CANLILARIN TEMEL BİLEŞENLERİ

Canlı organizmalardaki moleküller

 kimyasal özelliklerine göre 

organik ve inorganik olarak 

gruplandırılır.

DEVRİM SARISOY

•  Canlılar yapısal düzenlerini koruyup çevre ile denge içerisinde kalabilmek için enerji kullanmak zorundadır.  Enerjilerini karşılamak içinde beslenmelidirler.  Bütün enerjilerin kaynağı güneştir.

• Besinlerinin çoğunu kendileri üreten canlılara ototrof canlılar. Gerekli besinleri dış ortamdan hazır olarak alan canlılara heterotrof canlılar denir.

• Canlı organizmalardaki moleküller kimyasal özelliklerine göre organik ve inorganik olarak gruplandırılır.

CANLILARIN TEMEL BİLEŞENLERİ İKİYE AYRILIR

Enerji Verici Besinler

Karbonhidrat, Yağ, Proteinler

Yapıcı -Onarıcı Besinler

Karbonhidrat, Yağ, Proteinler,Su ve Mineraller

Düzenleyici Besinler

Protein, Yağ, Vitamin, Mineral, Su

Enerji Kapasitesi

Yağ, Protein, Karbonhidrat

İNORGANİK BİLEŞİKLER

• Doğada hazır bulunurlar
• Tüm canlılar dışarıdan hazır alırlar.
• Sindirime uğramazlar.
• Hücre zarından geçerler.
• Enerji vermezler
• Düzenleyicidirler

1.Mineraller

• Enzimlerin yapısına katılır.
• Biyolojik moleküllerin yapısına katılır.
• Hücre dışı ve içi sıvıların oranını ve dengesini düzenler.
• Eksikliğini diğer mineral tamamlayamaz.
• Eksikliğinde çeşitli hastalıklara neden olur.

Önemli mineraller:

• I   >>>>>  Tiroksin hormonun yapısında
• F  >>>>>    Diş oluşumu ve güçlenmesinde
• Na,K >>>>>  Sinir ve kasların çalışmasında
• Fe >>>>> Hemoglobin yapısında
• Mg >>>>> Kemiklerin yapısında
• Ca,P >>>>> Kemik ve dişlerin yapısında, kas kasılmasında

 2.Asit-Baz-Tuz

• Asitler suda çözündüğünde H+ iyonu verirler.
• Bazlar suda çöündüğünde OH- iyonu verirler.

0...........................7.............................14

       Asit            Nötr            Baz

• Asit + Baz ------->  Tuz + Su
• Tuzlar hücrede iyonlar halinde bulunur (Na+, Cl-) hücrenin asit-baz dengesini sağlar. Hücrenin su alışverişini düzenler.

3.Su

• Madde taşınmasını sağlar.(Kan)
• İyi çözücüdür.
• Miktarı canlıdan canlıya, dokudan dokuya değişir.
• Besin sindiriminde kullanılır.(Hidroliz)
• Enzimlerin çalışmasında etkilidir.( En az %15)
• Vücut ısısının düzenlenmesini sağlar.
• Boşaltımda etkildir.(İdrar)
• Fotosentezde kullanılır. (H+ e- , O2 kaynağı )

ORGANİK BİLEŞİKLER 

• Canlılar tarafından üretilir.
• Doğada hazır bulunmazlar.
• Karbon (C),Hidrojen (H),Ok­sijen (O) bulundururlar.
• Oksitlendikleri zaman karbondioksit (CO₂) ve Suya (H₂O) dönüşürler.
• Yapıtaşlarını ototrof canlılar tarafından üretilir.
• Canlı yapısındaki organik bileşiklerin temel kaynağı üreticiler olarak adlandırılan organizmalardır.(Algler,Fotosentetik ve Kemosentetik bakteriler,Bitkiler)
• Organik maddelerin gruplandırılması
• Kompleks organik bileşikler polimer yapı göste­rirler.
• Polimerlerin yapı taşı monomerlerdir.
• Mo­nomerler özümleme (asimilasyon = anabolizma = sentez)  olayları ile polimer yapıya dönüşür.

                n(Monomer)  --------->   ( Makro molekül) + (n-1) H₂O 

               n(Glikloz)  -------->  Karbonhidrat + (n-1) H₂O

               n(Amino asit) ---------->  Protein + (n-1) H₂O

               3Yağ asiti+ Gliserol --------->  Yağ + 3H₂O

        

• Su moleküllerini açığa çıkaran yukarıdaki olaylara dehidrasyon sentezi denir.
• Kompleks organik bileşiklerin basit organik bile­şiklere (monomerlere) parçalanması hidroliz (sin­dirim = disimilasyon = katabolizma = yadımlama) 
• Hidroliz esnasında organik maddeler su (H₂O) kullanı­larak monomerlerine ayrıştırılır.

KARBONHİDRATLAR

• Karbon(C), Hidrojen(H),Oksijen(O) bulundururlar.
• Genel formülleri (CH ₂O)_n ile gösterilir.Glikoz için “n” yerine 6 yazarsak  C₆H₁₂O₆
• Hücresel yapılara katılır. (Hücre zarı,bitki hücre çeperi….vb)
• Hücrede birinci derecede enerji kaynağı olarak kullanılır. 

