Canlıların Temel Bileşenleri Konu Anlatımı

Canlıların Temel Bileşenleri Nelerdir?

Canlıların yapı ve görev birimi hücredir. Hücre ise atomlardan meydana gelir. Atomlardan oluşan organik ve inorganik bileşikler düzenli organik, inorganik bileşikler düzenli organizasyonla hücreyi meydana getirirler. Canlıların temel özellikleri farklı şekilde gruplandırılabilir.

Kimyasal Yapılarına Göre Canlıların Temel Bileşenleri

Kimyasal yapılarına göre inorganik bileşikler ve organik bileşikler olmak üzere ikiye ayrılır. İnorganik bileşiklere su, mineraller, asit, baz ve tuzlar örnek verilebilir. Organik bileşiklere karbonhidratlar, yağlar, proteinler, vitaminler, nükleik asitler, ATP ve enzimler örnek verilebilir.

Görevlerine Göre Canlının Temel Bileşenleri

Görevlerine göre yapıcı ve onarıcı olanlar, düzenleyici olanlar ve enerji verici olanlar olarak üçe ayrılır. Yapıcı onarıcı olanlara başta proteinler olmak üzere yağlar, karbonhidratlar, mineraller, nükleik asitler ve su örnek verilebilir. Düzenleyici olanlara su, mineraller, proteinler ve vitaminler örnek verilebilir. Enerji verici olanlara ise karbonhidratlar, yağlar, proteinler örnek verilebilir.

Sindirilme Durumlarına Göre Canlının Temel Bileşenleri

Sindirilme durumlarına göre sindirime uğrayanlar ve sindirime uğramayanlar olarak ikiye ayrılırlar. Yağlar, proteinler ve karbonhidratlar sindirime uğrarken; vitaminler, mineraller ve su sindirime uğramaz.

Enerji verici besinlerin vücutta enerji üretiminde kullanılma sırası şöyledir:

Karbonhidratlar→Yağlar→Proteinler                                                              

Enerji verim miktarına göre sırası şöyledir:

Yağlar→Proteinler→Karbonhidratlar

İnorganik Bileşikler

Canlılardaki inorganik bileşikler vücutta sentezlenemezler. Dolayısıyla dışarıdan hazır olarak alınmak zorundadır. Bu bileşikler hücre zarından rahatlıkla geçebilir. Vücutta düzenleyici olarak hücre yapısına katılır ve yıpranan dokuların onarılmasında kullanılırlar. İnorganik bileşikler vücutta enerji elde edilmesinde kullanılmazlar. Su, mineraller, asit, baz ve tuzlar inorganik bileşiklerdir.

1. Su ve Özellikleri

• İnsan vücudundaki hücrelerin yaklaşık %70-90’ı sudur.
• Bitkilerde bu oran %98’e kadar yükselmektedir.
• Tohumlardan su oranı %15’in altındadır. Tohumda su miktarının düşük olması, tohumun çimlenmesini sağlayan enzimlerin çalışmasını engeller. Tohumdaki su miktarı arttığında çimlenme başlar.
• Su, üretici canlıların da fotosentezle besin üretiminde kullandıkları temel maddelerden biridir.
• Su çok iyi bir çözücüdür. Örneğin sofra tuzu (sodyum klorür) su içine atıldığında sodyum ve klor iyonlarına ayrışır.
• Su molekülleri arasındaki kohezyon ve yüzey gerilimi sayesinde bitki topraktan aldığı suyu yapraklarına kadar taşıyabilir.
• Suyun öz ısısı yüksektir bu deniz, göl ve okyanuslarda canlıların yaşaması için ortam sıcaklığının dengede kalmasını ve korunmasını sağlar. Ayrıca vücut sıcaklığının dengelenmesini de sağlar.              

