Konu anlatımı
Ekmek, pirinç, patates ve meyveler günlük enerjimizin büyük bölümünü karşılayan karbonhidratlardan zengindir. Bu alt başlıkta karbonhidratların yapısını, çeşitlerini, nasıl birleşip parçalandıklarını ve canlılardaki görevlerini göreceksin.
Yapı ve görev
Karbonhidratlar karbon, hidrojen ve oksijen atomlarından oluşur. Canlıların temel enerji kaynağıdır; hücreler enerji için önce karbonhidratları kullanır. Bazı karbonhidratlar ise yapı maddesidir: selüloz bitki hücre duvarının, kitin eklembacaklıların dış iskeletinin ve mantarların hücre duvarının yapısına katılır; riboz ve deoksiriboz RNA ile DNA'nın yapısında bulunur. Hücre zarının dış yüzeyindeki karbonhidrat zincirleri de hücrelerin birbirini tanımasında rol oynar.
Monosakkaritler
Karbonhidratların en küçük birimleri monosakkaritlerdir; sindirilmeden doğrudan emilir. Beş karbonlu riboz ve deoksiriboz nükleik asitlerin yapısına katılır. Altı karbonlu glikoz (üzüm şekeri) hücrelerin en çok kullandığı enerji kaynağıdır; fruktoz (meyve şekeri) ve galaktoz da altı karbonludur. Glikoz, fruktoz ve galaktozun atom sayıları aynıdır, ama atomlarının diziliş biçimleri farklıdır.
Disakkaritler ve polisakkaritler
İki monosakkaritin birleşmesiyle disakkaritler oluşur: maltoz (glikoz + glikoz, arpa şekeri), sükroz ya da sakaroz (glikoz + fruktoz, çay şekeri) ve laktoz (glikoz + galaktoz, süt şekeri). Çok sayıda monosakkaritin birleşmesiyle polisakkaritler oluşur. Nişasta bitkilerde, glikojen ise hayvanlarda ve mantarlarda depo karbonhidratıdır; glikojen insanda özellikle karaciğer ve kaslarda depolanır. Nişasta, glikojen ve selüloz glikozlardan oluşur. Selüloz insan tarafından sindirilemez, ama lif olarak bağırsakların düzenli çalışmasına yardım eder. Kitin ise yapısında azot da bulunan bir polisakkarittir.
Dehidrasyon ve hidroliz
Monosakkaritler birleşirken her bağ için bir molekül su açığa çıkar; bu tepkimeye dehidrasyon sentezi, kurulan bağa glikozit bağı denir. n tane monosakkarit doğrusal bir zincir oluşturursa n − 1 bağ kurulur ve n − 1 su açığa çıkar. Büyük molekülün su harcanarak parçalanmasına hidroliz denir ve her bağ için bir su kullanılır. Sindirim bir hidroliz olayıdır: nişasta önce maltoza, maltoz da glikoza parçalanır. Bir besinde nişasta olup olmadığı iyot çözeltisiyle anlaşılır: iyot nişastayla koyu mavi-mor renk verir.
Çözümlü örnekler
Örnek 1. Glikoz moleküllerinden 6 tanesi dehidrasyon sentezi ile doğrusal bir zincir oluşturuyor. Kaç glikozit bağı kurulur ve kaç su açığa çıkar? Zincir tamamen hidroliz edilirse kaç su harcanır?
Çözüm. Doğrusal bir zincirde 6 molekülü bağlamak için 6 − 1 = 5 bağ gerekir; her bağ kurulurken bir su çıktığı için 5 su açığa çıkar. Hidroliz bu tepkimenin tersidir: her bağ bir su harcanarak kırılır ve 5 su kullanılır. Sonuçta yeniden 6 glikoz elde edilir. Su sayısını molekül sayısına, yani 6'ya eşit almak sık yapılan bir hatadır.
Örnek 2. Patates, ekmek, süt ve sofra şekeri hangi karbonhidratları içerir? Bunlardan hangilerine iyot çözeltisi damlatılırsa mavi-mor renk gözlenir?
Çözüm. Patates ve ekmek, bitkilerin depo karbonhidratı olan nişastadan zengindir. Süt, glikoz ve galaktozdan oluşan laktozu içerir. Sofra şekeri, glikoz ve fruktozdan oluşan sükrozdur. İyot çözeltisi nişastayla mavi-mor renk verdiği için patates ve ekmekte bu renk gözlenir; süt ve sofra şekerinde nişasta bulunmadığı için bu renk oluşmaz.
Sık yapılan hatalar
- Glikojeni bitkilerin, nişastayı hayvanların depo karbonhidratı sanmak.
- Dehidrasyonda açığa çıkan su sayısını monomer sayısına eşit almak.
- Selülozun insanda sindirilip enerji verdiğini sanmak.
- Monosakkarit: glikoz, fruktoz, galaktoz, riboz, deoksiriboz. Disakkarit: maltoz, sükroz, laktoz. Polisakkarit: nişasta, glikojen, selüloz, kitin.
- n monomer → n − 1 bağ ve n − 1 su.
- Nişasta iyotla mavi-mor renk verir.