Canlıların Temel Bileşenleri konu anlatımı

Konu anlatımı

Canlıların yapısı cansız doğada da bulunan elementlerden oluşur; ama bu elementler canlılarda özel bileşikler hâlinde düzenlenmiştir. Su, mineraller, asitler, bazlar ve tuzlar inorganik bileşiklerdir; dışarıdan hazır alınır, sindirilmeden emilir ve enerji vermez. Karbonhidratlar, lipitler, proteinler, nükleik asitler, vitaminler, enzimler, ATP ve hormonlar ise karbon iskeletli organik bileşiklerdir. Besinlerle alınan bileşiklerden yalnızca karbonhidratlar, lipitler ve proteinler hücrelerde enerji elde etmek için kullanılır.

Bu sayfada inorganik bileşiklerin önemini, karbonhidrat, lipit, protein ve nükleik asitlerin yapı ve görevlerini, enzimlerin çalışmasını ve etkinliklerini değiştiren etkenleri, ATP, vitamin ve hormonların önemini ve bunların sağlıklı beslenmeyle ilişkisini göreceksin. TYT'de ATP'nin ve hormonların kimyasal formülleri sorulmaz; B vitaminleri de tek tek değil, B vitamini adıyla tek bir grup olarak ele alınır.

Su, mineraller, asitler, bazlar ve tuzlar

Su canlıların yapısında en çok bulunan bileşiktir. İyi bir çözücüdür ve maddeleri taşır, kimyasal tepkimelerin ortamını oluşturur ve hidroliz gibi tepkimelere doğrudan katılır; ısıyı yavaş alıp yavaş verdiği için vücut sıcaklığının ani değişmesini önler. Mineraller yapıya katılır ve birçok olayı düzenler: kalsiyum ve fosfor kemik ve dişlerin, demir kanda oksijen taşıyan hemoglobinin yapısına katılır; iyot tiroit hormonlarının üretimi, flor diş sağlığı, sodyum, potasyum ve klor su dengesi ile sinir ve kas hücrelerinin çalışması için gereklidir. Enzimler belirli pH değerlerinde çalıştığı için asit, baz ve tuzların oluşturduğu iç ortam dengesi yaşamsaldır.

Karbonhidratlar

Karbonhidratlar karbon, hidrojen ve oksijenden oluşur ve hücrelerin temel enerji kaynağıdır. En küçük birimleri glikoz, fruktoz, galaktoz, riboz ve deoksiriboz gibi monosakkaritlerdir. İki monosakkarit dehidrasyon sentezi ile birleşince bir su açığa çıkar ve disakkarit oluşur: maltoz (glikoz + glikoz), sükroz (glikoz + fruktoz) ve laktoz (glikoz + galaktoz). Çok sayıda monosakkaritin birleşmesiyle polisakkaritler oluşur: nişasta bitkilerde, glikojen hayvanlarda ve mantarlarda depo karbonhidratıdır; selüloz bitki hücre duvarının, kitin eklembacaklıların dış iskeletinin ve mantar hücre duvarının yapısına katılır. Büyük moleküllerin su harcanarak parçalanmasına hidroliz denir.

Lipitler

Lipitler suda çözünmez, eter ve alkol gibi organik çözücülerde çözünür. Nötral yağlar bir gliserol ile üç yağ asidinden oluşur; oluşumlarında üç ester bağı kurulur ve üç su açığa çıkar. Karbonları arasında yalnızca tek bağ bulunan yağ asitlerine doymuş, çift bağ bulunanlara doymamış yağ asidi denir. Fosfolipitler hücre zarının temel yapı maddesidir; bir steroit olan kolesterol hayvan hücrelerinin zarında bulunur ve D vitamini ile bazı hormonların yapımında kullanılır. Yağlar aynı kütlede karbonhidratların iki katından fazla enerji verir, ısı yalıtımı sağlar ve A, D, E, K vitaminlerinin emilmesine yardım eder.

Proteinler ve enzimler

Proteinlerin yapı birimi 20 çeşit amino asittir. Amino asitler dehidrasyon sentezi ile peptit bağı kurarak polipeptit zincirlerini oluşturur. Proteinler amino asitlerinin sayısı, çeşidi ve diziliş sırasıyla birbirinden ayrılır; yapıya katılır, madde taşır, savunmada ve düzenlemede görev alır. En önemli görevlerinden biri enzim olmaktır.

Enzimler aktivasyon enerjisini düşürerek tepkimeleri hızlandıran, tepkimeden değişmeden çıkan ve belirli bir substrata etki eden biyolojik katalizörlerdir. Etkinlikleri sıcaklık, pH, enzim ve substrat miktarı, su ve bazı engelleyici maddelerle değişir. Yüksek sıcaklık ve uygun olmayan pH enzimin yapısını kalıcı olarak bozar; düşük sıcaklık ise enzimi yalnızca yavaşlatır.

Nükleik asitler ve ATP

Nükleik asitlerin yapı birimi; fosfat, beş karbonlu şeker ve organik bazdan oluşan nükleotittir. DNA çift zincirli, deoksiriboz şekerlidir ve A, G, C, T bazlarını içerir; kalıtsal bilgiyi taşır. Karşılıklı zincirlerde A ile T, G ile C eşleştiği için A = T ve G = C'dir. DNA bütün canlı türlerinde bulunur ve hepsinde aynı dört çeşit nükleotitten oluşur. RNA tek zincirlidir, riboz şekerlidir ve T yerine U içerir. ATP ise hücrenin enerji gerektiren işlerinde doğrudan kullanılan enerji molekülüdür; bütün canlılarda bulunur, depolanmaz ve sürekli üretilir.

Vitaminler ve hormonlar

Vitaminler enerji vermez, sindirilmeden emilir ve metabolizmayı düzenler; bazıları enzimlerin yardımcı kısmı olarak çalışır. A, D, E ve K vitaminleri yağda çözünür ve vücutta depolanabilir; B ve C vitaminleri suda çözünür, depolanmaz ve düzenli alınmalıdır. A vitamini görme, D vitamini kalsiyum emilimi ve kemik gelişimi, E vitamini hücreleri oksijenin zararlı etkilerine karşı koruma, K vitamini kanın pıhtılaşması, B vitamini besinlerden enerji eldesi ve sinir sistemi, C vitamini bağışıklık ve diş eti sağlığı için gereklidir. Hormonlar ise çok az miktarda etkili olan ve büyüme, metabolizma, homeostazi gibi olayları düzenleyen moleküllerdir.

Sağlıklı beslenme

Sağlıklı beslenme, besin öğelerinin yaşa, cinsiyete ve günlük etkinliğe uygun miktarlarda alınmasıdır. Uzun süre çok şekerli ve işlenmiş besinler tüketmek ve hareketsiz yaşamak, hücrelerin insülin hormonuna yanıtının azalmasına (insülin direnci) ve zamanla diyabete yol açabilir. Alınan enerji harcanandan sürekli fazlaysa fazlası yağ olarak depolanır ve obezite gelişebilir.

Çözümlü örnekler

Sık yapılan hatalar

• Vitaminlerin, minerallerin ya da suyun enerji verdiğini sanmak.
• Dehidrasyonda açığa çıkan su sayısını monomer sayısına eşit almak; doğrusal zincirde bir eksiğidir.
• Düşük sıcaklığın enzimin yapısını kalıcı olarak bozduğunu düşünmek; yalnızca yavaşlatır.
• Çift zincirli DNA'da A = G olduğunu sanmak; eşleşen bazlar eşittir: A = T, G = C.
• Suda çözünen B ve C vitaminlerinin vücutta depolandığını düşünmek.