Monera alemini oluşturan prokaryot canlıların en yaygın ve en çok bilinen grubu bakterilerdir. O kadar yaygındır ki bugün dünyamızda bakterinin bulunmadığı yer yoktur diyebiliriz. En çok organik atıkların bol bulunduğu yerlerde ve sularda yaşarlar. Bununla beraber, -90 0C buzullar içinde ve +80 0C kaplıcalarda yaşayabilen bakteri türleri de vardır. Hava ile ve su damlacıkları ile çok uzak mesafelere taşınabilirler. Deneysel olarak ilk defa 17. yüzyılda bakterileri gözleyebilen ve onların şekillerini açıklayan Antoni Van Lövenhuk olmuştur. Bakteriler bütün hayatsal olayların gerçekleştiği en basit canlılardır. Hepsi mikroskobik ve tek hücrelidirler. Büyüklükleri normal ökaryotik hücrelerin mitokondrileri kadardır.
HÜCRE YAPISI
Prokaryot olduklarından zarla çevrili çekirdek, mitokondri, kloroplast, endoplazmik retikulum, golgi gibi organelleri yoktur. Ribozom bütün bakterilerin temel organelidir. DNA, RNA, canlı hücre zarı ve sitoplazma yine bütün bakterilerin temel yapısını oluşturur. Bunlara ek olarak bütün bakterilerde hücre, cansız bir çeperle (murein) sarılıdır. Çeperin yapısı, bitki hücrelerinin çeperinden farklıdır. Selüloz ihtiva etmez.
Bazı bakterilerde hücre çeperinin dışında kapsül bulunur. Kapsül bakterinin dirençliliğini ve hastalık yapabilme (patojen olma) özelliğini artırır.
GENEL BİR BAKTERİ ŞEKLİ
Bazı bakteriler kamçılarıyla aktif hareket edebilirken, bazıları kamçıları olmadığı için ancak bulundukları ortamla beraber pasif hareket edebilirler.
buna göre bakteriler, kamçısız, tek kamçılı, bir demet kamçılı, iki demet kamçılı ve çok kamçılı olarak gruplandırılır. Bazı bakteriler "mezozom" denilen zar kıvrımları bulundurur. Burada oksijenli solunum enzimleri (ETS enzimleri) vardır. Oksijenli solunum yapan, ancak mezozomu bulunmayan bakterilerde ise solunum zinciri enzimleri hücre zarına tutunmuş olarak bulunur. bakterilerde genel yapının % 90'ı sudur. suda çözünmüş maddeler hücre zarından giriş-çıkış yaparlar. DNA'lar sitoplazmaya serbest olarak dağılmıştır. Bakteriler ökaryot hücrelere göre daha çok ve daha küçük ribozom içerirler. bu sayede protein sentezleri çok hızlıdır.
Bakteriler çeşitli özellikleri bakımından gruplandırılırlar. Bu özelliklerin başlıcaları ; şekilleri, kamçı durumları, beslenmeleri ve boyanmaları olarak sayılabilir.
ŞEKİLLERİ ve BOYANMALARI
Bakteriler ışık mikroskobunda bakıldığında başlıca şu şekillerde görülürler.
a. Çubuk şeklinde olanlar (Bacillus):Tek tek veya birbirlerine yapışmışlardır. Tifo, tüberküloz ve şarbon hastalığı bakterileri bu şekildedir.
b. Yuvarlak olanlar (Coccus): Genellikle kamçısızdırlar. Zatürre ve bel soğukluğu bakterileri bunlara örnektir.
c. Spiral olanlar (Spirullum): Kıvrımlı bakterilerdir. Frengi bakterileri ve dişlerde yerleşen Spiroketler bunlara örnektir.
d. Virgül şeklinde olanlar (Vibrio): Virgül biçiminde tek kıvrımlıdırlar. Kolera bakterisi gibi.
Bakterilerin boyanmaları: Danimarkalı Bakteriyolog Gram tarafından geliştirilen boyalarla boyanan bakterilere Gram (+), boyanmayanlara ise Gram (-) bakteriler denir.
BAKTERİLERİN BESLENMELERİ
Bazı bakteriler ototrof olup, fotosentez veya kemosentez yaparlar. Çoğunluğu ise heterotrof olup, saprofit veya parazit yaşarlar.
a. Saprofit Bakteriler: Bakterilerin çoğunluğunu oluşturur. Besinlerini bulundukları ortamlardan hazır sıvılar olarak alırlar. Nemli, ıslak ve çürükler üzerinde yaşarlar. en çok amino asit, glikoz ve vitamin gibi besinleri ortamdan alırlar. Bu tür bakteriler dış ortama salgıladıkları enzimlerle bitki ve hayvan ölülerini daha basit organik maddelere parçalayarak onların çürümesini sağlarlar. Böylece hem toprağın humusunu artırırlar, hem de kendilerine besin sağlarlar. çürütme sonucu çeşitli kokular meydana gelir. Bu yüzden bu olaya kokuşmadenir. Bazı saprofit bakteriler, sütün yoğurt ve peynir olarak mayalanmasını sağlarlar.
Saprofitler, dünyada madde devrinin tamamlanmasında önemli rol oynadıklarından hayat için mutlaka gereklidir.
b. Parazit Bakteriler: Besinlerini cansız ortamdan değil de üzerinde yaşadıkları canlılardan temin ederler. Çünkü sindirim enzimleri yoktur. Bunların bazıları konak canlıya fazla zarar vermeden yaşayabilirler. Sadece onun besinlerine ortak olurlar. Kalın bağırsağımızdaki Escherichia coli bunun en iyi örneğidir. Bazı parazit bakteriler ise konak canlının ölümüne bile sebep olabilen hastalıklara yol açarlar. Bunlara Patojen Bakteriler denir. Patojenler ya toksin çıkararak ya da konak canlının enzim ve besinlerini kullanarak zarar verirler. toksinler ya dışarı atılır (Ekzotoksin), ya da Bakterinin içinde kalır (Endotoksin). İçinde kalan toksinler bakteriler ölünce zararlı hale geçerler. Canlıların patojen bakterilere ve toksinlerine karşı oluşturdukları savunmaya "Bağışıklık" denir. Parazit bakterilerinin üremeleri oldukça hızlıdır.
c. Fotosentetik Bakteriler: Sitoplazmalarında serbest klorofil taşırlar. Fotosentezlerinde elektron kaynağı olarak H2O yerine H2S ve H2 kullanırlar.
· CO2 + H2O ------> Besin + O2 (Mavi-yeşil algler)
· CO2 + H2S ------> Besin + S + H2O (Kükürt bakterileri)
· CO2 + H2 ------> Besin + H2O (Hidrojen Bakterileri)
d. Kemosentetik Bakteriler
Bu bakteriler de madde devrinde çok önemlidirler. Bazı inorganik maddeleri oksitleyerek onları zararsız hale getirirler. oluşan maddeler ise bitkilerce mineral tuzlar olarak kullanılır. bu oksitleme sonucunda açığa kimyasal enerji çıkar. Bu enerjiyle de CO2 indirgemesi yaparak besinlerini sentezlerler. ışık ve klorofil gerekli değildir. Oksijen kullanılır. Kemosentetik bakteriler en çok azotlu, kükürtlü, demirli maddeleri oksitlerler.
NH3 + O2 ---------> HNO2 + H2O + Kalori (Nitrosomanas)
HNO2 + O2 ---------> HNO3 + Kalori (Nitrobacter)
H2S + O2 ---------> H2O + S + Kalori (Kükürt Bakterileri
FeCO3 + O2 + H2O ---------> Fe(OH)3 + CO2 + Kalori (Demir Bakterileri)
N2 + O2 ---------> NO2 + Kalori (Azot bakterileri)
Kemosentez sonucu:
· Bazı zararlı maddeler ortadan kaldırılmış,
· Bitkilerin alabileceği tuzlar oluşturulmuş,
· Kimyasal enerji kazanılmış
· Organik besin sentezlenmiş olmaktadır.
