Dr. HATİCE MUTLU EYİSON

2.Kısım

Dr. HATİCE MUTLU EYİSON

Karbohidratlar

Canlı organizmalarda bulunan diğer bir karbonlu madde karbohidratlardır. Karbohidratlarda karbonla beraber daima hidrojen ve oksijen bulunur ve H ile O‘ nin

birbirine oranı 1/2 olduğu (CH2

O) için bu maddelere sulu karbon anlamına gelen karbohidrat adı verilmiştir.

Karbohidratlar hayvan ve bitki hücresinin en önemli enerji kaynağıdır.

Hayvan dokularında bulunan en önemli karbohidratlar glukoz, galaktoz, glikojen, amino şekerler ve bunların polimerleridir.

Biyolojik öneme sahip karbohidratlar üç sınıfta toplanırlar.

Bunlar monosakkaritler, disakkaritler ve polisakkaritler'dir.

Bunlardan monosakkaritler ve disakkaritler tatlı oldukları

için bunlara genel olarak şeker adı verilir.

Monosakkaritler

Monosakkaritler karbohidratların monomer

birimlerini teşkil ederler. Monosakkaritlerin ampirik formülü (CH

O)

' dir.

Monosakkaridin karbon iskeleti dallanmamıştır. Bir karbon hariç her karbona bir hidroksil grubu

bağlanmıştır. O karbona da bir karbonil grubu bağlanmıştır.

Monosakkaritler basit şekerlerdir. Kapsadıkları C

atomunun sayısına göre sınıflandırılırlar.

Monosakkaritler de D ve L konfigürasyonunda olurlar.

Biyolojik olarak önemli monosakkaritler D konfigürasyonunda olurlar.

Canlılar için en önemli monosakkaritler pentozlar ve heksozlardır.

Pentozlardan en önemli olan iki şeker riboz ve

deoksiribozdur. Bu iki şeker nükleik asitlerin

yapısına girerler ve hem hayvanlarda hem de

bitkilerde bulunurlar.

Disakkaritler ve polisakkaritler hidrolize olunca,

yani sindirilince monosakkaritlerine yani glukoza parçalanırlar. Glukoz bir çok hayati olayların

temel taşıdır.

Diğer önemli monosakkaritlere örnek olarak fruktoz (levüloz) ve galaktoz verilebilir.

Fruktoz meyvelerde bulunan meyve şekeri'dir.

Galaktoz sütte bulunur.

Fruktoz ve galaktozun formülleri de C

H

O

olup glikozunkinin aynıdır. Fakat bu üç heksozda

atomların dizilişi farklıdır. Böylece farklı özellikte

heksozlar meydana gelir.

Glukoz (6C) Fruktoz (6C)

O O

CH

OH

CH

OH

CH

OH

OH

OH OH

OH OH

OH OH

Glukoz (6C) ve Fruktoz (6C)

Disakkaritler

Disakkaritlerin ampirik formülü C

H

O

' dir.

Disakkaritler iki monosakkarit monomerinin birleşmesiyle oluşan şekerlerdir.

Bu birleşme bir dehidrasyon sentezi şeklinde olur ve bir su molekülü ayrılırken disakkarit teşekkül eder.

Gerek fruktoz gerekse galaktoz glikoz ile birleşerek disakkarit yaparlar.

Disakkarit iki monomerden oluşmuş bir dimerdir.

Monosakkarit + Monosakkarit =

Disakkarit + Su

Polisakkaritler

Polisakkaritler çok sayıda monosakkarit monomerinin

birleşmesiyle oluşmuş büyük zincirler halinde veya dallanmış dev biyopolimerlerdir.

Kısaca n adet monosakkarit molekülünün n–1 adet su molekülü kaybederek birleşmesiyle meydana gelirler. Kapalı formülleri (C6H10 O5)_n dir. Hidroliz ile basit şekerlere ayrılırlar.

Canlı organizmalar için önemli olan polisakkaritler hayvan hücrelerinde glikojen, bitki hücrelerinde nişasta ve selüloz'dur. Bunların üçü de glikozun birleşmesinden oluşmuştur.

Glikojen hayvan hücrelerinde depo maddesidir.

Nişasta, bitki hücrelerinde fotosentezle, doğrudan doğruya sentezlenir ve depolanır, depo maddesidir.

Selüloz ise bitki hücrelerinde yapı maddesi olarak hücre duvarlarında bulunur.

Glikojene hayvan hücrelerinin nişastası olarak bakılır. Glikoz moleküllerinden

oluştuğu için vücudun enerji deposudur.

Glikojen birçok doku ve organlarda

bulunmakla beraber özellikle kasta ve

karaciğer hücrelerinde depo edilir.