2. Minareller ve Özellikleri

• Vücuttaki metabolizma faaliyetlerinin normal şekilde devam edebilmesi için mineral içeren besinlerin düzenli olarak vücuda alınması gereklidir. İdrar, ter ve dışkı ile vücuttan sürekli mineral kaybı söz konusudur.
• Vücuttaki birçok enzimin ve hemoglobinin gibi moleküllerin yapısına katılır.
• Vücut ve hücre sitoplazmalarının osmotik basıncını düzenler.
• Vücutta en çok bulunan mineral kalsiyumdur. Kemik ve dişlerin yapısına katılır. Ayrıca kas kasılması, sinirlerin çalışması, kanın pıhtılaşması gibi faaliyetlerde de etkilidir.

3. Asitler ve Özellikleri

• Suda çözündüğünde H⁺ (hidrojen) iyonu veren bileşikler asit denir.
• Tatları ekşidir.
• Turnusol kağıdını kırmızıya çevirirler.
• Bazlarla tepkimeye girdiklerinde tuz ve su oluştururlar.
• Çözeltileri elektrik akımını iletir.
• Yakıcı ve parçalayıcıdırlar.

4. Bazlar ve Özellikleri

• Suda çözündüğünde OH^– (hidroksil) iyonu veren bileşikler baz denir.
• Bazlar turnusol kağıdı ile muamele edilecek olursa mavi renk alır.
• Tatları acımsıdır.
• Genellikle suda çözünürler ve çözeltileri elektrik akımını iletir.
• Sulu çözeltileri ele kayganlık hissi verir.
• Metallerin büyük çoğunluğuna etki etmezler.
• Genelde temizlik için kullanılırlar.

5. Tuzlar ve Özellikleri

Asitlerle bazların birleşmesi ile oluşan maddelerdir. Hücreler ve hücre dışı sıvılar çeşitli mineral tuzlarını içerirler. Bunların en önemlileri sodyum, potasyum, kalsiyum ve magnezyum tuzlarıdır. Tuzlar vücut sıvılarının pH değerini ve osmotik basıncını dengelenme de görevlidir.

Canlılardaki Organik Bileşikler

Yapılarında karbon (C), hidrojen (H) ve oksijen (O) bulunan bileşiklerdir. Organik bileşiklerin en küçük yapı taşına monomer, büyük moleküllü yapılarına ise polimer denir. Monomerlerin birleşmesi sonucu su açığa çıktığından bu tip reaksiyonlara dehidrasyon adı verilir. Polimerlerin yapıtaşlarına ayrılması için de su kullanıldığından bu tip reaksiyonlara hidroliz adı verilir.

1. Karbonhidratlar ve Özellikleri

Canlılar tarafından alınan büyük moleküllü karbonhidratların kullanılabilmesi için sindirilmesi gerekir. Hücrede en kolay sindirilebilen besinlerdir. Hücrede öncelikli enerji verici olarak kullanılır. DNA, RNA ve ATP’nin yapısına katılır. Karbonhidratların özellikleri şunlardır:

• Hayvan dokularında oluşturulan enerjinin ortalama % 50-60’ı karbonhidratlardan sağlanır.
• Glikozun kandaki yoğunluğu en düşük düzeyde iken bile önce beyin beslenir.
• Memelilerin kanında bulunması gereken temel maddeler arasındadır.
• İnsan kanında ve dokularında glikozun belirli ve sabit bir oranı vardır.
• Kandaki glikozun fazlası karaciğer ve kaslarda glikojen olarak depolanır. Gerektiğinde tekrar glikoza dönüştürülüp kullanılır.
• Kan şekeri düştüğünde, karaciğerdeki glikojen pankreas tarafından salgılanan glukagon hormonunun etkisiyle glikoza dönüşerek kana geçer ve kan şekerini yükseltir.
• Kan şekeri yükseldiğinde ise, pankreas tarafından salgılanan insülin hormonunun etkisi ile kandaki glikoz hücrelere geçerek yakılır.
• Karaciğer ve kaslarda depolanmış yeterli glikojen olmadığında, kandaki aminoasitler glikoza dönüştürülerek kan şekeri oranı ayarlanır.
• Karbonhidratlar yağlar ve proteinlerle bileşik oluştururlar. “Karbonhidrat + yağ (Lipit) = glikolipit”; “Karbonhidrat + protein = glikoprotein” . Bu şekilde oluşan karbonhidratlı bileşikler, hücre zarının yapısına katılırlar.