BAKTERİLERİN SOLUNUMLARI
a. Anaerob Bakteriler
Bakteriler organik besinleri parçalayarak enerjilerini elde ederken genellikle oksijen kullanmazlar. Bunlar havasız yerlerde de yaşayarak çoğalırlar. ( Konservelerde olduğu gibi) Bunlardan bazıları oksijenin olduğu yerde hiç gelişemezler. Örnek: Clastrodium tetani (Tetanos bakterisi)
b. Aerob Bakteriler
Bazı bakteri grupları (Escherichia coli, Zatürree ve Yoğurt Bakterisi gibi) ancak oksijenli ortamda yaşayabilir. Bunlarda mitokondri olmadığı için solunum hücre zarının iç kısmındaki kıvrımlarda (mezozom) gerçekleştirilir. Örnek: Azot Bakterileri.
c. Geçici Aerob veya Geçici Anaerob Olanlar
Asıl solunumları oksijensiz olduğu halde kısa süre için aerob olanlara "Geçici Aerob" denir. Normal solunum şekli aerob olanlar ise havasız kalınca fermantasyona başvururlar. Bunlara "Geçici Anaerob" denir.
BAKTERİLERİN ÜREMELERİ
a. Bölünerek Çoğalma
Bütün bakteri türlerinin esas üreme şekli bölünmedir. bölünme eşeysiz üreme biçimidir. Su, besin maddesi ve sıcaklığın uygun olduğu ortamlarda çok hızlı bölünürler. bu bölünmeler her 20 dakikada bir gerçekleşir. Böylece geometrik olarak artmaya başlarlar. ancak bu artış sürekli değildir. Çünkü zamanla ortam sıcaklığı artar, asitler ve CO2 birikir, besin maddeleri tükenir. Bunlar bakteriler için öldürücü doza ulaşınca geometrik artış bozulur. belli değerden sonra artış yerine azalma görülür. Böylece bakteri populasyonları da dengelenmiş olur.
VİRÜSLER
Virüsler parazit canlılar gurubuna girer.Yani kendisi enerji üretemiyor,üzerinde veya içerisinde yaaşadığı canlıdan sağlar.Bu nedenle canlı bu beraberlikten zarar görebilir.Örneğin insanın içerisindeki hücreelerde yaşayan ve insan kanındaki akyuvarları tahrip ettiğinden insanın direnci azalır.Bu nedenle çok fazla halsizllik duyduğumuzda doktora gitmeliyiz.
Şimdi virüslerin yapısı hakkında konuşalım.
En küçük yaşamsal biçimine VİRYON veya VİRUS PARÇACIĞI denir.Bu parçacık tuğlalar gibi yayana dizili küçük protein moleküllerinden olşmuştur.Bu yapı KAPSİT denilen bir kılıf ile çevrilidir.Viirusun genetik maddesi olarak tek çeşit nükleik asit molekülü bulunur.Bu nükleik asit ya "DNA" yada "RNA"dır.Yani diğer canlılarda olduğu gibi her iki nükleik asit birarada bulunmaz.Virüslerdeki bu genetik yapıya GENOM denir.
*Virüslerin,sıtoplazması ve enzimleri yoktur.
*Kalıtsal madde taşıdıkları için MUTASYON görülür. "UYARI"
1. Virüslerin canlı olmalarının temel sebebi canlı hücre içerisinde protein, enzim sentezine katılmaları ve çoğalmalarıdır.
2. Virüslerin cansız olmalarının temel sebebi.hücre dışında kristal biryapı göstermeleridir.
Virüsler sınıflandırılırken konak olarak seçtikleri canlıya göre sınıflandırılırlar.Örneğin:Bitki virüsleri,hayvan virüsleri ve bakteri virüsleri gibi.Her virüs çeşidi çoğonlukla vücudun belli bir kısmına girer ve belirli hücreler içinde çoğalabilir.Örneğin:sarı humma virüsü karaciğerde,kudus virüsü beyinde ve omirilikte,çiçek,kızamık,siğil vürüsleride deride çoğalır.
Belli bazı vürüsler bulaştığı hücreler,aynı tipten ikinci bir vürüs enfeksiyonuna karşı bağışıklık kazanır.Hücre,canlı veya sıcaktan öldürülmüş bir virüsle muamele edilince İNTERFERON denilen bir madde salgılar.Bu madde bazı hücrelerde bağışıklık meydana getirir.
VİRÜSLERİNÜREMESİ
Faj virüsü bakteriyegireceği zaman,kuyruk kısmı ile bakteriye tutulur.Virüs, kuyruğundakiprotein ile bakteri çeperinin bir kısmını eritir.Baş kısmında bulunannükleik asit(DNA), bakteri içine girer.
ÖZELLİKLERİ
Virüsler hücresel yapıya sahip olmayan ,nükleo protein (Nükleik asit + Protein) yapıdaki varlıklardır.
*Canlılar ile cansızlar arasında geçiş formudur.
*Virüsler ancak,canlı hücrelerde yaşayabilen mecburi parazitlerdir.
*İçinde yaşadıkları hücrenin metabolik mekanizmasını kendi kendine göre kullanır.
*Virüsler cansız ortamlarda kristalleşirler.
*Virüsler ancak elektron mikroskobuyla görünebilen,küre veya çubuk şeklinde yapılardır.
*virüsler DNA veya RNAile protein kılıftan oluşmuşturlar.
*Kalıtım materyaline (DNA veya RNA) genom adı verilir.
*Virüsler haploittirler (n kromozomlu).
*Virüsler hücresel yapıya sahip olmadıkları gibi bir organeli yoktur. Bu yüzden hiçbir hayati faaliyet göstermezler.
*Virüslerde sadece kuyruk bölgesinde içine girecek hücrenin zarını eritecek özel enzimler bulunur.
*Virüsler sadece canlı hücre sayesinde çoğalırlar.
*Virüslerin kalıtım metaryeli çok çabuk mutasyona uğradığı için bir çok yeni virüs çeşitleri oluşur.
HAYVANLAR
:)köpeklerin ter bezleri ayaklarındadır.
:)kedilerin beyninde 32 adet kas vardır.
:)tarantular iki buçuk yıl yiyeceksiz yaşayabilirler.
:)timsahlar renk körüdür.
:)erkekleri hamile kalan tek hayvan deniz atıdır.
:)sümüklü böceklerin dört burnu vardır.
:)bukalemunların dilleri vücutlarından iki kat daha uzundur.
:)hipopotamlarinsandan daha hızlı koşarlar.
:)sadece dişi sivrisinekler ısırır.
:)dünyadaki hayvanların %80 i altı ayaklıdır.
:)2.600 değişik cins kurbağa vardır.
:)yılanlar duyamaz.
:)hastalanmayan tek hayvan köpek balıklarıdır.
:)karıncalar uyumaz.
:)kedilerin her bir kulağında 32 adet kas vardır.
:)fare bir deveden bile daha uzun süre susuz kalablilr.
:)atlar bir ay kadar ayakta kalabilrler.
:)bir inek hayatı boyunca yaklaşık 200.000 bardak süt üretir.
:)bir pire kendi büyüklüğünün 150 katı yüksekliğine zıplayabilir. İnsanlar bu oranı tutturmak için 30 metre zıplaması gerekir.
:)ayı inlerinin girişleri her zaman kuzeye bakar.
:)bir deve kuşunun gözü beyninden büyüktür.
:)inek sütünün pH değeri 6'dır.
:)bir timsahın gözlerindeki mesafe, ayaklarının büyüklüğüne eşittir.
:)kediler 1000 değişik ses, köpekler 10 farklı ses çıkarabilirler.
:)iyi bakılan ve erken kısırlaştırılmış bir tavşan 8 ile 12 sene yaşar.
:)dünyanın en hızlı hayvanı leopardır. hızı saatte 100km'ye ulaşır.
:)dünyanın en büyük hayvanı mavi balinadır. aynı zamanda en hızlı büyüyen hayvandır. kilosu 22 ayda 26 tona ulaşır.
:)dalmaçyalılar gut hastalığına yakalanmayan tek köpek cinsidir.
:)dünyanın en hızlı kuşu boğazlı kırlangıçtır.
DNA HAKKINDA BİLGİ
1-) DNA NEDİR VE NEREDE BULUNUR ?