Kompleks Polisakkaritler

Canlı sistemlerde heksozlardan oluşan bu

biyopolimerlerden başka amino (N) kapsayan çok

şekerler' dir (glikozamin).

Bunlarda glikoz ve amino grubundan başka sülfürik asit ve fosforik asit bulunabilir. Glikoz ayrıca asetillenmiş de

olabilir (asetil glikozamin).

Bu moleküller, özellikle hücreler arası maddede bulunurlar.

Bu kompleks polisakkaritler hem serbest olarak hem de proteinlerle veya lipitlerle bağlı olarak bulunabilirler.

Bunlardan nötr polisakkaritler sadece asetil glükozamin

kapsarlar. Eklem bacaklı kutikulasında bulunan ve destek

glikozamin'den oluşur.

Nötr mukopolisakkaritler çok komplekstir.

Galaktoz, ramnoz (6C) ve diğer polisakkaritleri kapsarlar.

Bakterilerin hücre duvar yapısını teşkil ederler.

Kan gruplarının tayininde rol oynarlar.

Asidik mukopolisakkaritler makromolekül yapılarında sülfürik asit ve diğer asitleri

kapsayabilirler. Bu moleküller kuvvetle bazofildirler ve bazik boyalarla boyanırlar.

Hiyaluronik asit deride ve hayvan dokularında

bulunur.

Glikoproteinlerin bir kısmı hücrenin yapı maddesidir ve zarlarda bulunur. Zarlarda bu kompleks

moleküllerin karbohidrat kısmı hücreden dışarı doğru yer alır. Böylece zarlardaki interaksiyon ve tanıma olaylarında görev yaparlar.

Bir kısım glikoproteinler ise salgı maddeleridir. Çeşitli hücreler glikoprotein sentezler ve salgılarlar.

Karaciğer, kan plâzmasında bulunan

glikoproteinleri salgılar (serum albumini gibi).

Lipitler (Yağlar)

Yunanca lipos ' dan gelen lipit veya yağ terimi de

belirli bir bileşiği değil, diğer gruplarda olduğu gibi, bir grup bileşiği ifade eder.

Lipitlerin canlı hücredeki görevlerini yapabilmeleri için suda çözünmeyen özellikte olmaları

gerekmektedir.

Lipitler polar veya iyonik gruplar taşımadıkları için suda çözünmezler.

Lipitlerin ve lipitlere bağlı bileşiklerin bu özelliği başlıca uzun, alifatik hidrokarbon zincirlerinden veya benzen halkalarından yapılmış

olmalarındandır. Bu zincirler kutupsuz olup

hidrofobdur, su bağlamazlar.

Yağ Asitleri

Yağ moleküllerinde lipitlere özel karakterini veren birimler yağ asitleri'dir. Yağ asitleri bir alkolle veya üç karbonlu bir alkol olan gliserin ile veya başka maddelerle birleşerek lipitleri meydana

getirirler.

Her yağ asiti molekülü, üzerine hidrojen atomları bağlanmış olan ve bir ucunda bir karboksil (–COOH) grubu bulunan zigzag

şeklinde uzun bir karbon zincirinden yapılmıştır. Karboksil grubu moleküle asit özellik verir.

Bir yağ asidi, Palmitik asit, R-COOH.

Karboksil

grubu

Yağlar heterojen maddelerdir ve bu sebeple

sınıflandırılmaları oldukça karışık olur. Yağlar kimyasal özelliklerinden çok fiziksel özellikleri ile birbirlerine

benzerler.

Yağlar basit yağlar ve bileşik yağlar olarak ikiye ayrılır.

Basit Yağlar

Bunlara nötr yağlar (tabiî yağlar, doğal yağlar) da denir.

Bu yağlar fizyolojik pH derecelerinde yüklü gruplar taşımazlar.

Basit yağlar yağ asitlerinin alkollerle oluşturduğu esterlerdir.

Bunlara genel olarak gliseritler denir.

Triasil gliseritler (trigliserit) üç yağ asidi zincirinin bir

molekül gliserinle teşkil ettiği esterdir. Gliserine üç yağ

asidi bağlandığı için bu isim verilir.

Bileşik Yağlar (Lipoidler)

Bileşik yağlar yağ asitleri, alkoller ve diğer

bileşiklerden yapılmış kompleks moleküllerdir. Çok kompleks maddeler oldukları için düzgün bir

sınıflandırma yapılamamaktadır.

Biyolojik açıdan bileşik yağlar fosfolipitler, sfingolipitler, glikolipitler, steroidler, terpenler ve lipoproteinler olarak

sınıflandırılabilir.