a) Monosakkaritler

• Karbonhidratların yapıtaşıdır. Monosakkaritlerin genel formülü (CH₂O)n’dir.
• Sindirime uğramadan zardaki porlardan geçebilirler.
• Heksozlar (6C’lu) vücutta enerji verici olarak kullanılırlar. Bunlardan en çok kullanılan glikozdur. Glikoz hücrelerde oksijenli solunum ile CO₂  ve H₂O’ya kadar parçalanır.
• Proteinlerle birleşip glikoproteini, yağlarla bileşerek glikolipiti oluşturur ve bu şekilde hücre zarının yapısına katılır.
• Pentozlar (5C’lu) nükleik asit yapısına katılırlar. Riboz şekeri RNA yapısına , deoksiriboz şekeri ise DNA’nın yapısına katılır.
• Glikoz→Üzüm şekeri, Fruktoz→Meyve şekeri, Galaktoz→Süt şekeri olarak bilinir. Glikoz ve früktoz bitkilerde, galaktoz hayvanlarda üretilir.

b) Disakkaritler

• İki monosakkaritin glikozit bağıyla birleşmesiyle oluşur.
• Disakkaritler hücre zarındaki porlardan geçemezler.
• Üç çeşit disakkarit vardır. Bunlar maltoz, laktoz ve sakkarozdur.
  • Glikoz + Glikoz→Maltoz (Arpa şekeri) + Su
  • Glikoz + Galaktoz→Laktoz (Süt şekeri) + Su
  • Glikoz + Fruktoz→Sakkaroz (Çay şekeri) + Su
• Maltoz ve sakkaroz bitkisel kaynaklı, laktoz hayvansal kaynaklı disakkaritlerdir.

c) Polisakkaritler

• Çok sayıda glikozun glikozit bağı ile birleşmesinden oluşan büyük moleküllü karbonhidrat çeşitleridir. Glikojen, nişasta, selüloz ve kitin bunun örnekleridir. Çok sayıda glikozun birleşmesi sonucu farklı karbonhidratların oluşmasının nedeni; glikoz moleküllerinin bağlanma şekillerinin farklı olmasıdır.
  • (n)Glikoz→Polisakkarit + (n-1) Su
• Nişasta bitkilerde üretilen glikozun fazlasının depo şeklidir. Nişastanın ayıracı iyot(lügol) çözeltisidir. Nişastaya iyot damlatıldığında nişasta mavi mor renk alır.
• Glikojen hayvanlardaki glikozun fazlasının depo şeklidir. Glikojen genellikle karaciğer ve kas hücrelerinde depolanır.
• Selüloz sadece bitkiler tarafından üretilir ve hücre çeperinin yapısına katılır. Hayvanlar tarafından sindirilemez. Ancak hayvanların bağırsaklarında bulunan tek hücreli canlıların salgıladığı enzim (selülaz) sayesinde selülozu glikoza sindirerek faydalanabilirler.
• Kitin azotlu bir polisakkarittir. Böceklerin dış iskeletini oluşturur. Mantarların hücre çeperine de katılır.