DNA "Deoksi Ribo Nükleik Asit" isimli bir tür molekül grubunun kısaltılmış isimidir. DNA'nın çift zincirli ip merdivene benzer. Çift zincirli yapıdaki DNA zinciri oldukça uzun bir zincirdir.Bu zincir hücre içindeki özel enzimler ve proteinler aracılığı ile paketlenir. Nasıl ki uzun bir ipi makaraya düzenli bir şekilde sarıyorsanız, hücrede buna benzer bir mekanizma ile DNA yı paketleyerek çekirdeğinin (Nukleus) içine yerleştirir.DNA her hücrede bulunur.Örneğin böbreklerinizin hücrelerinde, karaciğerinizin hücrelerinde, kemik hücrelerinizde kısacası vücudunuzdaki her hücrede DNA molekülü mevcuttur.
2-) DNA’NIN KEŞFİ:
MİESCHER : 1869 yıllarında ilk olarak Miescher tarafından hücre çekirdeğinde özel bir madde bulundu ve buna Miescher “ Nüklein” adını verdi . Daha sonra ise nükleit asitlerin iki tipte olduğu anlaşıldı . Birincisi timüsten elde edilen timonükleik asit, ikincisi bira mayalarından elde edilen zimonükleik asit . Timonükleik asit hayvanlar alemine , zimonükleik asit ise bitkiler alemine özgü sayıldı.
FEULGEN – ROSSENBECK : 1924 yıllarında ise Feulgen ve Rossenbeck timonükleik asidin çok duyarlı bir tepkimesini tanımladılar ; böylece her iki nükleik asidin her iki canlılar aleminde bulunduğu ispat edilebildi. ondan sonra timonükleik asit çekirdeğe , zimonükleik asit ise sitoplazmaya ait özgü yapı maddeleri sayıldı.
LEVENE – MORİ : 1929 yılında Levene ve Mori tarafından timonükleik asidin DNA , zimonükleik asidin ise RNA Olduğu anlaşıldı.
WATSON – CRİCK : 1953 yılında Watson ve Crick DNA molekülünün kendine has özelliklere sahip bir çift sarmal yapı halinde bulunduğunu ileri sürdüler. Bu araştırıcıların önerdikleri DNA yapısı o tarihlerde başka araştırıcılar tarafından ortaya konulan DNA ya ilişkin önemli bulgulara dayanmaktadır. Bunlardan biri, Wilkins ve Franklin tarafından, izole edilmiş DNA fibrillerinin X-ray ışınlarını kırma özelliklerinin açıklanmasıdır. Elde edilen X ışını fotoğrafları, DNA nın zincirlerindeki bazların diziliş sırasına bağlı olmaksızın, çok düzenli biçimde dönümler yapan bir molekül olduğunu göstermektedir. Ayrıca TMV (tütün Mozaik Virüsü) üzerinde yapılan çalışmalar da DNA ile ilgili çalışmalarda ışık tutmuştur.
İşte Watson ve Crick bu bulguları değerlendirerek böyle özelliklere sahip DNA makro molekülünün sekonder yapısına ait bir model geliştirdiler. Bu modele göre, bir çok sorunun açıklanması yapılabildiğinden dolayı 1962 yılında bu iki bilim adamına NOBEL ÖDÜLÜ verildi.
Bir başka önemli bulguda Chargaff tarafından saptanmıştır. Herhangi bir türe ait DNA nın nükleotidlerine parçalandığında serbest kalan nukleotidlerde adenin miktarının timine, guanin miktarının da sitozine daima eşit olduğunun saptanmasıdır.. Yani Chargaff kuralı‘na göre doğal DNA moleküllerinde adeninin timine veya guaninin sitozine oranı daima 1’e eşittir. (A/T=1 ve G/C=1).
3-) DNA’NIN ŞEKLİ VE YAPISI :
DNA molekülü, heliks (=sarmal) şeklinde kıvrılmış, iki kollu merdiven şeklindedir. Kollarını, yani merdivenin kenarlarını, şeker (deoksiriboz) ve fosfat molekülleri meydana getirir. Deoksiriboz ile fosfat grupları ester bağlarıyla birbirlerine bağlanmıştır. İki kolun arasındaki merdiven basamaklarında gelişigüzel bir sıralanma yoktur; her zaman Guanin (G), Sitozin’in (C ya da S); Adenin (A), Timin’in (T) karşısına gelir. Hem pürin (yani adenin ve guanin) ile pirimidin (yani sitozin ile timin) arasındaki hidrojen bağları, hemde diğer bağlar, meydana gelen heliksin düzgün olmasını sağlar. Pürin ve pirimidin bazları, yandaki şekerlere (Riboz), glikozidik bağlarla bağlanmıştır. Baz, şeker ve fosfat kombinasyonu, çekirdek asitlerinin temel birimleri olan nükleotidleri meydana getirmiştir. Dört çeşit nükleotid vardır. Bunlar taşıdıkları bazlara göre isimlendirilirler (Adenin, Guanin, Sitozin,Timin).
NÜKLEOZİT
AZOTLU ORGANİK BAZ + DEOKSİRİBOZ ŞEKERİ + FOSFORİK ASİT
NÜKLEOTİT
Nükleotidler birbirlerine fosfat bağlarıyla bağlanarak, şeker ve fosfat kısımlarının birbirlerini izlediği serilerden oluşan bir omurgaya sahip uzun ve dallanmış polinükleotid zincirlerini meydana getirmiştir. Kovalent ester bağları veya fosfodiester bağları olarak da bilinen bu bağlar son derece kuvvetlidir.
Fosfodiester bağlarının varlığı DNA molekülünün tek zincirli yapı halinde iken bile dayanıklı ve stabil yapıda olmasını sağlar. Genetik mühendisliğinin hedeflerinden biri olan klonlama çalışmaları, doğal yolla gerçekleşmesi mümkün olmayan kovalent bağ kırılmalarını gerçekleştirerek yeni türler oluşturma çabalarını arar.
Hidrojen bağları daima bir pürin(A,G) ile bir pirimidin (T,C) bazı arasından meydana gelir. A-T baz çiftinde 2 hidrojen bağı, G-C baz çiftleri arasında ise 3 hidrojen bağı bulunmaktadır. Hidrojen bağlarının özelleşmesi; anahtar kilit modelinini andıran, uygun nukleotid moleküllerinin karşılıklı gelerek birbirlerine yine uygun sayıda hidrojen bağları ile bağlanmasını sağlar. Böylece zincirin bir kolunda bulunan nukleotidlerin dizilişi,karşı kolda bulunan nukleotidlerin dizilişini bir çeşit dikte ve kontrol eder. Tesadüfe bırakmayan bir titizlikle molekül yapısı oluşturulur ve kontrol edilir.
DNA molekülünün en önemli özellik iki polinükleotid zincirin birbirinin tamamlayıcısı olmasıdır. Pozitif (+) ve negatif (–) iki polinukleotid zincirlerinin tamamlayıcılık özelliği,genetik materyalin işlevlerini doğru biçimde nasıl yapabildiğinin açıklanması açısından DNA’nın en önemli temel özelliklerinin başında gelir.
DNA bir organizmanın oluşuma ilişkin bilgileri taşır.DNA molekülleri, hücre çekirdeğinde bulunurlar ve vücudumuzda bulunan tüm proteinleri oluşumu sırasındaki kodlamış bilgileri içerir.DNA’nın protein yapma işlemi ,inanılmayacak derecede kusursuzdur.
DNA’dan RNA sentezi (Transkripsiyon) :
Erkek bir canlıdan gelen spermin taşıdığı bir miktar DNA ile dişi bir canlıdan gelen yumurtanın taşıdığı DNA birleşerek tam bir DNA’yı verir. Bu DNA meydana gelecek yavrunun tüm özelliklerini içinde barındırır. Mesela bu canlının DNA’sında 1 milyar gen var ise bu genlerin 500 milyon tanesi anneden 500 milyon tanesi de babadan gelir. Yumurta ile spermin birleşmesinin ardından DNA’daki şifreler çözülerek, bir yumurta (zigot) dan bir canlıyı meydana getirmeye başlar. İlk aşama RNA sentezidir. Bu işlem DNA’nın açılmasıyla başlar. DNA’daki bazlar karşı karşıya gelip her iki omurgayı birleştirmişlerdi. Fakat bu bazlar aralarındaki bağları kopararak DNA’nın çift zincirli yapısını tıpkı bir "fermuar" gibi açmaya başlar. DNA çözülmeye başladıkça "RNA polimeraz" adı verilen özel bir protein DNA’nın üzerinde gezerek onu okumaya ve RNA’yı sentezlemeye başlar.
