KARBOHİDRATLAR
Karbohidratların Genel Özellikleri
► Yapılarında C, H, ve O atomu bulunur.
► Bitkiler tarafından fotosentez ile üretilirler.
► Fazlası yağa dönüştürülerek vücutta depolandığı için kilo almaya sebep olabilir.
Karbohidratların 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.
| Karbohidratların düzenleyici görevleri yoktur. |
Karbohidrat Çeşitleri
► Taşıdıkları şeker sayısına göre 3 gruba ayrılırlar.
► Bunlar; monosakkaritler, disakkaritler ve polisakkaritlerdir.
| Karbohidrat Çeşitleri | |||||
| Monosakkaritler | Disakkaritler | Polisakkaritler | |||
| 3 Karbonlular (Triozlar) | Pirüvik Asit, PGAL (Fosfogliser Aldehit) vb. | Maltoz, Sükroz (Sakkaroz) ve Laktoz | Yapısal Polisakkaritler | Depo Polisakkaritler | |
| 5 Karbonlular (Pentozlar) | Riboz ve Deoksiriboz | Selüloz ve Kitin | Nişasta ve Glikojen | ||
| 6 Karbonlular (Heksozlar) | Glikoz, Fruktoz ve Galaktoz | ||||
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 karbohidratlardır.
► 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.
| Glikozun fazlası insan ve hayvanlarda karaciğer ve kas hücrelerinde glikojen olarak depo edilir. Bitkilerde ise nişasta olarak depo edilir. |
| Glikoz yıkımı ve bir şekilde depolanması tüm canlılarda ortaktır. |
► 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 karbohidratların 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.
| Galaktoz, hayvanlarda bulunmakla birlikte, şeker pancarında, bazı bitkilerden elde edilen reçinelerde de bulunur. |
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 karbohidrat kaynağıdır.
| Maltoz ve sükroz bitkisel, laktoz hayvansal kökenli disakkaritlerdir. |
Polisakkaritler (Kompleks Şekerler)
| Polisakkaritler | |
| Bitkisel | Hayvansal |
| Nişasta (Depo) | Glikojen (Depo) |
| Selüloz (Yapısal) | Kitin(Yapısal) |
► 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.
| Glikozun nişasta şeklinde depo edilmesinin temel amacı, hücre içi osmotik basıncın ayarlanmasıdır. Çünkü glikoz suda çözünür, osmotik basıncı arttırır. Nişasta suda yeteri kadar çözünmez. |
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 karbohidrat 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.
| Selülozun yapısında yer alan glukozlar arasındaki bağlar hayvanlar tarafından üretilen herhangi bir enzim tarafından parçalanamaz. Ot yiyen hayvanlar ve termitler gibi böceklerin sindirim sistemlerindeki mikroorganizmalar selülozu parçalar. Dolayısı ile bu canlılar selülozdan faydalanmış olur. |
Kitin
Yapısında azot (N) bulunan tek karbohidrattır.
► 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.
| Kitin, bakteri ve mantar gibi mikroorganizmalar ve bazı bitkiler tarafından üretilen kitinaz enzimi tarafından sindirilir. Bu enzim insan sindirim sisteminde yoktur. Dolayısı ile kitin insanlarda sindirilemez. |
| Monomerler arasında oluşan bağ çeşidi sadece karbohidratlarda çeşitliliğe neden olurken yağlarda ve proteinlerde çeşitliliğe neden olmaz. Nişasta, glikojen, selüloz gibi polisakkaritler tek çeşit monomerden (glikozdan) oluşur. |
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.
| Bazı Özellikler | Karbohidrat | Yağ | Protein |
| Yapısındaki Elementler | Genellikle C, H ve O | C, H, O (Bazılarında N ve P) | C, H, O, N (Bazılarında S ve P) |
| Monomerleri | Glikoz, Fruktoz, Galaktoz, Pentoz | Nötral yağlar için Yağ Asitleri ve Gliserol | Aminoasitler |
| Monomerler arasında oluşan bağ çeşitleri | Glikozit Bağı | Ester Bağı | Peptit Bağı |
| Enerji verimleri | 4 kcal/g | 9 kcal/g | 4 kcal/g |
| Kullanım Sırası | 1 | 2 | 3 |
| Yapıya katılma miktarı | 3 | 2 | 1 |
Konuya Ait Videolar
Konu İle İlgili Sorular
Soru 1.
Buğday bitkisinin hücre duvarı, bitkiyi dış etkilere karşı koruyan, yapısal destek sağlayan sert ve dayanıklı bir yapıdır. Bu yapı, glikoz türevlerinden oluşan ve bitki hücrelerine mekanik dayanıklılık kazandıran özel bir polisakkarit içerir.