2. Yağlar (Lipitler) ve Özellikleri

• Suda çözünmezler. Eter, kloroform, benzen ve aseton gibi organik çözücülerde çözünürler.
• Hücre zar yapısına katılarak zarın oluşmasını sağlar.(Fosfolipitler ve steroidler)
• Hücrede enerji verici besin olarak kullanılırlar. Karbonhidratlara ve proteine göre daha fazla enerji verirler.
• Vücuda alınan fazla karbonhidratlar ve proteinler yağa dönüştürülerek vücutta biriktirilir.
• Yağda eriyen vitaminlerin (A, D, E, K) vücuda alınması için gereklidir.
• Yağlar vücudu darbe ve ısı değişimlerine karşı korur.
• Yağların solunumda parçalanabilmesi için çok miktarda oksijene ihtiyaç duyulur. Bunun sonucunda bol miktarda metabolik su oluşur. Bu yüzden çölde yaşayan, kış uykusuna yatan ve göç eden hayvanlar fazla miktarda yağ depo ederler.
• Nötral yağların en küçük yapıtaşları yağ asitler ve gliseroldür. 3 yağ asidi ve 1 gliserolün ester bağlarıyla birleşmesi sonucu nötral yağ (trigliserit) ve 3 molekül su oluşur.     
  • 3 Yağ asidi + Gliserol→Trigliserit + 3 H₂O
• Bazı yağ asidi çeşitleri hayvanlar tarafından üretilemeyip bitkilerden alınırlar. Böyle yağ asitlerine esansiyel (temel=zorunlu) yağ asitleri denir.

a) Nötral Yağlar (Trigliseritler)

• Vücutta en fazla bulunan yağ türü olup, hücrede enerji verici olarak kullanılan yağlardır.          
• 3 Yağ asidi + Gliserol→Trigliserit + 3 H₂O

b) Fosfolipitler

• Fosfat içeren bir baş ve buna bağlı iki yağ asidi zincirinden oluşurlar.
• Fosfolipitler hücre zarı ve organellerin zar yapısını oluşturur.

c) Steroitler

• Halkasal yapıya sahip olan yağ asidi çeşididir. Steroitler hücre zarının dayanıklılığını artırır ve zar geçirgenliğinde etkili olurlar.
• Bir steroit çeşidi olan kolesterol vücuda fazla miktarda alınacak olursa damar iç duvarına yapışarak damarın iç çeperinin daralmasına neden olur. Bu duruma damar sertliği denir.

3. Proteinler ve Özellikleri

• Sudan sonra canlı yapısında en fazla bulunan bileşiktir.
• Temel yapıtaşları aminoasitlerdir.
• Aminoasitlerin mutlaka bir amino grubu (-NH₂), karboksil grubu (-COOH), hidrojen grubu  (H) ve radikal (değişken) grubu vardır. Aminoasitlerde değişen sadece radikal gruptur.
• Hayvanlar bazı aminoasitleri sentezleyemezler, bu aminoasitleri dışarıdan hazır olarak alırlar. Bu aminoasitlere esansiyel (temel) aminoasitler denir. 20 aminoasidin 8 tanesi esansiyel aminoasittir.
• Aminoasitler birbirine peptit bağları ile bağlanır.
• Proteinler hücrenin temel yapısını oluştururlar.
• Proteinler enzim ve hormonların yapısına katılır.
• Mikroplara karşı savunmada etkili antikorların yapısını oluştururlar.
• Hemoglobinin yapısına katılırlar.
• Kan pıhtılaşma faktörlerinin yapısına katılırlar.
• Kas kasılmasında etkili faktörlerin yapısında bulunur.
• Kanın osmotik basıncını ayarlarlar.

4. Vitaminler ve Özellikleri

• Vitaminler, vücut metabolizması için gerekli olan fakat insanların vücut hücrelerinde üretilemeyen organik yapıda bileşiklerdir. Vitaminler dışarıdan hazır olarak alınır ya da öncül maddelerden hücrede dönüşüm reaksiyonları ile oluşturulur.
• Vitaminler genel olarak bitkiler tarafından üretilir.
• Vitaminler organik yapıda olmasına rağmen sindirilemeyen besinlerdir. Düzenleyici besin grubu olarak bilinirler.
• A,D,E ve K vitaminleri yağda; B ve C vitaminleri suda çözünürler.
• Vitaminlerin eksik alınması durumunda vücutta çeşitli hastalıklar ortaya çıkar.
  • A vitamini eksikliğinde; gece körlüğü   görülür.
  • B vitamini eksikliğinde; beriberi, pellegra, anemi görülür.
  • C vitamini eksikliğinde; skorbit, bağışıklıkta zayıflama görülür. 
  • D vitamini eksikliğinde; çocuklarda raşitizm, yetişkinlerde osteomalazi görülür.
  • E vitamini eksikliğinde; üreme sistemi bozuklukları görülür.
  • K vitamini eksikliğinde; pıhtılaşmada gecikme problemi görülür.