Şekilde DNA çözülmüş bir vaziyette görülmektedir. Büyük mavi bölge RNA polimerazı temsil etmektedir. Yeşil şerit ise sentezlenen RNA’dır. DNA zinciri açılmış ve RNA polimeraz enzimi vasıtasıyla DNA’daki bazlara karşılık gelen diğer bazlar birbirlerine eklenerek RNA üretilmektedir. Üretilen RNA’nın DNA’dan tek farkı Adenin bazının karşısına Timin yerin "U" harfiyle gösterilen "Urasil" bazının gelmiş olmasıdır. Üretimi tamamlanan RNA daha sonra DNA üzerinden ayrılarak bir dizi işleme tabii tutulur.
RNA dan protein sentezi (Translasyon):
Düzeltme işlemleri tamamlanmış olan mRNA daha sonra çekirdek (nukleus) den çıkarak "Ribozom" adı verilen bir organele doğru yol almaya başlar. Ribozoma ulaşan mRNA ribozoma bağlanır. mRNA’nın bir özelliği ise DNA’daki gibi sıralanan bazların 3’lü gruplar halinde ayrılmış olmasıdır. Bir örnek verelim;
DNA üzerindeki kodonlar "AATGCCGATGTA" şeklinde ise, sentezlenen mRNA’nın görünümü "UUA-CGG-CUA-CAU" şeklinde olacaktır. Baz sıralamasında bir değişme yoktur, yalnızca bazlar 3’lü gruplar halinde taksim edilmişlerdir. Taksim edilen bu 3’lü gruplara ise "Kodon" adı verilir. Tabii RNA da adenin bazına karşılık urasil bazının, guanin bazına karşilik ise sitozin bazının geldiğini unutmamak gerekir. Bu şekilde üretilen mRNA ribozoma bağlandıktan sonra 3’lü grupların okunmasına başlanır. tRNA adı verilen bir başka RNA çeşidi ise bildiğimiz mRNA veya DNA kadar uzun değildir. tRNA (Taşıyıcı RNA) üzerinde yalnızca 15-20 baz sırası bulundurur. TRNA’nın diğer bir özelliği ise birbiri ardına sıralanan bazların bir daire oluşturacak şekilde bağlanmasıdır. Bunu halay çeken bir grup insana benzetebiliriz. tRNA halkasının üzerinde iki önemli bölge vardır. Bu bölgelerden ilki, taşıyacağı aminoasitin tanınmasını sağlayan bölgedir. Diğer bölge ise tRNA’nın mRNA’ ya bağlanacağı, 3 adet baz sırasından oluşan bölgedir. Bu bölgeye ise "Anti-kodon" adı verilir. tRNA üzerinde bulunan, "anti-kodon" adı verilen ve yalnızca 3 adet baz sırasından oluşan bu bölge, ribozoma tutunmuş mRNA üzerindeki "kodon" adı verilen 3’lü gruplara bağlanır.
Tabii tRNAların anti-kodonları, mRNA üzerindeki kodonlara sırasıyla bağlanırken beraberlerinde taşıdıkları aminoasitleri de getirmişlerdir. Bu yüzden tRNA’ya “Aminoasiti taşıyan RNA” adı verilmiştir. tRNAlar aminoasitleri taşıyıp sırasıyla kodonlara bağlandıkça, tRNAların sırtlarındaki aminoasitlerde birbirleriyle bağlanmaya başlarlar. Aşağıdaki şekilde mRNA (messenger RNA) daki kodonlardan birisine bağlanmakta olan bir tRNA görülüyor. Görüldüğü gibi mRNA’daki kodonun baz dizilimi GCC, bu kodona bağlanan tRNA’nın ise anti-kodonu CGG şeklindedir.
tRNA üzerinde bulunan pembe halka ise "aminoasit"i temsil etmektedir.
Yüzlerce binlerce tRNA yan yana dizildiklerinde, üzerlerindeki aminoasitlerde yan yana gelmiş olur. İşte yan yana gelmiş olan bu aminoasitler birbirleriyle bağ yaparak proteini sentez etmeye başlar.
Yukarıda anlatılan olayları aşağıdaki şekil gayet iyi açıklamaktadır. Sağ tarafta yaklaşmakta olan mavi renkli tRNAlar görülüyor. tRNAların üzerlerinde ise yeşil ve sarı renklerle gösterilmiş "aminoasit” ler görülüyor. Yeşil renkli şerit mRNA’yı, boynuzlu gri yapı ise ribozomu temsil etmektedir.
tRNAlar sırasıyla mRNA üzerine yerleştikten sonra, sırtlarındaki aminoasitler bağ yapar. Tam bu sırada işi biten tRNA yükünü boşaltmış olarak mRNA’dan bağını koparır ve ribozomdan ayrılır.
Fakat taşıdığı aminoasit, kendinden önceki tRNA’nın getirdiği aminoasitle bağ yapmış olarak protein zinciri oluşumuna katılır.
Proteini üretilen hücrenin farklılaşması
Buraya kadar olan aşamalar hücrede protein sentezi için gerekli işlemleri kapsıyordu.Bundan sonra ise üretilen proteinin çeşidine göre hücrenin kazandığı fonksiyondur. Bir yumurta ile bir spermin birleşmesiyle meydana gelen yapı zigot adını alır ve tek bir hücreden ibarettir. Zigot içerisinde DNA kendisinin bir kopyasını çıkarır. Dolayısıyla hücrede DNA miktarı iki katına çıkmış olur. Fakat hücre derhal bölünmeye başlar bu DNAlardan birisi bir hücreye giderken diğer DNA ise ikinci yavru hücreye aktarılır.Böylelikle hücre ikiye bölünmüş olur. Bölünmeler ta ki anne karnında bir bebeğin meydana gelmesine dek sürer. Yani tek bir hücre, o kadar çok bölünme geçirir ki sayıları trilyonları bulur ve bir canlı embriyoyu (anne karnındaki bebek) meydana getirir. DNA şifrelemesi ise bu noktada devreye girer.
Bir önceki basamak protein sentezi ile ilgiliydi. Fakat proteinler çeşitli hücreler için farklı tiplerde üretilir. Bir yavru anne karnında gelişirken, yavrunun gözlerini oluşturacak hücrelerdeki DNAlar yalnızca göz organı ile ilgili proteinleri üretirler. Aynı şekilde yavrunun beynini oluşturacak hücrelerin DNAları ise yalnızca beyin organı ile ilgili proteinleri üretirler. Burada önemli olan nokta şudur; insanın kemik hücresi olsun, karaciğer hücresi olsun, böbrek hücresi olsun kısacası vücudunun her bölgesindeki hücrelerin içindeki DNAlarda insanın bütün organlarını oluşturacak bilgiler saklıdır. Fakat saklanan bu bilgilerden yalnızca ilgili organ için üretilecek proteinlerin meydana getirilmesi sağlanır. Yani her hücrede insan vücudunun her organının protein bilgileri saklanır fakat bu proteinlerin hepsi üretilmez. Yalnızca meydana getirilecek organla ilgili proteinler üretilir.Bir organda, organla ilgili proteinler dışında DNA da saklanan diğer proteinlerin üretilmemesi için DNA nın üzeri "Histon" adı verilen özel bir proteinle örtülür.
Hücrelerin programlanmış bir şekilde farklı farklı proteinler üretip farklı organlara dönüşmesi olayına farklılaşma (morfogenez) denir. Bugün bilim adamlarının kafasını kurcalayan en büyük problem ise hücrelerdeki "Histon" ların hangi genlerin üzerini örtüp hangilerinin üzerini açık bırakacağını nereden bildiğidir.
VİTAMİNLER
Vitaminler, vücudun metabolik gereksinimleri için vazgeçilmez olan ve vücutta yeterince ya da hiç elde edilemediği için dışarıdan alınması gereken küçük organik moleküllerdir. Klasik olarak vitaminler, yağda ve suda eriyenler biçiminde iki gruba ayrılır. Yağda eriyen vitaminler yağlarda, pişmemiş sebzelerde, tahıllarda, tereyağında, balık karaciğeri ve balık yağında, kaymak ve süt gibi yağlı besinlerde bulunur.
Genelde safra gibi emülsiyon yapıcı maddelerin varlığında bağırsaktan emilerek kan dolaşımına geçer ve proteinlere bağlanarak karaciğerde birikirler.
Yağda eriyen vitaminler A, D, E ve K vitaminleridir.