Buğday bitkisi, fotosentez yoluyla ürettiği glikozu enerjiye ihtiyaç duyduğunda kullanılmak üzere bir polisakkarit biçiminde depolar. Bu polisakkaritler özellikle tohum kısmında birikir ve insanlar tarafından tüketildiğinde sindirilerek enerji kaynağı olarak kullanılır. Bu yönüyle buğday, sadece bitkinin kendi yaşamsal faaliyetlerini sürdürmesi için değil, aynı zamanda insanların günlük enerji ihtiyacını karşılaması açısından da önemli bir karbohidrat kaynağıdır.
Buğday bitkisinde hücre duvarının yapısına katılan ve bitkide depo edilerek insanlar tarafından besin olarak tüketilen polisakkarit çeşitlerini yazınız.
Doğru Cevap İçin Tıklayınız...
Açıklaması:
🔹 Hücre duvarının yapısına katılan polisakkarit: Bitkilerin hücre duvarında selüloz bulunur. Selüloz, glikoz monomerlerinin bağlanmasıyla oluşmuş yapısal polisakkarittir. Bitkiye sertlik ve dayanıklılık kazandırır. 👉 Cevap: Selüloz
🔹 Depo edilen ve insanlar tarafından enerji kaynağı olarak kullanılan polisakkarit: Buğday gibi tahıllar fotosentezle ürettikleri glikozu nişasta şeklinde depolar. Nişasta özellikle tohum kısmında (endosperm) birikir. İnsanlar bu nişastayı sindirip glikoza çevirerek enerji kaynağı olarak kullanır. 👉 Cevap: Nişasta
✅ Sonuç: Hücre duvarında bulunan polisakkarit: Selüloz Depo edilen ve besin olarak kullanılan polisakkarit: Nişasta 👉 Yani buğday bitkisinde hem selüloz (yapısal destek) hem de nişasta (enerji deposu) polisakkaritleri bulunur.
Soru 2.
Biyoloji dersinde öğrenciler, üç çalışma grubuna ayrılmış ve her gruptan polisakkaritlerle ilgili aşağıdaki konuları araştırmaları istenmiştir.
I.Grup: Nişasta ve glikojenin yapısal benzerliklerini araştırıp hazırladıkları raporu sınıfa sunacaklardır.
II.Grup: Nişasta ve glikojenin işlevsel özelliklerini araştırıp sınıfa sunacaklardır.
III.Grup: Yapısal polisakkaritleri araştırıp sınıfa sunacaklardır.
Grupların araştırmaları sonucunda ulaştıkları bilgiler aşağıda verilmiştir.
Grupların polisakkaritlere ilişkin derledikleri bilgileri inceleyip doğru ve yanlış bilgileri ayırt ediniz. Belirlediğiniz yanlışları düzelterek ifadelerin doğru şeklini aşağıya yazınız.
Doğru Cevap İçin Tıklayınız...
Açıklaması:
1. Grup (Nişasta ve Glikojenin Yapısal Benzerlikleri)
Bilgi 1: “Nişasta ve glikojen, çok sayıda monosakkaritin dehidrasyon tepkimesiyle oluşturduğu uzun zincirli makromoleküllerdir.” ✅ Doğru. Çünkü her ikisi de glikoz monomerlerinin glikozit bağlarıyla birleşmesi sonucu oluşur.
Bilgi 2: “Nişasta ve glikojenin yapısında glikoz, fruktoz ve galaktoz bulunur.” ❌ Yanlış. Nişasta ve glikojen yalnızca glikoz monomerlerinden oluşur. Fruktoz ve galaktoz bu moleküllerin yapısında bulunmaz. 👉 Doğrusu: “Nişasta ve glikojenin yapısı sadece glikoz monomerlerinden oluşur.”
2. Grup (Nişasta ve Glikojenin İşlevleri)
Bilgi 1: “Nişasta; bitkilerin kök, yumru ve tohumlarında depolanarak büyüme, gelişme ve üreme dönemlerinde bitkinin ihtiyaç duyduğu enerjiyi sağlar.” ✅ Doğru.
Bilgi 2: “Glikojen, hayvanlarda karaciğer ve iskelet kaslarında depolanır. Gerektiğinde glikoza dönüştürülerek kan şekerinin düzenlenmesinde ve kaslarda enerji üretiminde kullanılır.” ✅ Doğru.
👉 Bu grubun verdiği bilgiler tamamen doğru.
3. Grup (Yapısal Polisakkaritler)
Bilgi 1: “Selüloz ve kitin yapısal polisakkarittir.” ✅ Doğru.
Bilgi 2: “Selüloz, bitki hücre duvarının; kitin ise mantar hücre duvarının ve eklem bacaklıların dış iskeletinin bileşenidir.” ✅ Doğru.
👉 Bu grubun verdiği bilgiler de tamamen doğru.
✅ Sonuç – Yanlış ve Düzeltilmiş İfade
Yanlış olan: 1. grubun “Nişasta ve glikojenin yapısında glikoz, fruktoz ve galaktoz bulunur.” ifadesi.
Doğrusu: “Nişasta ve glikojen sadece glikoz monomerlerinden oluşur.”
👉 Yani grupların araştırmalarında sadece 1. grup 2. bilgide hata yapmış, diğer tüm bilgiler doğru.