Solunum ürünleri:

• Laktik asit
• Etil alkol
• Asetik asit
• H₂O ve CO₂
• Yapısına katılan basit şeker sayısına göre monosakkaritler, disakkaritler ve polisakkaritler olmak üzere üç grupta incelenir.

      

MONOSAKKARİTLER 

• Sindirime uğramazlar. Hidroliz edilemeyen karbonhidratlardır,daha basit şekerlere parçalanamaz.
• Doğada temel üretim kaynağı, klorofilli organizmaların gerçekleştirdiği fotosentezdir.
• 5C'lu pentozlardan Riboz RNA'nın,Deoksiriboz ise DNA'nın yapısına katılır.
• 6C'lu heksozlar, disakkarit ve polisakkaritlerin monomerlerini oluşturur.
• Monosakkaritler suda tam çözünürler.
• Sindirime uğramazlar. Hidroliz edilemeyen karbonhidratlardır,daha basit şekerlere parçalanamaz.
• Doğada temel üretim kaynağı, klorofilli organizmaların gerçekleştirdiği fotosentezdir.

BİLGİ:

Glikoz serbest olarak incir bal ve üzümde bol bulunur. Bütün polisakkaritlerin yapısını oluşturur.Hücre içinde hayvanların vücut sıvısında bulunan en önemli polisakkarittir.Glikoz seviyesi memelilerin kanında belli düzeyin altına düşünce (100 ml’de 70 mg) Beyin hücreleri glikozu glikojen şeklinde depolayamadığı için beyin zarar görür. Kandaki glikoz miktarını karaciğer,pankreas,hipofiz ve böbrek üstü bezleri düzenler. 

• Fruktoz, bal ve olgun meyvelerde boldur.Meyve şekeri denmesinin sebebi budur.
• Galaktoz, süt ve süt ürünlerinde boldur. Süt şekeri denir.Hayvansal besin maddesidir.
•  Monosakkaritlerin  hücre zarından geçiş kolaylığı sırasıyla..galaktoz, glikoz, fruktoz  şeklindedir.

 TİROZLAR (3 KARBONLULAR)

FOSFOGLİSER ALDEHİT  (PGAL) 

PENTOZLAR ( 5 KARBONLU)  

RİBOZ

DEOKSİRİBOZ

 HEKSOZLAR (6 KARBONLU)

GLİKOZ

GALAKTOZ

FRUKTOZ

DİSAKKARİTLER  

C₁₂H₂₂O₁₁ +  H₂O    ------>  C₆H₁₂O₆   +  C₆H₁₂O₆

   Disakkarit                                  Monosakkarit    Monosakkarit     

Glikoz +Galaktoz    -------->    Laktoz (süt şekeri) + H₂O

                                                (İnsan ve memeli hayvan sütü)

Glikoz + Früktoz      ------->        Sükroz (Sakaroz) + H₂O

                                                 (Bitkide ;çay şekeri=pancar)

Glikoz +   Glikoz      --------->      Maltoz + H₂O

                                                    (Bitkide ;Arpa şekeri)

• İki monosakkaritin birleşmesiyle meydana gelir.
• Suda tam çözünürler
• Monosakkaritlerin birleşmesi sırasında, glikozit bağı kurulur.
• Birleşme sırasında su açığa çıkar.
• Maltoz ve sükroz bitkilerde,
• Laktoz memeli hayvanların sütünde bulunur
• Genellikle hücre zarından geçemezler.
• Glikoz ve fruktozdan sükroz (sakarozun) oluşması (anabolik reaksiyon, dehidrasyon, sentez)

POLİSAKKARİTLER

Nişasta (Bitkilerde depo)

Glikojen (Hayvanlarda Depo)

Selüloz (Bitkilerde Çeper)

 Kitin (Hayvanlarda iskelet)

• Çok sayıda monosakkaritin oluşturduğu karbonhidratlardır.
• Temel yapı birimi glikozdur.
• Nişasta ve glikojen suda kolloidal çözelti oluşturur (Az çözünür) Selüloz ise hiç çözünmez.

NİŞASTA

• Bitki hücrelerinin lökoplastlannda depolanır (kök,tohum gibi).
• Buğday, mısır ve patateste bol bulunur.
• Hayvan hücrelerinde bulunmaz.
• Canlıların başlıca enerji kaynağıdır.
• Hidroliz enzimleri ile glikoza kadar parçalanır

GLİKOJEN

• İnsan ve hayvanlarda yedek enerji maddesi ola­rak depolanır (Karaciğer ve kas).
• Karaciğerde depo edilen glikojen karaciğerde glikoza yadımlanır ve tüm hücrelerde kullanılmak üze­re kana verilir.
• Kas glikojeni sadece kas için hidrolize edilir kul­lanılır.
• Hayvan, mantar ve bakteri hücrelerinde bulunur.

SELÜLOZ

• Bitki hücrelerinin çeper yapısını oluşturur.
• Enzimlerle parçalanabilir.
• Parçalanmasını sağla­yan enzimler

Bitkilerde

Bazı bakterilerde

Kamçılılarda bulunur.

• Geviş getiren memelilerde, bazı kuşlarda,ve termitlerde (beyaz karıncalar)sindirilebilir.
• Selülozu yadımlayan bakterilerin bazı türleri otçul hayvanların sindirim sisteminde mutualist yaşar.