Suda eriyen vitaminler B grubu vitaminler ile C vitaminidir.Bunlar bağırsaktan emildikten sonra böbrek yoluyla atılır.Vitamin yoksunluğuna bağlı olarak gelişen hastalıklara avitaminozlar denir.Günümüzde B grubu vitaminlere ve folik asit eksikliğine bağlı olarak gelişen hastalıklar daha çok geri kalmış bölgelerde görülür ve genel beslenme bozukluğunun bir yönünü oluşturur.
Bütün vitaminlerin molekül yapısı ayrıntılı olarak belirlenmiş olduğundan, bunların belirli ya da bütün vitaminleri içeren haplar biçiminde üretimi olanaklı hale gelmiştir.
A vitamini (retinol veya akseroftol)
Yalnızca hayvanlarda bulunan ve yağda eriyen doymamış bir alkoldür.Sütte, yumurta sarısında, ton ve morina balıklarının karaciğer yağında (balıkyağı) bulunur.Havuç ve havuç benzeri sarı-turuncu renkli sebzelerde A vitamininin ön maddeleri vardır.
A vitamini eksikliğinde gözde ve deride keratoz, kseroftalmi (göz akı ve korneanın parlaklığını kaybederek kuruması), foliker hiperkeratoz ( deri hastalığı) ve gece körlüğü görülür.
D vitamini
Daha etkili olduğundan tedavide daha çok kullanılan D2 vitamini (ergokalsiferol) ve D3 vitamini (kolekalsiferol) olmak üzere iki tipi vardır.Molekül yapısı steroidlerle aynıdır.D2’ nin kaynağı deridir; derideki 7- dehidrokolestrol, mor ötesi ışınların etkisiyle vitamin D2’ ye dönüşür. D3 vitamininin kaynağı besinlerdir; daha çok et, süt ve yumurta sarısında bulunur.
Normal olarak güneş ışığı alan insan vücudunda D vitamini yeterince üretilir. Ama yenidoğanlarda, büyüme çağındaki çocuklarda, gebelik ve süt emzirme dönemlerindeki kadınlarda besinlerle dışardan daha fazla miktarda alınması gerekir.
D vitamini eksikliğinde çocuklarda raşitizm, yetişkinlerde osteomalazi (kemik yumuşaması) gelişir.
E vitamini (alfa-tokoferol)
Başta tahıl olmak üzere ıspanak, kabak, lahana, marul gibi yeşil sebzelerde bol miktarda bulunur. İnsanda karaciğerin yanı sıra yağlı dokularda, böbrekte, kalpte, kaslarda ve böbreküstü bezi kabuğunda depolanır. Fazla olan bölümü idrar ve dışkıyla atılır. Antioksidan özellik gösterir.
E vitamini eksikliği son derece ender görülür ve kansızlık biçiminde ortaya çıkar.
K vitamini
Sebzelerin yeşil bölümünde, ıspanakta, kabakta, marulda, yeşil domateste, çam ignesinde, yeşil biberde bol bulunur. K vitamini insan bağırsağındaki bir grup bakteri tarafındanda üretilir. K vitamininin tamamına yakını kullanılır, yanlızca küçük bir bölümü karaciğerde depolanır.
K vitamini eksikliği son derece nadirdir ve kafada, sindirim sisteminde, idrar yollarında, akciğerlerde ve deride kanamalara yol açar. K vitamini yanlızca kanamalı hastalarda eksikliğini gidermek için kullanılır.
B vitamini
Suda eriyebilen, molekül yapılarında bir azot atomu bulunan, bazı enzim sistemlerinin etkinliğini arttırıcı koenzimler olarak işlev gören 15’ e yakın değişik maddeden oluşan bir vitamin gurubudur.
B1 vitamini (tiyamin)
Buğday başağı, kepek, bira mayası, sebzeler gibi bir çok besinde bol miktarda bulunur. Memelilerin karaciğer, böbrek, kalp, beyin ve bağırsaklarında az miktarda bulunur. Sebzelerin pişirilmesi, sütün kaynatılması ve sterilize edilmesi (mikroptan arındırılması) çok miktarda tiyamin kaybına yol açar. Tiyamin ince bağırsaklardan etkin taşınma mekanizmasıyla emilir. Vücutta depolanmaz ve kullanılmayan bölümü yemekten üç saat sonra böbrekler yoluyla tamamen dışarı atılır.
B1 vitamini yetersizliğine bağlı olarak gelişen hastalık tablosunda depresyon, huzursuzluk, bellek zayıflığı ve dikkat azalması, hipotoni (kas gevşekliği) ve anoreksi (iştahsızlık) yer alır.
B2 vitamini (riboflavin)
Hayvansal besinlerde, bira mayası, buğday başağı, yeşil sebzeler, havuç, enginar, fındık, yerfıstığı ve mercimek gibi bitkisel besinlerde bol miktarda bulunur.
B2 vitamini eksikliğinde protein oluşması azalır ve deride yaralar, sinirsel bozukluklar ve göz bozuklukları biçiminde ortaya çıkar.
B3 vitamini (nikotinamid veya PP vitamini)
Hayvansal besinlerin yanısıra kabuklu buğday, limon, kabak, soya, domates, patates, bira mayası, hurma, incir, portakal gibi bitkisel besinlerde bol miktarda bulunur.
B3 vitamini eksikliğinde deriyi, sinir sistemini ve sindirim sistemini tutan pellegra adlı hastalık ortaya çıkar.
B5 vitamini (pantotenik asit)
Doğada çök yaygındır.Yumurta, karaciğer, kalp, süt, bal, bira mayası, kabak, tahıllar, sebzeler, havuç, portakal, mantar ve taze meyvelerde bolca bulunur.
B5 vitamini eksikliği çok enderdir. Bu durumda hipoglisemi (kan şekeri düşüklüğü), anemi (kansızlık), lökopeni (kanda alyuvarların az olması), dermatit (deri iltihabı), mide-bağırsak rahatsızlıkları, kas krampları, hareketlerde uyumsuzluk, asteni, uyku bozuklukları ve iştahsızlık ortaya çıkar.
B6 vitamini (piridoksin)
Hayvansal ve bitkisel besinlerde düşük dozda bulunur.
B6 vitamini eksikliği son derece enderdir.Bu durumda deri, sindirim sistemi rahatsızlıkları ortaya çıkar.
B8 vitamini (biyotin ya da H vitamini)
Karaciğerde, yumurta sarısında, bira mayasında, pirinç kabuğunda ve yeşilliklerde bulunur.
Eksikliği yanlızca uzun süre çiğ yumurta beyazı tüketiminde ya da bağırsak florasını ortadan kaldıran sülfamitlerin ve antibiyotiklerin çok fazla alınmasından sonra görülür.Bu durumda dermatit (deri iltihabı), iştahsızlık, zayıflama, depresyon ve kas ağrıları ortaya çıkar.
B9 vitamini (folik asit)
Bitkilerin yeşil bölümlerinde, kabakta, lahanada, ıspanakta, yeşil sebzelerde, patateste, havuçta, bira mayasında, sütte, yumurtada, peynirde ve karaciğerde bol miktarda bulunur.
Gelişmiş ülkelerde eksiklik sendromuna hiç rastlanmaz.Bu tablo yanlızca emilim bozukluklarına bağlı olarak ortaya çıkabilir. Folik asit eksikliğinde megaloblastik anemi denen bir kansızlık biçimi gelişir. Emilim bozukluğunda ise kansızlığa, glossit (diz iltihabı), stomatit (ağıziçi iltihabı) ve ishal eşlik eder.
B12 vitamini (kobalamin)
Karaciğerde, sütte, yumurta akında, peynirde, balıkta, ette ve karideste bol miktarda,bitkilerde ise son derece az miktarda bulunur.
B12 vitamini eksiklği, folik asit eksikliğinde olduğu gibi, alyuvar yapısında biçim bozukluğuna yol açarak persinyöz ya da megaloblastik anemi denen kansızlığa neden olur.Ayrıca sindirim sistemi düzeyinde ve epitel dokunun beslenmesinde bazı etkileri görülür. Kansızlığın yanı sıra hafif sarılık, iştahsızlık, ishal, parestezi (karıncalanma) ve uyuşma gibi duyumsama bozuklukları, ataksi, işitme siniri iltihabı ve zihinsel bozukluklar ortaya çıkabilir.
