: Selülozu parçalayan enzime selülaz denir.
12.Bazı durumlarda enzimlere verilen isimler enzimlerin yaptıkları işi gösterir. Örnek: H atomlarının taşınmasına yardımcı olan enzimlere dehidrogenaz enzimleri denir.
13.Bazı enzimlerin özel isimleri vardır. Pepsin, Tripsin gibi.
E. ENZİMATİK REAKSİYONLARA ETKİ EDEN FAKTÖRLER
Enzimatik reaksiyonlar, ortamdaki substrat miktarı, enzim miktarı, ortamın sıcaklığı, pH derecesi ve substrat yüzeyinin büyüklüğüne bağlı olarak gerçekleşir.
1. Enzim ve Substrat Miktarı
Ortamdaki madde (substrat) ve enzim miktarlarına bağlı olarak reaksiyonların gerçekleşme grafiği aşağıdaki gibidir.
Enzim ve substrat birbirlerine bağlı olarak reaksiyon hızını belirler. Enzim ve substrat miktarları birlikte artırılırsa, tepkime hızı doğru orantılı bir şekilde artar.
Enzim sabit tutulur, madde miktarı artırılırsa reaksiyon belli bir hızda sabit kalır. Substrat sabit tutulur, enzim miktarı artırılırsa reaksiyon belli bir hızda sabit kalır. Fakat substrat miktarı sınırlı ise belirli bir zamandan sonra reaksiyon durur.
2. Sıcaklık
0 ŞC�den düşük sıcaklıkta enzim aktivitesi görülmez. Fakat, 0 ŞC�deki sıcaklık enzim yapısını bozmaz. Sıcaklığın artmasıyla enzim aktivitesi de artar. 40 ŞC den sonra tepkime hızı yavaşlar.
55 � 60 ŞC�de aktivite durur. Çünkü, yüksek sıcaklığın etkisiyle enzimlerin protein yapısı bozulur. Ancak, bazı özel bakteriler 100 ŞC�deki sıcaklıkta bile hayatta kalabilmektedir.
3. pH Derecesi
Enzimler pH değişimlerine karşı çok duyarlıdır. Enzimler genellikle nötr ortamda iyi reaksiyon verir. Enzimler çok fazla asidik ve bazik ortamda etkisizdir. Ancak, enzimler yüksek etkinliği belli bir pH derecesinde gösterirler.
Örneğin, proteini parçalayan pepsin, pH = 2(asidik) ortamında maksimum çalışır. Buna zıt olarak pankreastan salgılanan ve proteinler üzerinde etkili olan tripsin, pH=8,5 (bazik) ortamında en iyi çalışır.
4. Substrat Yüzeyi
Enzimden etkilenen maddenin yüzeyindeki artış tepkimeyi hızlandırır. Çünkü, enzimler maddelere dış yüzeyden etki eder. Örneğin, kıyma et kuşbaşı ete oranla daha çabuk sindirilir.
5. Aktivatörler ve inhibitörler
Bazı maddelerin ortamda bulunması enzim çalışmasını hızlandırır. Böyle maddelere aktivatör denir. Bazı iyonlar ve su aktivatörlere örnek verilebilir.
Bazı kimyasal maddeler ise enzimleri etkisiz hale getirir. Bunlara da inhibitör maddeler denir. Örneğin; ağır metaller, (Pb++, Hg++, Cu++, As++) akreb ve yılan zehiri, düşük pH inhibitör özellik gösterir.
6. Su Miktarı
Yeterli miktarda su bulunmayan ortamlarda enzim aktivitesi görülmez.
Örnek: Reçel ve balın bozulmaması, tohumların çimlenmeden durması.
Konu Seç / Anasayfa
Metabolizma ve ATP
Canlı vücudunda meydana gelen bütün biyokimyasal reaksiyonlara metabolizma denir. Bu reaksiyonlarda enerji ve enzim kullanılır. Canlılardaki metabolizma ikiye ayrılır:
a) Anabolizma: (Özümleme� sentez, yapım, asimilasyon) Küçük moleküllerden büyük moleküllerin sentezlenmesine denir. Genelde dehidrasyondur. Gençlerde daha yüksektir. Enerji (ATP) gerektiren reaksiyonlardır.
Örnek;
� Fotosentez
� Protein sentezi
� Nişasta sentezi gibi olaylar.
b) Katabolizma: Yadımlama (= analiz = yıkım disimilasyon) reaksiyonlarıdır. Büyük moleküllerin küçük parçalara ayrılmasına denir. Yaşlılarda daha yüksektir. Örnek;
� Solunum
� Sindirim reaksiyonları
1 - 25 yaş arası Anabolizma > Katabolizma
25 - 45 yaş arası Anabolizma = Katabolizma
45 ve üzeri yaş Katabolizma < Katabolizma
Bazal Metabolizma: Canlılığın sürdürülebilmesi için gerekli minimum enerjinin kullanılmasına denir.
Yemekten 12 saat sonra ve tam dinlenme halinde, ısısı değişken olmayan bir ortamda ve uyanıkken ölçülür.
NOT: Bazal metabolizma dinlenme anında tüketilen oksijen miktarının ölçülmesi ile hesaplanır.