KİTİN

• Azot içeren bir polisakkarittir.
• Yapısı moleküler olarak selüloza benzer.
•  Eklembacaklıların dış iskeletinde protein ile birlikte bulunur.(Böceklerde ve bazı kabuklularda)
• Mantarların çeperlerinde de bulunabilir.

YAĞLAR

• Karbon(C), Hidrojen(H),Oksijen(O) bulundururlar.
• Biyolojik önemi olan  yağlar,Fosfolipidler,Steroitler,Yağ asitleri,Nötral Yağlar
• Nötral yağların monomerleri yağ asitleri ve gliseroldür (gliserin)
• Nötral yağların oluşmasında ester bağı kurulur ve su açığa çıkar.

• Steroit olan kolesterol ; besinlerle fazla alınırsa veya dokular geçemeyip kanda birikirse, kan damarı iç çeperine yapışır damarların esnekliği kaybolur.Bu olaya damar sertliği denir.
• Farklı yağ asitlerinin kullanılması farklı yağları oluşturur.
• Hayvan, bitki ve mikroorganizmalardan 100 den fazla yağ asidi  çeşidi elde edilmiştir.

• Yağ asitleri, doymuş ve doymamış yağ asitleri diye ikiye ayrılır.

Doymuş yağ asitleri:

• Karbon atomlarının hepsi hidrojenlerle doyurulmuştur. karbon atomları arasında çift bağ yoktur.
• Oda sıcaklığında katı haldedir.
• Genellikle hayvansal kaynaklıdır..tere yağı,hayvan iç yağları,kuyruk yağı….

Doymamış yağ asitleri:

• Karbon zincirinde,karbon atomları arasında bir veya birden fazla çift bağ vardır. Karbon atomları hidrojenle bağ yapabilecek durumdadır
• Oda sıcaklığında sıvı haldedir.
• Bitkisel yağlar buna örnektir.

NOT: Sıvı yağlar,yüksek basınç altında hidrojenle doyurulursa,çift bağlar kopar yerine tekli bağlar kurulur. Böylece bitkisel yağlardan margarinler elde edilmiş olur.

• Yağlar suda çözünmez. Çözündüğü maddelere örnekler

                          Eter

                         Kloroform

                         Alkol            

• Hücre zarının ve organel zarlarının yapısına katılır.
• Deri altında ısı izolasyonu görevini yapar ve darbelerden korur.
• Yağda çözünen vitaminlerin (A,D,E,K) vücuda alınmasında kullanılır.

• Yapısındaki karbon miktarı , oksijene göre fazla olduğu için hücrede yıkıldıkları zaman,karbonhidrat ve proteinlere göre daha çok enerji verir.
• Yıkımları zor olduğu için açlık durumunda, karbonhidratlardan sonra  ikinci sırada tercih edilir.
• Yapılarındaki hidrojen miktarı oksijen miktarından fazla olduğu için solunumla yıkıldığında daha fazla metabolik su açığa  çıkar.

 NOT:Yağların yıkımında daha çok oksijen tüketilip fazla oranda metabolik su açığa çıktığından çölde yaşayan, göç eden ve kış uykusuna yatan hayvanlar diğer canlı­lara oranla daha fazla oranda yağ depolar. Hafif olduğu için uçmada hayvanlara avantaj sağlar.

PROTEİNLER

• Karbon(C), Hidrojen(H), Oksijen(O) ve Azot(N) bulundurur Kükürt(S) ve Fosfor(P) içeren çeşitleri de vardır.
• Canlı yapısında en çok bulunan organik molekül­lerdir.
• Ribozomlarda sentezlenirler.
• Uzun süren açlıklarda karbonhidrat ve yağlardan sonra enerji verici olarak kullanılır.
• Bazıları hariç suda çözünürler.
• Yapı taşı aminoasitlerdir.Her aminoasitte, aynı karbon atomuna bağlı bir karboksil grubu (COOH) ve amino grubu (NH₂) bulunur.
• Canlılarda  yirmi çeşit aminoasit vardır.Karbon atomuna değişik atom veya atom gruplarının bağlanmasıyla farklı aminoasitler oluşur. 20 çeşit aminoasitte birbirinden farklı olan bu moleküllere radikal kök denir (R H, CH3 ....)
• Bir aminoasitin amino grubundaki azot(N) ile diğer aminoasitin karboksil(COOH)  grubundaki karbon atomu arasında bir peptit bağı oluşur ve bir molekül su açığa çıkar.

             Aminoasit +….. +  Aminoasit       ---------->       Protenin +   (n-1) + H₂O                      
                                             (Polipeptit)

AMİNOASİT YAPISI

                                                            

