Karbonhidratlar

KARBONHİDRATLAR

Karbonhidratların Genel Özellikleri

► Yapılarında C, H, ve O atomu bulunur.

► Bitkiler tarafından fotosentez ile üretilirler.

► Fazlası yağa dönüştürülerek vücutta depolandığı için kilo almaya sebep olabilir.

Karbonhidratların Görevleri

► Canlılar tarafından 1.sırada enerji verici olarak kullanılırlar.

► Tüm canlılarda nükleik asitlerin (DNA, RNA) ve ATP’nin yapısına katılırlar.

► Lipit ve proteinlerle birleşerek hücre zarının yapısına katılırlar.

► Bakteri, arke, mantar ve bitkilerde bulunan hücre çeperlerinin yapısına katılırlar.

► Monomerleri arasında Glikozit Bağı taşırlar.

► Genel formülleri: (CH₂O)_n Buradaki n karbon sayısıdır.

Karbonhidrat Çeşitleri

► Taşıdıkları şeker sayısına göre 3 gruba ayrılırlar.

► Bunlar; monosakkaritler, disakkaritler ve polisakkaritlerdir.

Monosakkaritler (Basit Şekerler)

Monosakkaritlerin Genel Özellikleri

► Karbon sayıları 3 - 7 arasında değişir. En basit şekerlerdir.

► Kapalı formülleri (CH₂O)n (n = karbon sayısıdır.) şeklindedir.

► Hücre zarından geçebilecek büyüklüktedir.

► Tek birimden (monomer) oluşurlar.

► Suda çözünürler.

► Daha küçük şekerlere hidroliz ile parçalanamazlar. Yıkımları hücresel solunum veya fermantasyon ile olur.

► Yapılarında glikozit bağı bulunmaz.

► Yıkımları hücre içinde solunum reaksiyonları ile olur.

► Üretimleri; fotosentez ve kemosentez ile olabilir.

► Sindirilmeden direk kana geçerler.

► En önemli monosakkaritler 5 karbonlu (pentozlar) ve 6 karbonlu (heksozlar) olanlarıdır.

Biyolojik Açıdan Önemli Monosakkaritler

5 Karbonlu Monosakkaritler (Pentozlar)

► Riboz ve deoksiribozdur.

a. Riboz; RNA, ATP, NAD ve FAD yapısına katılır.

b. Deoksiriboz ise sadece DNA’nın yapısına katılır.

► Her ikisi de enerji verici olarak kullanılmazlar, yapısal karbonhidratlardır.

► Deoksiribozun ribozdan farkı, bir oksijenin eksik olmasıdır.

► Pentozlar yapıya katılır. Hücrede enerji elde etmek için kullanılmazlar.

► Riboz ve deoksiriboz şekerleri birbirinin izomeri değildir.

► Ribozun kapalı formülü C₅H₁₀O₅

► Deoksiribozun kapalı formülü C₅H₁₀O₄'tür.

6 Karbonlu Monosakkaritler (Heksozlar)

► Glikoz (üzüm şekeri= kan şekeri),

► Fruktoz (meyve şekeri) ve

► Galaktoz (süt şekeri)'dur.

♦ Hepsi suda çözünür. Dolayısı ile hücrenin osmotik basıncını artırırlar.

♦ Kapalı formülleri (C₆H₁₂O₆)'dır. Ancak atomları farklı düzenlenmiştir. Yani birbirlerinin izomeridirler.

♦ İzomer: kapalı formülleri aynı, açık formülleri farklı olan moleküllerdir.

Heksozların hücre zarındaki difüzyon hızları

Galaktoz > Glikoz > Fruktoz şeklindedir.

Glikoz (Kan Şekeri, Üzüm Şekeri)

► Tüm canlı hücrelerde bulunur ve hücrelerin birinci derecede enerji kaynağıdır.

► Glikoz hücrelerde O2’li solunum ile su ve CO2’e kadar parçalanarak ATP enerjisi elde edilir.

► Kan şekeri veya üzüm şekeri olarak ta bilinir.