C vitamini (askorbik asit)
İnsanlar tümünü dışardan almak zorundadır.Turunçgillerde bol miktarda, ayrıca taze sebzelerde, maydonozda, kabakta, soğanda ve domatesde bulunur.
C vitamini eksikliğinde skorbüt denen ve kıl diplerinde kanamalı döküntüler, dişeti kanamalarıyla belirlenen hastalık ortaya çıkar.
P vitamini
Doğada bol bulunur.Bir çok P vitamini faktörü kanamalı skorbüt tedavisinde C vitaminiyle sinerjik (arttırıcı) etki gösterir.Ayrıca hepsi direncin artmasında ve kılcal damar geçirgenliğinin azalmasında önemli rol oynar.
MİTOZ - MAYOZ BÖLÜNME ARASINDAKİ FARKLAR
MİTOZ BÖLÜNME
MAYOZ BÖLÜNME
Mitoz bölünme bir kromozom ve bir çekirdek bölünmesidir.
Mayoz bölünme ise bir kromozom ve iki çekirdek bölünmesidir.
Yavru hücrelerde kromozom sayısı, ana hücrenin kromozom sayısına eşittir.
Homolog kromozomların yarısı bir kutba, diğer yarısı da karşı kutba gittiğinden, yavru hücrelerde kromozom sayısı yarıya inerek değişir.
Bölünme sonucunda ana hücreden aynı yapıda iki yavru hücre meydana gelir.
Bölünme sonucunda ise kromozom sayısı yarıya inmiş dört yavru hücre meydana gelir.
Daha kısa bir sürede gerçekleşir.
Mitoz bölünmeye göre daha uzun bir süre de gerçekleşir. Özellikle de Profaz I çok daha uzundur.
Bölünme sonucunda meydana gelen yavru hücrelerde homolog kromozomların her ikisi de vardır. Diploit hücrelerdir.
Bölünme sonucunda meydana gelen yavru hücrelerde, yani gametlerde ise kromozom çiftinin yanlızca bir tanesi vardır. Haploit hücrelerdir.
Crossing- over (gen değişimi) görülmez.
Crossing- over (gen değişimi) görülür.
Vücut (soma) hücrelerinin bölünme şeklidir.
Eşey hücrelerinde görülür.
Kalıtsal devamlılığı sağlar.
Kalıtsal devamlılığı sağlar
HÜCRENİN YAPISI
Hücre zarı Gözenekli ve yarı geçirgen yapıya sahiptir. Esas yapı taşları lipid ve proteinlerdir. Hücreye gelen bütün kimyasal maddeler ve elektriksel iletiler hücre zarı ile alınır.
Sitoplazma Büyük oranda sudan ibaret olan sitoplazma çözünmüş ve dağılmış tanecikler içerir. Bu çözünen taneciklerin miktarı hücre türüne göre değişiklik gösterir.
Çekirdek Tanecikli ve lifli bir yapıya sahiptir. Çekirdek zarı, nükleoplazma, kromozom ve çekirdekçikten oluşmaktadır. Çekirdek zarı iki tabaka halinde ve çok gözenekli bir yapıya sahiptir. Nükleoplazma ise çekirdeğin özü olup özellikle protein ve tuzlar içerir. Çekirdeğin hücre bölünmesinde rolü vardır.
Golgi aygıtı G.A. Zarımsı tüp ve keseciklerin biraraya gelmesiyle meydana gelir. Genellikle çekirdeğe yakındır. Bilhassa aktif salgı yapan bez hücrelerinde göze çarpar. Asıl görevinin hücrenin salgıladığı proteinleri depolamak olduğuna inanılmaktadır.paketleme ve salgı görevi yapar.Salgı bezlerinin hücrelerinde sayıları daha fazladır.Örnegin; ter bezlerinden ter,
Koful Tek hücrelilerde boşaltım organelidir. Çok hücrelilerde atık maddelerin boşaltıldığı yerdir.Tatlı suda yaşayan protistalarda su dengesinin ayarlandığı yerdir.Su dengesini ayarlayan kofula da kontraktil koful denir. Çalışırken enerji harcar. Tuzlu suya atılan paramesyumda ise kontraktil koful çalışmaz.İçleri kendilerine has bir özsu ile dolu yapılar olup hayvan hücrelerinde bitki hücrelerinden daha fazla bulunur. Genç hücrelerde küçük, yaşlı hücrelerde ise tek tek ve büyüktür. Kofullar plazmoliz ve deplazmoliz olaylarında rol oynarlar. Bir hücreli hayvanlarda, besinlerin sindirildiği besin kofulları ile fazla su ve zararlı maddelerin atıldığı boşaltım kofullarının hücre canlılığını koruma da önemli yeri vardır. Bitki hücresinde büyük hayvan hücresinde küçüktür. Bitki hücrelerindeki büyük kofula merkezi koful denir. koful=depo
Mitokondriler 2-3 mikron uzunluğunda 0,5 mikron çapında elektron mikroskobuyla kolayca görülebilen elips biçiminde parçalardır. Sosis veya çomak biçimindedir. Mitokondrinin yapısında 2 zar bulunur. Hücrenin enerji meydana getirici üniteleridir. Hücre solunumunun sitrik asit devri (Krebs çemberi) burada gerçekleşir. Organik moleküllerden kimyasal bağların kopmasıyla açığa çıkan enerji burada ATP (Adenozin TriFosfat) şekline çevrilir.
Plastitler Yalnızca bitki hücrelerinde bulunurlar. Üç çeşidi vardır.
Kloroplastlar, yeşil renklidir, klorofil içerirler. Bitkilere yeşil rengini bunlar verirler. Güneş ışığı karşısında su ve karbondioksitten organik maddeler imal ederler ki, bu olaya karbon özümlemesi (fotosentez) adı verilir.
Kromoplastlar, renkli plastitlerdir. Turuncu renkte olanlara “karoten”, sarı renkte olanlara “ksantofil”, sarımsı kırmızı olanlara da “likopen” denir. Havuç ve domates gibi meyve ve sebzelerin kendine has renklerini verirler.
Lökoplastlar, renksizdirler. Bitkilerin ışık görmeyen kısımlarında (kök, yumru vb.) bulunurlar. Nişasta depolarlar. Fotosentez sonucu oluşan glikoz, iletim sistemi aracılığıyla depo yeri olan lökoplastlara gelir. Burada glikoz molekülleri birleşerek nişasta molekülleri meydana gelir. Nişastanın sentezi esnasında, su açığa çıkar. “n” sayıda glikoz molekülünün birleşmesi esnasında (n-1) sayıda H2O molekülü açığa çıkar. Nişasta taneciklerinin şekil ve büyüklükleri bitkinin çeşidine göre farklılık gösterir.
Ribozom Endoplazmik retikulum kanalcıkları boyunca sıralanmış ve sitoplazmada dağınık olarak bulunan protein sentezinin başladığı yapılardır. Yaklaşık 150 Angström çapındadırlar. Yapılarının % 65’i RNA (ribonükleik asit) ve % 35’i proteindir. Ribozom yardımı ile sentezlenen proteinler endoplazmik retikulum aracılığı ile hücre içi bölgelere veya hücre dışına iletilirler. Kısaca görevi protein sentezidir
Sentriyoller Sadece hayvan hücrelerinde bulunmakla beraber, çok az bitki hücresinde de rastlanmıştır (protistalarda bulunur). Sentriyoller, çekirdeğin yakınında ve birbiriyle dik açı yapacak şekilde yerleşmiş iki kısa silindirden ibarettir. Üçlü gruplar halindeki tüpçükler sentriyolün duvarları içinde uzunlamasına olarak ilerlerler. Çeper boyunca bu üçlülerin 9 tanesi düzgün aralıklarla yerleşmişlerdir. sil ce kamçı oluşumunda etkilidir.Hücre Yapısı: 1)Çekirdekçik 2) Çekirdek 3)Ribozom 4)Vezikül 5)Granüllü (Tanecikli)Endoplazmik Retikulum 6)Golgi Aygıtı 7)Sitoiskelet 8)Granülsüz (Düz)Endoplazmik Retikulum 9)Mitokondriler 10)Koful 11)Sitoplazma 12)Lizozom 13)Sentriyoller
ENZİMLER
Enzim, (hemen hemen hepsi denilebilecek kadar büyük çoğunluğu) protein yapısında olan, doğal olarak yalnız canlılar tarafından sentezlenebilen biyolojik katalizörlerdir.