• Aminoasitler farklı sayı,çeşit,sırada  birleşerek birbirinden farklı proteinler oluşturabilir
• Bir protein molekülünün aminoasit sayı, sıra, çeşit ve yerini o canlı DNA sının baz dizilişi belirler.Genetik şifreye göre sentezlenmesi ile yağ ve karbonhidratlardan ayrılır.
• Hücre içerisinde yapısal ve işlevsel olarak kullanılır. Organizmanın kuru ağırlığının %50 sini proteinler meydana getirir.
• Proteinlerin etkilendiği (ısı, pH gibi) bütün faktörler dolaylı olarak canlıyı da  etkiler.
• Aynı tür canlılarda benzerlik oranı yüksektir
• Her canlıda farklı bir özellikte olduğundan bir başka canlıya verildiğinde, yabancı madde olarak karşılanır (antijen). Farklı özelliğe sahip bir canlıya aktarılırsa bu proteine karşı antikor oluşturulur. Doku nakillerindeki başarısızlığın sebebi budur.
• Bitkiler, organik madde ve azotlu tuzlardan tüm aminoasit çeşitlerini sentezler.
• Hayvanların sentezleyemediği aminoasitlere "temel aminoasitler" denir. Dış ortamdan hazır alınırlar. Hayvanlar temel aminoasit ihtiyaçlarını besinlerindeki proteinlerden sağlar.
• Solunum ürünü olarak atık ürünleri

H₂O

Üre

Ürik asit

H₂S

CO₂

NH₃

• Proteinler enzim,hormon,antikor,ve yapısal olarak görev almak üzere özelleşmiştir.
• Canlılarda organik bileşikler birbirine  dönüştürülebilir. Organizmaya alınan protein ve karbonhidratların fazlası karaciğerde yağlara dönüştürül dükten sonra organizmada depo edilir.

VİTAMİNLER

• Temel elementleri  Karbon(C), Hidrojen(H), Oksijen(O)
• Bazılarında N (Azot) ve S (Kükürt) bulunabilir.
• Hücre zarından geçebilecek boyuta sahiptir.Sindirime uğramaz.
• Enerji vermezler.
• Hücre yapısına katılmaz.
• Biyokimyasal tepkimeleri düzenleyicidir (Koenzim)
• Eksiklikleri hastalıklara yol açar.
• Vitaminler ortam sıcaklığından,ışıktan,havadan,asit ve bazlardan kolayca etkilenip bozulurlar. Vitaminlerden faydalanmak için taze tüketilmelidir.
• Yeşil bitkiler ihtiyaç duydukları vitaminleri kendileri sentezler Hayvanlarda vitamin sentezi çok azdır. Bazı provitaminleri gerçek vitaminlere dönüştürebilirler. 
• Provitamin A (karoten), halinde vücuda alınır, ince bağırsak ve  karaciğerde aktif A vita­minine dönüştürülür. Karaciğerde depolanır. A vitamini halinde balık yağı,karaciğer,yumurta sarısı,tere yağından hazır olarak alınabilir
• Kolesterol, deride güneş ışınlarının etkisi ile D vi­taminine dönüştürülür. D vitaminin eksikliğinde kalsiyum(Ca) ve fosfor (P) metabolizması bozulur .Kemiklerde ve dişlerde bozulmalar olur.
• K ve B vitaminleri kalınbağırsakta bulunan bazı bakteriler tarafından da sentezlenebilir.

Vitaminler iki gruptur:

• Yağda çözünenler: A, D, E ve K vitaminleridir. Karaciğerde depolanır.
• Suda çözünenler: B grubu ve C vitaminleridir. Fazlası idrarla dışarı atılır.

NÜKLEİKASİTLER

• Nükleik asitler canlının özelliklerinin yeni soyalara aktarılmasını ve canlılık olaylarının yönetimini sağlayan milyonlarca atomdan oluşmuş büyük moleküllerdir. Ayrıca enzim sentezini de yönetirler.
• Nükleik asitlerin taşıdığı bilgiler her canlı türünde değişiktir.
• Canlılarda iki çeşit nükleik asit vardır:

DNA: Deoksiribonükleik asit
RNA: Ribonükleik asit

• Canlılarda yönetici molekül DNA'dır. (Bazı virüsler hariç)
• DNA genetik bilgiyi RNA moleküllerine ak­tararak protein sentezlettirir.
• Protein, fonksiyonel veya yapısal görev yaparak organizmanın ana­tomik ve fizyolojik özelliklerini ortaya çıkarır.
• DNA molekülündeki genetik bilgiler proteinler tarafından dışa yansıtılır.
• DNA kendini eşleyerek genetik bilgileri oğul döllere aktarır. 

NÜKLEİK ASİT YAPISI:

• Yapı birimleri nükleotitlerdir.
• Nükleotitler üç çeşit molekülden oluşur:

Fosfat
Şeker (Pentoz)Organık baz

NÜKLEOTİD YAPISI

• Nükleotitler yapılarındaki organik baza göre isim­lendirilir. Sekiz çeşittir

• DNA ve RNA'nın yapısını oluşturan nükleotitler, şekerler ve fosfatlar arasında fosfodiester bağları yaparak uzun zincirler halinde polinükleotitleri oluştururlar. "

DNA Molekülünün Özellikleri:

• Çift sarmal, helezonik yapıda polinükleotit zincir­lerinden oluşmuştur.
• Kendini eşleyebilir. (Replikasyon)
• RNA moleküllerini sentezler.
• Ökaryot hücrelerde çekirdek, kloroplast ve mito­kondride bulunur.
• Prokaryot hücrelerin sitoplazmasında bulunur.