5. Nükleik Asitler ve Özellikleri

Nükleik asitler, bütün canlı hücrelerde ve virüslerde bulunan, nükleotit birimlerden oluşmuş polimerlerdir. Nükleik asitler;

• protein sentezi sürecinin yönetilmesi,
• enerjinin üretilmesi,
• büyüme ve gelişmenin sağlanması
• canlının üremesi

gibi metabolik olayların gerçekleşmesini sağlar. Bu yönüyle incelendiğinde nükleik asitler yönetici moleküllerdir. En yaygın nükleik asitler deoksiribonükleik asit (DNA) ve ribonükleik asit (RNA)’dır. İnsan kromozomlarını oluşturan DNA milyonlarca nükleotitten oluşur. Nükleik asitler sayesinde genetik bilgi nesilden nesile geçer.

Nükleik asitlerin yapı birimlerine nükleotit adı verilir. Bir nükleotidin yapısında azotlu organik baz, beş karbonlu şeker ve fosfat bulunur. Nükleotitler yapılarındaki azotlu organik baza göre isimlendirilir. Örneğin yapısında adenin “azotlu organik bazı” bulunan nükleotite; Adenin nükleotiti denir.

Nükleik asitler, azotlu organik bazlar yapılarına göre pürin ve pirimidin olmak üzere iki gruba ayrılır:

• Pürin: Pürin grubu bazlar çift halkalı olup Adenin (A) ve Guanin (G) olmak üzere iki çeşittir. Adenin ve guanin bazları hem RNA hem de DNA’nın yapısında bulunur.
• Pirimidin: Pirimidin grubu bazlar tek halkalı olup Sitozin (C), Timin (T) ve Urasil (U) baslarını içerir. Bu bazlardan sitozin, hem DNA hem de RNA’da bulunur. Buna karşılık Timin sadece DNA’da , Urasil ise sadece RNA’da yer alır.

6. Enzimler ve Özellikleri

Canlı hücrelerde görev yapan ve biyokimyasal tepkimelerin gerçekleşmesi için gerekli olan aktivasyon enerjisini düşüren katalizörlere enzim denir. Enzimler olmasaydı bütün (enzimlerin etki ettiği) tepkimeler çok daha uzun zamanda çok daha az miktarda parçalanırdı. 

• Enzimler protein yapılıdır, yani yüksek sıcaklıkta yapıları bozulur ve çalışamaz duruma gelir. Bu yüzden çoğu canlı yüksek sıcaklıkta ölür.
• Enzimlerin aktiviteleri düşük sıcaklıkta yavaşlar veya tamamen durma noktasına gelir. Buzdolabına konulan sebze-meyvelerin yavaş bozulma sebebi budur.
• Enzimler tepkimeden zarar görmeden çıkar, böylece tepkimelerde tekrar tekrar kullanılabilir.
• Enzimler genellikle takımlar halinde iş yapar. Reaksiyonun her basamağına farklı bir enzim etki edebilir.
• Enzimler DNA şifresine göre ribozomlarda sentezlenir.
• Enzimlerden etkilenen maddeye substrat denir.
• Her hücre kendi enzimini kendisi üretir.
• Her enzim, özel bir substratı etkiler. (Anahtar – kilit uyumu)
• Substratın yüzey artışı, temas yüzeyini arttırdığı için enzim etkinliğini artırır.
• Her enzim özel bir kofaktörle veya koenzimle çalışır.
• Bir kofaktör veya koenzimbirden çok enzimin yardımcı kısmı olabilir.
• Canlı sistemlerdeki hemen hemen her tepkime enzimlerle olur.
• Enzimler %15’in altında su içeren ortamlarda çalışmaz. Turşu, bal, reçel, salamura, kurutma ile saklanan besinlerin bozulmama nedeni budur.