► Glikoz beyin ve sinir hücrelerinin temel ATP enerji kaynağıdır.

► Sağlıklı bir insanın 100 ml.kanında yaklaşık 100 - 140 mg.glikoz bulunmalıdır.

► Kan şekerinin bu dengede kalmasını pankreastan salgılanan insülin ve glukagon hormonları düzenler.

► Glikoz fotosentez ile bitkiler tarafından üretilir.

► Amino asitler, yağ asitleri gibi diğer organik moleküllere dönüştürülür.

► İnsan ve hayvanlar hazır olarak besinlerle alır.

► Fazla glikoz yağa dönüştürülüp depolanarak aşırı şişmanlığa (obezite) neden olabilir.

► Glikoz proteinlerle birleşerek glikoproteini, lipitlerle birleşerek glikolipiti oluşturur. Bu şekilde yapı maddesi olarak hücre zarının yapısına katılır.

► Glikoz; bir çok disakkarit ve polisakkaritin yapı taşıdır. Bu nedenle karbonhidratların temel birimi olarak ta kabul edilebilir.

Fruktoz (Meyve Şekeri)

► Bitkiler üretir, insan ve hayvanlar hazır alır. 

► Tatlılık derecesi en yüksek olan şekerdir. 

► İnsan ve hayvanlarda karaciğerde glikoza çevrilir ve kana verilir.

► Meyvelerde çok bulunduğu için meyve şekeri de denir.

Galaktoz

► Bitkilerde de bulunmasına rağmen memelilerin sütünde daha çok bulunduğundan süt şekeri olarak adlandırılır. 

► Vücuda alınan glikozlar galaktoza dönüştürülür.

Disakkaritler

► İki tane heksoz şekerin dehidrasyon tepkimesi ile oluşur. 

► Bu sırada bir glikozit bağı kurulur, bir molekül su açığa çıkar.

Monosakkarit + Monosakkarit → Disakkarit +  H₂O

► Hidroliz edilmeden hücre zarından direk geçemezler.

► Sindirilmeden kana karışamazlar.

► Üretimleri dehidrasyon sentezi ile, yıkımları hidroliz ile olur.

► Suda çözünürler.

Canlılarda en çok bulunan disakkaritler

► Maltoz (Arpa Şekeri),

► Sakkaroz = Sükroz (Çay Şekeri) ve

► Laktoz (Süt Şekeri)'dur.

Maltoz (Malt Şekeri = Arpa Şekeri)

♦ İki molekül glikozun bir glikozit bağı ile bağlanması sonucu oluşur.

♦ Bir molekül su açığa çıkar.

♦ En çok arpa tohumlarında bulunur.

♦ Bitkisel kaynaklıdır.

Sükroz (Sakkaroz = Çay Şekeri)

♦ Bir molekül glikoz ile bir molekül fruktozun bir glikozit bağı ile bağlanması sonucu oluşur.

♦ Bir molekül su oluşur.

♦ En yaygın bulunan disakkarittir. Çay şekeri olarak ta bilinir.

♦ Şeker pancarı, şeker kamışı ve havuçta bol miktarda bulunur.

Disakkaritlerin oluşumu dehidrasyon sentezi ile yıkımı hidroliz ile olur. Oluşumları ile ilgili tepkimeler aşağıda verilmiştir.

Laktoz

♦ Bir molekül glikoz ile bir molekül galaktozun bir glikozit bağı ile bağlanması sonucu oluşur.

♦ Bir molekül su oluşur.

♦ Memeli canlıların sütünde bulunur.

♦ Yavrular için karbonhidrat kaynağıdır. 

Polisakkaritler (Kompleks Şekerler)

► Kurulan glikozit bağı kadar su oluşur.

► Hücre zarından doğrudan geçemezler.

► Çok sayıda glikozun glikozit bağı ile bağlanması sonucu oluşan polimerlerdir.

n(Glikoz) → Polisakkarit + (n-1)H₂O

► Polisakkaritler hidroliz edilmeden hücre zarından geçemez.