DNA' nın çift Sarmal Helezonik Yapısı:

• DNA'da karşılıklı olarak iki polinükleotit zinciri bulunur.
•  Bu zincirler helezon yayı gibidir.
• Her bir zincirin sahip olduğu nükleotitlerdeki or­ganik bazlar pürin ve pirimidin şeklinde eşlenir.
• Birinci zincirde Adenin varsa, ikinci zincirde Timin,birinci zincirde Sitozin varsa ikinci zincirde Guanin bazlı nükleotit bulunur.
• Nükleotitler karşılıklı olarak birbirlerine zayıf hidro­jen bağlarıyla tutunurlar.
• Adenin ile timin arasında iki hidrojen bağı, Guanin ile sitozin arasında üç hidrojen bağı bulunur.

• DNA moleküllerinde Adenin sayısı Timin sayısla,   Guanin sayısı Sitozin sayısına eşittir.

DNA Molekülünün Kendini Eşlene Özelliği:

• DNA, hücrenin bölünme koşulları sağlandığında kendini eşler.
• DNA'nın kendini eşleme özelliğine Replikasyon denir.
• Replikasyonda her iki zincir de kalıp (kompleman­ter) olarak kullanılır.
• DNA molekülünün hidrojen bağları birbirinden ayrılır.
• Komplemanter zincirlerin karşısına uygun organik bazları taşıyan polinükleotitlerin dizilmesinde et­kili enzim DNA polimerazdır.
• Yeni zincirin nükleotitleri dehidrasyon senteziyle, polinükleotit zincirleri ise şeker ve fosfatlar arasın­daki fosfodiester bağlarıyla oluşturulur.
• Sonuçta nükleotit sıra, sayı ve çeşitleri aynı olan iki DNA molekülü sentezlenir.

DNA'nın Kendini Doğru Olarak Eşlediğinin İspatlanması

• Escherichia coli bakterileri (¹⁵NH₄CI) ağır azotlu ortamda üretildikten sonra bu bakteriler ile nor­mal azotlu ortamda yetişen bakteriler alınıp Sez­yum Klorür çözeltisi içeren tüp içerisinde çökeltil­miştir.
• Sonuçta tüp içerisinde hafif (¹⁴N) azot içeren DNA'ya sahip bakteriler en üstte, ağır (¹⁵N) azot içeren DNA'ya sahip bakterilerin ise tüpün en al­tında yer aldığı gözlenmiştir.
• ¹⁵N içeren DNA'ya sahip bakterilerin hafif azot içeren (¹⁴N) ortamda bir defa döl verecek şekilde eşlenmesi sonucu oluşan bakterilerin ise melez DNA içerdiği çökelme sonucu tespit edilmiştir.

• Normal DNA molekülü ¹⁵N'li ortamda iki defa bölündüğünde aşağıdaki gibi bir eşlenme gözlenir.
• "DNA molekülü kendini yarı koru­numlu olarak eşler."

RNA Molekülünün Özellikleri:

• DNA tarafından sentezlenir.
• Sentezlenmesinde RNA polimeraz enzimi görev alır.
• Protein sentezinde görev yapar.

BİLGİ:

Bir organizmanın genetik yapısını DNA üzerinde bulunan deoksiribonukleotid dizeleri belirler. Ama bu genetik yapının fonksiyon görebilmesi için, yani ifade edilebilmesi için, ribonukleik asitler (RNA) gereklidir. Önce DNA üzerindeki genetik bilgiler, RNA polimeraz enzimi aracılığıyla RNA molekülleri üzerine kopyalanır (transkripsiyon işlemi). Bu RNA'lara haberci RNA (mRNA) denir. mRNA'lar genetik bilgileri sitoplazmaya taşırlar ve burada ribozomların üzerinde yerleşirler. Ribozomlar ise ribozomal RNA (rRNA)'lardan meydana gelmişlerdir. Ribozomlar üzerine yerleşen mRNA'lardaki genetik bilgilere uygun olarak, sitoplazmada bulunan aminoasitler, taşıyıcı RNA (tRNA) tarafından alınarak mRNA üzerindeki uygun yerlere yerleştirilirler. Daha sonra bu aminoasitler birbirleri ile birleşerek proteinleri yapar (translasyon işlemi). DNA üzerinde RNA sentezinin nerede ve ne sıklıkla olacağı, nereye kadar süreceği DNA dizelerinde bulunan bazı sinyaller tarafından kararlaştırılır. Bir hücrede bulunan DNA üzerindeki bazı genler transkripsiyona uğrayarak ifade edilebilirlerken, aynı genler başka bir hücrede ifade edilmeyebilirler. İşte bu nedenle farklı cins hücrelerin fonksiyonları da farklıdır, yani hücrelerin fonksiyonel olarak birbirinden farklı olması, DNA'daki transkripsiyon olayının farklılığına bağlıdır.

 Prokaryot hücrelerde bulunduğu yerler:

• Sitoplazma
•  Ribozom        

    Ökaryot hücrelerde bulunduğu yerler:

• Çekirdek
• Sitoplazma
• Mi­tokondri
• Kloroplast
• Ribozom

Hücrede üç çeşit RNA vardır

mRNA

tRNA

rRNA

mRNA (Mesajcı RNA)