Fosfolipitler

Bunlara fosfatitler de denir. Fosfolipitler fosforik

asitin diesterleridir. Genel olarak hücre zarında

önemli yapı maddeleri olarak bulunurlar.

G L

İ S E R O L

YAĞ ASİDİ

YAĞ ASİDİ

FOSFAT ALKOL

Bir fosfolipit şeması

Zarlarda fosfolipitlerin yerleşim şeması.

Polar baş (Hidrofilik)

Polar olmayan kuyruk

(Hidrofobik)

Zarda lipit çift tabakası Zar lipidi

Zarlarda fosfolipitler iki tabakalı (bilayer) olarak bulunurlar.

Zar yapıların iç tarafı kutupsuz olarak kabul edilir. İç taraf yağ asidi köklerinin uzun hidrokarbon zincirlerinden oluşur.

Fosfat grubu dışa dönük olup ya hücrenin dış çevresine veya sitoplâzmaya doğru yerleşmiştir.

Sfingolipitler ve Glikolipitler

Bu bileşiklerde gliserin yerine sfingozin bulunur.

Sfingozin bir amino alkol' dür.

Sfingomiyelin bir sfingolipit'tir. Sfingomiyelin sinir hücrelerinin miyelin zarında bulunur.

Glikolipitlere serebrositler, sülfatitler ve

gangliyositler girer. Bunlarda fosfat bulunmaz. Bu

maddeler beyin ve sinir dokularında bulunurlar.

Steroidler

Bu bileşikler sterol'leri içine alan büyük bir grup meydana getirirler.

Steroidlerde iç içe bağlı dört karbon halkası vardır.

Sterollere, bir ucunda -OH grubu bulunduğu için bu ad verilmiştir. Diğer uçta bulunan 17 numaralı karbona (C17), çeşitli bileşikler yan zincirler olarak girerler.

Sterol

CH3

Sterollerin içinde en önemlisi kolesteroldur. Kolesterol hayvan hücrelerinin zarlarında bulunur. Diğer steroller bitki, mantar ve alglerde görülür.

Steroller basit lipitlerden farklıdırlar.Yağ asitleri taşımazlar.

Organik çözücülerde çözünmesinden dolayı lipit olarak kabul edilir.

Steroller oldukça yassı, halka sistemleri teşkil ederler.

Kolesterol

Steroidlere vücudun diğer önemli maddeleri de girer.

Bunlara eşey hormonları, adrenal kortikal hormon, safra asitleri ve D vitamini örnek verilebilir. Safra asidinde bulunan steroidler

sindirimde görev alır. Steroid hormonlar bir çok

metabolik ve üreme olaylarını düzenlerler.

Terpenler

Terpenler büyük ve önemli bir bileşik lipit grubudur.

İzopren denilen ve çok sayıda tekrarlanan birimlerden oluşurlar.

Bu yapılar kauçuk, karoten, fitol, skualen ve çeşitli karotenoid'leri meydana getirirler.

Karotenoidler yüksek terpenlerdir. E vitamini,

K vitamini, Ko-enzim Q gibi karotenoidlerde

terpenoit yan zincirleri vardır. Fitol klorofilden

çıkarılır.

 Lipitlerin Görevleri

 Lipitler hassas iç organlar için koruyucu bir yastık teşkil

ederler. Balina, fok gibi soğuk sularda yaşayan hayvanlarda deri altına yığılan yağ tabakası hayvanı soğuktan korur.

 Lipitlerin bazıları histokimyasal analizlerle kolaylıkla

gösterilebilen görünür lipitlerdir. Fakat bazıları görülemezler.

 Görünür lipitler parlak damlacıklar halinde olur.

 Doku preparasyonlarında ozmik asitle tespit edilip Sudan

boyaları (Sudan III, Sudan IV, Sudan siyahı B) ile boyanırlarsa hücre içinde görünmeleri sağlanır.

 Görünmeyen lipitlerin varlığı kimyasal analizlerle gösterilir.



1- Audesirk, T. and Audesirk, G. (1999) Biology, Life on Earth. Fifth Edition. Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey.



2- Campbell, N.A. & Reece, J.B. Biyoloji. Altıncı baskıdan çeviri. Çeviri editörleri: Prof. Dr. Ertunç GÜNDÜZ, Prof. Dr. Ali DEMİRSOY, Prof. Dr. İsmail TÜRKAN, Palme Yayıncılık, 2006.



3- Hücre Biyolojisi, Sevinç KAROL, Cevat AYVALI, Zekiye SULUDERE. 4.Baskı, 2000, Öğün. Matbaacılık.



4- Sitoloji, M.Turan AKAY, Palme Yayıncılık, 2002.