Hücre içersinde meydana gelen binlerce tepkimenin hızını ve özgüllüğünü düzenlerler. Çok defa hücre dışında da etkinliklerini korurlar. Aynı enzim farklı hücre veya doku tiplerinde de katalizör görevi üstlenebilir. Bu durumda üç boyutlu yapısı farklı, ancak görevleri aynı olan 'izoenzimler'den söz edilir. Canlı hücrelerde tepkimeler kural olarak,0-50 0C; çoğunlukla da 20-42 0C arasında meydana gelir.
Enzimlerin çoğu protein yapısındadır ya da protein kısım bulundururlar. Enzimin etki ettiği bileşiğe "Substrat", enzimin saniyede etki ettiği substrat molekül sayısına "Enzimin Etkinlik Değeri=Turnover sayısı" denir. Kuramsal olarak enzimli tepkimeler dönüşümlüdür. Enzimler, aktivasyon enerjisini düşürerek, zor ve uzun sürede gerçekleşecek olan tepkimeleri çok kısa sürede ve az enerji harcanarak yapmayı sağlarlar.
Enzimler yapı olarak iki kısımda incelenir.Basit enzimler ve bileşik enzimler.
Basit Enzimler: Sadece proteinden meydana gelmiş enzimlerdir.Bunlara en iyi örnek sindirim enzimleri ve üreyi parçalayan üreaz enzimleridir.Reaksiyon direk olarak protein kısmı tarafından yürütülür.
Bileşik Enzimler: Bileşik enzimler iki kısımdan meydana gelir.
Protein + Vitaminler
Protein + Mineral maddeler veya metal iyonlarıdır.
Bu enzimlerin protein kısmına apoenzim, vitamin kısmına koenzim veya prostatik grup denir. Metal iyonları ve mineral maddeler gibi kısımlarına da enzim aktivatörleri denir. Bileşik enzimler ayrı ayrı görev yapamazlar. Çünkü enzimin etki ettiği maddeyi protein kısmı belirler. Koenzim reaksiyonu gerçekleştirir. Organizmalarda vitamin veya metal iyonları eksik olursa protein kısımları reaksiyonu gerçekleştiremez. Bundan dolayı canlı hastalanır. Mesela gözdeki A vitamini görme reaksiyonlarını gerçekleştiren enzimin bir parçasıdır. Yani koenzimdir. A vitamini olmasa reaksiyon gerçekleşmez ve gece körlüğü ortaya çıkar.
Canlıda her enzim proteinden yapılmıştır. Her protein bir gen tarafından programlandırılarak görevlendirilmiştir, buna bir gen bir enzim hipotezi denir. Genler, sentezletmiş olduğu proteine ne yapacağınıda şifrelemiştir. Bazı enzimler yalnız proteinden oluşurken, bazıları, farklı iki kısımdan meydana gelmiştir. Bunlar :
Apoenzim Kısmı : ( enzimin protein kısmı) enzimin hangi madddeye etki edeceğini saptar.
Koenzim Kısmı : organik çoğu defa fosfattan meydana gelmiş, protein kısmına göre çok daha küçük moleküllü bir kısımdır. Enzimde işlev gören ve esas iş yapan kısımdır. Genellikle, bütün vitaminler hücrede enzimlerin koenzim kısmı olarak iş görür.
Bazı enzimler ise, ortama yalnız belli iyonlar eklendiğinde etkindirler. Canlı bünyesinde bulunan eser elementler (Mn, Cu, Zn, Fe,vs.) bu enzimatik işlevlerde aktivatör olarak kullanılırlar. Bazen, enzimin iş görebilmesi için bir metal iyonuna gereksinimi vardır. Yani koenzim metal iyonu ise buna "Kofaktör" denir. Bazı durumlarda koenzim apoenzim kısmına sıkıca bağlanmıştır; bu bağlanan kısma "Prostetik grup"; prostetik grupla apoenzim kısmının her ikisine birden "Holoenzim" denir.
Enzimler; etki ettiği maddenin sonuna "ase=az" eki getirilerek ya da katalizlediği tepkimenin çeşidine göre adlandırılırlar.
Enzimler genel olarak şöyle sınıflandırılabilirler:
Oksidoredüktazlar
Transferazlar
Hidrolazlar
Liazlar
İzomerazlar
Ligazlar (Sentetazlar)
ORGANİK BİLEŞİKLER
Yaşamın temeli, besinlerin vücuda alınması, sindirilerek hücrelere taşınması ve oksijen ile yakılarak enerjiye çevrilmesi, bir yandan da yıpranan hücrelerin yenilenmesine dayanır. Enerji ihtiyacı karbonhidrat, yağ ve proteinlerden sağlanmaktadır.Alınan günlük enerjinin %55-70'i karbonhidratlardan %25-30'u yağlardan, % 10-20'si proteinlerden sağlanmalıdır. Enerji ihtiyacı yaş, cins, vücut bileşimi gibi etmenlere bağlı olarak bireysel farklılıklar gösterir.
Karbonhidratlar
Besinlerdeki karbonhidratlar enerjiye kolay çevrilebilen kaynaklardır. Vücudun % 15'i karbonhidrat olduğundan, vücutta çok miktarda depolanmaz. Nişasta ve bütün şeker çeşitleri sindirilmeleri sırasında basit şekerler olan glikoza dönüşür. Bu basit şekerlere kan şekeri de denir. Glikoz, bedenin hücrelerince kullanılacak enerjiyi sağlar. Aslında vücudumuzun tüm hücrelerinin öncelikli yakıtı karbonhidratlardır.Karbonhidratlar, vücudun hali hazır ihtiyacından daha fazla enerji elde etmek için alındığında, eğer glikojen depoları dolmuşsa, diyetle alınan karbonhidratların fazlası yağlara dönüşerek vücutta depolanır. Kaslarda depolanan glikojen miktarı, besinlerle bol miktarda karbonhidrat alınmasına bağlıdır. Ne kadar çok karbonhidrat yenirse kaslarda o kadar çok glikojen depolanır. Karbonhidratlar, bitkilerde nişasta; hayvan, mantar ver insanlarda glikojen şeklinde depolanır. Glikojen de nişasta molekülü gibi binlerce glikoz molekülünün birbirine bağlanması ile meydana gelen polisakkarittir. Kanda glikoz miktarı normal seviyenin üstünde olursa kas ve karaciğerlerde glikojen şeklinde depo edilir. Glikoz seviyesinin azalması durumunda da depo edilen glikojenden kana glikoz verilir..
Çalışan kasların temel yakıtı, vücuttaki karbonhidrat depoları (kas ve karaciğer depolanan glikojen) olduğu için karbonhidratlı zengin diyet, sporcu beslenmesindeki en önemli ilkeledir. Fakat aşırı alınması sonucu bazı yan etkileri vardır. Örneğin; yağa dönüşümü, iştahı kesmesi, diş çürümesi ve bunun gibi bir çok yan etkisi olup dengeli bir şekilde alınmalıdır.
Proteinler
Canlılarda en çok bulunan organik moleküllerden olan proteinler, hücrelerde yapı ve metabolik faaliyetlerde rol oynarlar.Proteinler zorunlu durumlar hariç, enerji kaynağı olarak kullanılmazlar.Günlük büyümenin sürdürülmesinde, vücudun normal fonksiyonun desteklenmesinde ve tüm vücut dokularının onarılmasında proteinlere ihtiyaç duyulur. Vücut doku ya da organlarının arasında kaslar, deri, karaciğer, böbrek, gözler, beyin, sinir sistemi, kan, beden sıvıları, kemik, dişler, kıkırdak, diğer yapısal dokular kısaca tüm vücut söz konusu olmaktadır. Ayrıca proteinler, beden fonksiyonlarının, sinir kas çalışmasının koordinatörü olan hormonlar ve enzimler içinde gereklidir.Besinlerdeki protein, vücuttaki aminoasitlerin kaynağıdır. Hayvansal kaynaklı besinler (Et, balık, tavuk, yumurta, süt, peynir) sporcuya bütün potansiyel aminoasitleri (vücudun sentezle yemediği ve besinlerde dışarıdan alınması zorunlu aminoasitler) temin ederler. Alınan proteinin fazlası yağa dönüştürülür.