• Çekirdekteki DNA zincirinin hangi bölgesindeki bilgilere uygun protein sentezlenecekse o bölgedeki iki zincir dizisi hidrojen bağlarından açılır. Anlamlı zincir hangisi ise onun üzerinden mRNA sentezlenir. Böylece mRNA DNA nın emirlerini yüklenmiş olur.
• Çekirdek zarındaki porlardan sitoplazmaya geçer.
• mRNA  DNA molekülünden genetik birimlerinin (genlerin) bilgilerini alır.
• Genetik bilgiyi  ribozoma taşır.
• Ribozomda bu bilgiye göre protein sentezi yapılır.
• mRNA aynı preteinin sentezinde belli bir süre tekrar tekrar kullanılabilir.Görevi tamamlanan mRNA parçalanır.
• mRNA üzerine birden fazla ribozom bağlanmasıyla polizom  adı verilen kompleks yapı oluşur. Polizomda aynı anda birbirinin aynısı olan protein molekülleri sentezlenebilir.
• mRNA'nın yapısını oluşturan her üç nükleotide kodon denir.Bir kodon bir amino asiti ifade eder

• U, G, S, A'dan üç harfin yan yana gelmesiyle 64 çeşit kodon oluşur. Üç tanesi dur,bir tanesi başlatıcı kodonu.

Başlama kodonu  (metionil aminoasiti)  

AUG

Durudurucu kodonlar

UAG

UGA

UAA

RNA'nın sentezlenmesi için önce DNA çift ipliği gevşeyerek birbirinden ayrılır. Bundan sonra RNA polimeraz ve bazı transkripsiyon faktörleri (bu faktörler promoter bölgesinde veya yakınındaki, RNA polimerazın bağlandıklarından farklı nukleotid dizelerine bağlanırlar) DNA'daki özgün dizeleri tanıyarak buralara bağlanırlar. Bağlanma işlemini takiben transkripsiyon da başlar. DNA'da transkripsiyona uğrayacak gen kısmının başında bulunan nukleotid dizesine promoter bölgesi adı verilir. RNA polimeraz buraya bağlanır. Sonra DNA'nın bu kısmını kalıp olarak kullanarak buna komplementer bir RNA oluşturur (mRNA). DNA üzerindeki bazı belirli sonlanma bölgelerine gelince, RNA polimeraz transkripsiyonu durdurur. 

t RNA( Taşıyıcı RNA)

• 4S büyüklüğündedir. 74-95 nukleotidden meydana gelmiştir.
• Tüm RNA'ların %15'ini oluşturur.
• Sitoplazmada bulunan aminoasitlerin mRNA üzerine taşınmasında görev alırlar.
• Vücutta bulunan proteinlerin yapısında 20 adet aminoasit bulunur. Her bir aminoasit için ayrı, özgün bir tRNA vardır. Her tRNA kendine ait aminoasiti taşır.
•  tRNA'nın 3' ucunda bir CCA dizesi bulunur. Aminoasit buraya bağlanır. Sonra bu tRNA, kendine bağlanmış olan aminoasiti ribozoma götürür ve burada mRNA üzerindeki genetik koda uygun yere yerleşir.
• Özel amino asit bağlanma bölgesi vardır Bu kısma bağlanacak amino asit çeşidini, yapısındaki özel üç nükleotit belirler. Bu üç nükleotiti grubuna  antikodon (tRNA'nın mRNA üzerine yerleşen kısmı) denir. Antikodonlar kodonlar ile uygunluk gösteririr

• tRNA mRNA üzerine bağlandıktan sonra, taşıdığı aminoasit yanındaki aminoasit ile birleşerek, polipeptid zinciri uzar.

(Not: S birimi (Svedberg), bileşiğin molekül ağırlığı ile ilgili bir birimdir)

• 20 çeşit amino
  asit için en az 20 çeşit antikodon bulunur. Antikodonların çeşidi de U,G,S,A harflerinin üçerli gruplar oluşturmasıyla olur..Yirmi çeşit amino asit’e karşılık gelen 61 çeşit antikodon  bulunur.
• Bazı aminoasitlerin birden fazla kod, kodon ve antikodonu vardır..

rRNA (Ribozomal RNA)

• Yaklaşık %50 oranında ribozom’un yapısına katılır.
• Bunlar sitoplazmada ribozomlarda bulunurlar.
• Ökaryotik hücrelerin içerisinde 4 farklı büyüklükte rRNA bulunur: 28S, 18S, 5.8S ve 5S.
• Hücredeki RNA'ların %80'i rRNA'lardır.

ENZİMLER:

• Reaksiyona girecek molekülleri aktifleştirmek için büyük bir enerji gereklidir.Reaksiyonun başlaması için gerekli bu enerjiye aktivasyon enerjisi denir.
• Aktivasyon enerjisinin düşürülmesi için iki yol vardır:Isıtmak ve katalizör kullanmak.Biyokimyasal reaksiyonlarda enerjinin düşürülmesi için katalizör kullanılır. Isı kullanılmaz  canlının zarar görmemesi için.
• Canlıların kullandıkları biyolojik katalizörlere ENZİM denir.
• Enzimler, aktivasyon enerjisinin değerini düşürür tepkimenin

Daha az  sıcaklıkta

Daha az enerji harcanarak

Daha kısa zamanda

 gerçekleşmesini sağlar…

• Enzimler reaksiyon dengesine etki etmez.son ürüne ulaşma süresini kısaltırlar.

ENZİMLERİN YAPISI:

• Enzimde genelde yapı ve görev yönünden farklı iki grup bulunur ;apoenzim ve  yardımcı molekül (koenzim ve  kofaktör)

Apoenzim:

• Enzimin özgünlüğünü sağlar.
• Protein özelliğinde  olup amino asitlerden oluşur.
• Enzimin hangi maddeye bağlanacağını belirler.

Koenzim ,

• Enzimlerin çoğu koenzimleri ile etkin hale gelir.
• Enzimin yardımcı ve etkin kısmıdır
• Organik moleküllerden oluşur.En önemlileri B grubu vitaminlerinin oluşturduğu; NAD, NADPve FAD dır
• Reaksiyona etkide bulunur.

• Bir apoenzim sadece bir koenzimle çalışabilir.Fakat bazı koenzimler birden fazla apoenzimle çalışabilir.

Kofaktör ,

• Bazı enzimler etkin olabilmek için,aktif bölgelerinde protein olmayan iyon bulundurmak zorundadır.Bu moleküllere kofaktör denir. (Ca⁺² ,Zn⁺²,Mg⁺²,K⁺² ve Na⁺² ….)
• Reaksiyona etkide bulunur.

Enzimler yapısal olarak ikiye ayrılır

Basit Enzim. Sadece protein kısım bulunur.

Bileşik Enzim: Proteine (Apoenzim) yardımcı kısım bulundurur.

Bileşik enzimlerin aktif olabilmesi için apoenzim ve yardımcı kısım mutlaka birlikte olmak zorunda

• Enzimler DNA tarafından sentezlenir.
• Sitoplazmada serbest veya hücre organellerine bağlanmış olabilir.
• Enzimler hücre dışında da aktif olabilirler.

Örnek:

• Saprofit bakterilerin dış ortamda hücre dışı sindirim yapabilmek için enzimlerini dış ortama bırakması.
• Sindirim kanalındaki sindirim enzimlerinin faaliyetleri..gibi.
• Hücre içindeki bazı enzimler başka molekülle veya enzimle aktifleştirilmesi gerekir.

Örnek:

Pankreas hücrelerinin oluşturduğu tripsinojen  ,enterokinaz denilen farklı enzimle ince bağırsakta aktif hale getirilir.

• Enzimlerin etkiledikleri maddelere substrat (etkinen madde) denir.
• Enzimlerin substrat ile bağlandıkları yere “Aktif bölge” denir
• Substrat ile enzimin birleşmesini sağlayan aktif bölge “anahtar-kilit” uyumuna benzer.
• Enzimler inorganik (kimyasal) katalizörlerden daha hızlı çalışır.

• Enzimler etki edecekleri maddenin dış yüzeyinden başlar, etkilerini gösteririler.Substrat yüzeyi genişledikçe enzim reaksiyon hızı o kadar artar.

Örnek: Kıyılmış et parça etten daha hızlı sindirilir.

• Enzimler genellikle tek yönlü reaksiyonu kataliz ederler.(spesifik enzimler denir) Enzimlerin belli bir maddeyi etkilemesindendir. Enzimlerin özgünlüğü denir bu duruma.
• Bazı enzimler çift yönlü çalışır.Tersiyer (feed back) enzimler denir.
• Enzimler hücre içinde sentezlenir.Bazı enzimler hücre içinde ve hücre dışında görev yapabilirler.

Örnek: Sindirim enzimleri.

• Bazı enzimler takımlar halinde çalışırlar.Bir enzimin son ürünü, başka enzimin substratı olabilir

Örnek:Nişastayı amilaz enzimi maltoz molekülüne çevirir.Maltaz enzimi maltozu glikoza dönüştürür.

• Takımlar halinde çalışan enzimlerden biri zarar görürse son ürün oluşamaz.

• Bazı enzimler takımlar halinde çalışırlar.Bir enzimin son ürünü, başka enzimin substratı olabilir

Örnek:Nişastayı amilaz enzimi maltoz molekülüne çevirir.Maltaz enzimi maltozu glikoza dönüştürür

• Takımlar halinde çalışan enzimlerden biri zarar görürse son ürün oluşamaz.
• Reaksiyona göre F son üründür. Eğer E₄ enzimi zarar görürse, tepkimede F ürünü oluşamaz. Bu  nedenle ortama E maddesi hazır olarak verilmelidir.
•    % 15 in altında su bulunduran ortamlarda enzim aktivitesi önemli oranda azalır.

Enzimler adlandırılırken:

• Etkiledikleri maddenin (substrat) “az “ eki  getirilerek isim verilir.

Proteinlere etki eden enzimlere genel olarak proteinazlar,
Lipitlere etki edenlere lipazlarlar
Maltozu  etki eden enzime maltaz denir. 

• Katalizledikleri tepkimenin türüne göre de isimlendirilirler

Sindirim (Hidroliz) enzimleri

Solunum enzimleri

ENZİM REAKSİYONLARINA ETKİ EDEN FAKTÖRLER:

Sıcaklık

• Protein yapılı oldukları için sıcaklık değişimlerinden etkilenir.En iyi aktivite gösterdiği sıcaklığa op­timum sıcaklık denir.
• Ortam sıcaklığının düşük olması enzim aktivite­sinin azalmasına.Çok yüksek olması ise enzimin yapısının bozulmasına neden olur. (5O ⁰ C'den itibaren enzim yapısı bozulur.)

Ortamın pH Derecesi

• Her enzimin kendine özgü aktivitesinin maksi­mum olduğu belli bir pH derecesi vardır. (Opti­mum pH )
• Nötr ortamda yüksek aktivite gösterebilen bir çok enzim çeşidi  vardır.

Enzim Substrat Derişimi

• Enzim miktarının sabit tutulduğu optimum koşullu bir ortama substrat eklenmesi, reaksiyon hızının en yüksek noktaya eriştikten sonra maksimumda devam etmesini sağlar.
• Substrat miktarının sabit tutulduğu optimum koşul­lu bir ortama enzim eklenmesi  reaksiyon hızının önce artmasını daha sonra sabit kalmasını sağlar.

Aktivatör Maddeler

Enzimlerin aktifliğini arttıran maddelere enzim aktivatörü denir.

Örnek:

Ağız içerisindeki nişasta sindiriminin hız­lanmasında Na ve Cl iyonları etkilidir.

 Kanın pıh­tılaşmasında Ca++ DNA polimerazın aktivitesinde Mg++ etkilidir.

İnhibitör Maddeler:

Enzimlerin  etkinliğini durduran maddelere denir  enzim inhibitörü denir. Enzimin substratı ile birleşmesini engeller.

Örnek:

Pb, Hg , Cd gibi ağır metaller.

Böcek zehirleri.

Bazı antibiyotikler.

CO gibi zehirli  gazlar.(Şohben  zehirlenmesinde CO gazı enzim gibi görev yapan hemoglobinle birleşerek O₂  bağlanma yüzeyini kapatır.)

METABOLİZMA:

• Canlılar kendileri için gerekli bazı molekülleri sentezleyebilir ve bazı molekülerlide daha küçük parçalara ayrıştırabilir.Bu olayların hızlı ve vücut ısısında olabilmesi için canlılara özel bir enerji olan ATP kullnılır.
• Canlılardaki yapım ve yıkım olaylarının tamamına metabolizma denir.
• Metabolizma; anabolizma (yapım) ve  katabolizma (yıkım)  diye ikiye ayrılır.

Anabolizma:

(Özümleme,Asimilasyom ,Sentez, Dehidrasyon,Biyosentez, Yapım)

• Hücrdeki monomerlerden polimerlerin sentezlenmesidir.
• Anabolik reaksiyonlardan bütün canlılar tarafından  yapılanlara örnek.

Protein sentezi

Karbonhidrat sentezi.

Yağ sentezi

Nükleik asit sentezi. 

• Yeşil bitkiler fotosentez ile inorganik maddelerden organik besinleri sentezleyebilir.Bitkiler organik madde yönünden başka canlılara bağımlı değildir.Bitkilerdeki bu reaksiyonlara özümleme reaksiyonları denir.

Katabolizma:

(Yadımlama,Dsimilasyon,Yıkım,Hidroliz)

•  Hücreye dışarıdan alınan veya hücre içersinde bulunan kompleks organik maddelerin yıkımına denir.

Örnek: Sindirim,solunum,ATP hidrolizi, nükleik asit yıkımı

• Katabolizma ile iki önemli olay gerçekleşir.Sindirim  ve solunum..

Sindirim ile komplek organik bileşikler monomerlerine parçalanır.

Solunum ile basit organik bileşiklerin (monomerlerin) enerji üretimi için yıkımına (yadımlama)olayıdır.

Metabolizma reaksiyonları çok hücrelilerde organizmanın yaş durumuna göre değişiklik gösterir.

Emriyodan itibaren (gençlik  dahil) tüm canlılarda daima anabolik reaksiyonlar ,katabolik reaksiyonlardan fazladır.

Anabolizma > Katabolizma ( 0 - 25 yaş)

Orta yaşlarda metabolizma dengededir.Anabolizma fazla olursa şişmanlık meydana gelir.

Anabolizma =  Katabolizma ( 25 – 40 yaş )

Yaşlılık döneminde katabolizma reaksiyonu anabolimadan fazladır. Bu nedenle yaşlılarda kemik erimesi ve boy küçülmesi görülür.

Anabolizma <  Katabolizma ( 40 yaş ve sonrası )

Bitkilerde ilkbahar,yaz ve sonbahar aylarında anabolizma reaksiyonları  fazladır ve kütle artışı gözlenir.Yaprak döken bitkilerde kış döneminde katabolik reaksiyonlar anabolik reaksiyonlardan fazladır.

METABOLİZMA HIZI:

• Birim zamanda gerçekleşen anabolik ve katabolik reaksiyonların hızına denir.

Metabolizma hızını etkileyen faktörler

Yaş

Spor

Cinsiyet

Ortam ısısı

Ateşli hastalıklar

Sempatik uyarılma

Hormon konsantrasyonu

  

Metabolizma hızlanması dolaşım ,solunum gibi reaksiyonları hızlandırır.

BAZAL METABOLİZMA:

• Sadece canlılığı devam ettirmeye yönelik ,en az enerji gerektirecek şekilde minimum seviyedeki faaliyetlere denir.
• Bazal metabolizma hızı, kullanılan oksijeni bulmada veya solunumda meydana gelen kaloriyi bulmada kullanılır.
• Bu değer insanda tam dinlenme halinde, en son besin alınımından 12 saat sonra ve en uygun çevre sıcaklığında belirlenir.
• Bazal metabolizma bireyde yaşına, cinsiyetine,ve vücut sıcaklığına göre değişir.

DEVRİM SARISOY