► Sindirilmeden kana karışamazlar.

► Üretimleri dehidrasyon sentezi, yıkımları hidroliz ile olur.

Önemli Polisakkaritler

► Depo Polisakkaritler

► Nişasta ve

► Glikojendir.

Nişasta

Glikozun bitki hücrelerindeki depo şeklidir.

► Bitki hücresindeki lökoplast organelinde depolanır.

► Ayrıca kök, gövde, yaprak ve tohum gibi bitki kısımlarında depolanır.

► En çok tahıl ve patateste bulunur.

► İnsan, hayvan ve mantar hücrelerinde üretilmez, depolanmaz.

► Sindirim sistemlerinde hidroliz edilerek glikoz birimlerine ayrılıp kana geçer.

► Hayvanların sindirim sistemlerindeki enzimler hidroliz reaksiyonları ile glikoz monomerleri arasındaki glikozit bağları parçalar.

► Nişastanın sindirimi hem bitki hem de hayvanlarda görülür. 

► İnsanda sindirimi hücre dışında sindirim kanalında olur. Sindiriminde Amilaz Enzimi görev yapar.

Glikojen

Glikozun fazlası bakteri, arke, mantar ve hayvan hücrelerinde glikojene dönüştürülerek depo edilir.

► İnsanlar besinlerle vücuduna aldığı glikozun fazlasını daha çok karaciğer ve çizgili kaslarında glikojen şeklinde depo ederler.

► Kas hücrelerindeki glikojen depoları sadece kas hücreleri tarafından tüketilir, kana verilmez.

► Karaciğerdeki depo glikojen ise gerektiğinde glikoza dönüştürülerek kana verilir.

► Glikojen memeli bir hayvanın kanında bulunmaz.

► İnsanda glikojenin sindirimi hem hücre içinde hem de hücre dışında gerçekleşebilir.

► Bitkiler tarafından üretilemez ve tüketilemez.

Yapısal Polisakkaritler

Selüloz

Yeryüzünde en çok bulunan karbonhidrat çeşididir. Çok sayıda glukoz molekülünden oluşur.

► Bitkilerde hücre çeperinin temel maddesidir.

► Selüloz bitkinin sert ve kuvvetli olmasını sağlar.

► Dallanmış yapı göstermez. 

► Suda çözünmez.

► İnsan ve hayvanlarda selülozu sindirecek enzim bulunmadığı için selüloz sindirilemez.

► Ancak selüloz bağırsaklardan mukus salgısını uyardığı, mukus da besinlerin bağırsaklardaki hareketini kolaylaştırıp kabızlığı önlediği için selülozun sağlıklı bir diyette yer alması önemlidir.

Kitin

Yapısında azot (N) bulunan tek karbonhidrattır.

► Çok sayıda glikozun dehidrasyonu ile oluşur.

► Böcek, örümcek, kabuklular (istakoz, yengeç, karides) gibi eklem bacaklıların dış iskeletinin yapısını oluşturur.

► Saf kitin yumuşaktır. Ancak kalsiyum karbonat ile birleşerek sertleşir.

► Ayrıca mantarların hücre çeperlerinde de bulunur.

► Suda çözünmez.

► Saf kitin sağlam ve esnek olduğundan ameliyat ipi olarak da kullanılır.

► Bu iplikler ameliyat yarası iyileştikten sonra kendiliğinden ayrışır.

Polisakkaritlerin Çeşitli Olmasının Nedeni;

► Monomerleri aynı çeşit (sadece glikoz) olduğu halde glikozun bağlanma biçimlerinin ve glikoz sayısının farklı olması polisakkarit çeşitlerini ortaya çıkarır.

► Örneğin, selülozda glukozlar düz zincir şeklinde, nişastada bir kısmı dallanmış bir kısmı düz zincir şeklindedir.

► Glikojende dallanma oldukça fazladır.

► Bu farklı durumların oluşmasının nedeni reaksiyonlar sırasında görev alan enzimlerin farklı olmasıdır.