Yağlar
Canlıların temel besinleri arasında bulunan yağlar canlının yapısına katılmakla beraber hücrede yüksek enerjili besin kaynağı olarak da kullanılır. Karbonhidratlar, yağlar ve proteinler vücut için enerji (kalori) sağlayabilen besin yapılarıdır. Yağlar besinler arasında enerjisi en yüksek olanıdır. Diğer bir deyişle, karbonhidratlara veya proteinlere kıyasla, iki kat daha fazla enerji verirler. Karbonhidratlar ve yağlar birinci dereceden enerji kaynaklarıdır. Dinlenme sırasında ve hafif hareketlerde vücut, yağı ve karbonhidratı yaklaşık eşit oranlarda, enerji için kullanır.
Ø Hücrelerde tamamen yandığı zaman veya yükseltgendiğinde, protein ve karbonhidratların verdiği enerjinin iki katını verir.
Ø Canlılar fazla enerjiyi yağ dokularında depo ederek, ihtiyaç olduğunda ikincil enerji kaynağı olarak kullanırlar. Örneğin kış uykusuna yatan hayvanlar yazın depoladığı yağı uzun kış sezonu boyunca enerji ve su kaynağı olarak kullanırlar.
Ø Ayrıca yağlar genellikle kutuplarda yaşayan hayvanlarda deri altına depolanarak ısı kaybını engeller ve bu canlıları mekanik etkilerden korur.
canlıların kendi vücutlarında sentezleyemeyip,dışarıdan hazır aldıkları bileşiklerdir.Hem canlı vücutunda hem de cansız ortamda bulunurlar.Küçük moleküllü olup,devamlı ve yeterince bulunması gerekir.Canlılar bu bileşiklere gereksinim duyar.Besin olarak kullanılan inorganik maddeler “mineraller ve su” sindirilemezler.Enerji vermezler.Bunlar düzenleyici maddelerdir.Karbon elementine sahip olmayan tüm moleküller İnorganik Bileşikler olarak adlandırılr.
1) SU
Dünya üzerindeki yaşamın tamamı suya bağlıdır.Tüm yaşayan dokuların %70-90’ı sudur.Yaşamı karakterize eden tüm tepkimeler su içeren ortamlarda yer alırlar.Su hayat için gerekli olan en önemli moleküldür.Bir insan,yiyeceksiz haftalarca yaşayabilir.Ancak,susuz sadece birkaç gün yaşayabilir.Vücut için gerekli olan su miktarı günlük çalışma durumumuza göre değişir.Günde ort.1.5-2.5 lt su almamamız gerekir.Yaşa göre vücut ağırlığının %40-%75’i sudur.Yaşlandıkça vücuttaki su oranı azalır.Bu su dışardan alındığı gibi,vücutta ara ürün olarak oluşur. Canlı organizmanın büyük bir kısmı su moleküllerinden oluşmuştur.Organizmaların yapısındaki su oranı %65-95 arasındadır.Bu oran,su bitkilerinde %98’e kadar yükselmektedir.Tohumlarda ise su oranı %15’den %5’e düşer.Bütün hücreler bir sulu çözeltide bulunur.Her türlü madde değişimin “doku sıvısı”denilen çözeltiyle sağlarlar.
• Su kimyasal tepkimelerde rol alan çok iyi bir çözücüdür.Bu sayede sindirime büyük ölçüde yardımcı olur.Su molekülünün belirgin bir polaritesi ve hidrojen bağı oluşturmak için büyük bir eğiliminin olması nedeniyle su,hem iyonik hem de iyonik olmayan maddelere karşı çok iyi bir çözücüdür.
• Su pek çok organizmanın vücudunda taşıyıcı ortam olarak görev yapar.Maddelerin vücutta bir bölgeden diğer bölgeye taşınması suyla sağlanır.Ayrıca,su besin maddelerini kan plazması olarak taşır.
• Su, metabolizma olaylarını hızlandırır.Enzimler ancak sulu bir ortamda çalışır.
• Idrardaki su boşaltıma,terleme olayı ile de dolaşıma yardımcıdır.Terleme olayında vücut ısısının fazlası dışarıya suyla atılır.Böylece vücut ısısı dengelenir.
• Su ,bitkilerde ‘fotosentez’ ana elemanı olarak bu canlılar için de çok büyük önem taşır.
• Ayrıca su, absorbe ettiği fazla ısı ile Dünya’mızın çevresel ısısını düzenler.Böylece hem çevresel ısı çok yükselmez ve saklandığı için ısı kaybolmaz.
2) MİNERALLER
• Sindirilmeden direk olarak kana alınırlar.Enzimlerin yapısına katılırlar.Vitaminlerle birlikte düzenleştirici olarak görev yaparlar.Vücudumuzda Cl ,P, S ve N elementlerinin asit bileşikleriyle Na, K, Ca, Mg, Fe, Mn ve Cu metallerinin baz özelliğindeki bileşiklerine rastlanmaktadır.
• Mineraller hücrede protein,karbonhidrat,yağ gibi,organik maddelere bağlı olarak bulundukları gibi hücrede tuz halinde de bulunabilirler.
• Minareller, vitamin-hormon-enzim v.b. moleküllerin yapısına katılır.70kg ağırlığındaki bir insanda ortalama 3 kg mineral tuzları vardır.
• Organizmanın yapısında az da olsa minerallere ihtiyaç vardır.
Mineraller kanın kanın osmotik basıncının ayarlanmasında ,kas kasılmasında,kanın pıhtılaşmasında, ve sinirlere uyarının iletilmesinde önemli role sahiptir.
• Minareller bazı enzimlerin yapılarına katılarak katalizör görevi yapar.
• İdrar,ter ve dışkı ile dışarı atıldığından mineral içeren besinlerin düzenli olarak vücüda alınması gereklidir.Yiyeceklerde bulunan ve mineral olarak adlandırılan bütün maddeler aslında tuzdur.Yeterli mineral içermeyen besin maddeleri ile beslenilirse,tuz atılması devam edeceğinden kas krampı gibi bazı bozukluklar görülür.Sıcak ortamlara maruz kalan insanlar daha fazla terledikleri için dışarıdan yeterince tuz almalıdır.
Sodyum ve klor bütün vücut sıvıları içinde iyon olarak bulunur.Ancak kan gibi hücre dışı sıvılar içindeki bu iyonların miktarı daha fazladır.Sodyum ve klor dokularda suyu tutarak vücudu su dengesini sağlar.Sodyum ve klor kas ve sinir sistemi işlevleri için gereklidir.Ancak bazı böbrek hastalıklarında,yüksek
• tansiyonu olan insanlarda suyun az alınması gerekir.Çok küçük çocukların böbrekleri fazla tuzu süzemediğinden fazla miktarda alınan tuzdan zarar görürler.
• Sodyumla birlikte vücut sıvılarında bulunan ve hücrelerin çalışmasını kontrol eden mineral potasyumdur.Vücutta hücre ara sıvısı ile hücre sıvısı arasında bir sodyum,potasyum oranı vardır.Sodyum gibi potasyumun da büyük bir kısmı,tüketilen besinlerden kolayca emilir.Fazlası böbreklerden atılır.İshal gibi,su kaybının fazla olduğu durumlarda potasyum kaybı da fazla olur.
• Vücutta en bol bulunan mineral kalsiyumdur.Kalsiyumun büyük bir kısmı fosforla birlikte kemiğin ve dişin yapısına katılır.Geri kalan kısmı kasların kasılmasında ,sinirlerde,kanın pıhtılaşmasında ve bazı enzimlerin çalışmasında görev yapar.Vücuda alınan kalsiyumun bir kısmı emilir.Emilmeyen kısmı dışkı ile atılır.D vitamini kalsiyumun emilmesine etki eder.Vücuda fazla kalsiyum alınsa bile D vitamini yetersiz olursa kalsiyum bağırsaklarda emilemez.Küçük çocuklarda kalsiyum ve D vitamini yetersizliğine bağlı olarak’raşitizm’ denilen hastalık görülür.Yetişkin insanlarda potasyum kaybı ile ‘osteomalazi’ denilen kemik yumuşaması hastalığı ortaya çıkar.Vücutta en bol bulunan minerallarden biri de fosfordur.Fosfor kalsiyumla birlikte kalsiyum
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder