Makromolekülerlerin Yapısı ve İşlevi
Polimerlerin Çoğu Makromoleküldür
Hücreler oldukça küçük moleküllerin zincir halinde biraraya gelmesi ile makromolekülleri oluşturur ve bunlara “polimer”adı verilir. Bir polimer için yapı taşı oluşturan moleküllere “monomer” adı verilir. Bu monomerlerin bazıları izole durumlarda da başka işlevlere sahip olabilir. Biri hidroksi grubu (-OH)na, diğeri hidrojen (-H) grubuna sahip iki monomer olsun. Bir polimerin oluşabilmesi için kondensasyon tepkimesi sürekli olarak tekrarlanır, bu arada her bir monomer zincire eklenir. Hücre bu tepkime için enerji kullanır. Bu tepkime enzim kullanımı ile desteklenir ve hücredeki kimyasal tepkime hızını artıran özel proteinlerle gerçekleştirir. Polimerler hidrolizle monomerlere ayrılır. Bu kondensasyon olayının tersidir.
Hidroliz denince bir maddenin su ile çözünümü akla gelir. Hidroliz için sindirim olayı iyi bir örnektir. Besindeki organik maddelerin önemli bir bölümü, hücrelere girebilecek büyüklükte olmayan polimerler şeklindedir. Bu polimerler sindirim sistemindeki enzimler tarafından yıkılmaya başlar ve onların böylece hidrolizi süratlenir. Serbestleşen monomerler daha sonra kan dolaşım sistemine geçer ve böylece vücudun gereksinim duyulan bölümlerindeki hücrelere taşınır. Bu hücrelerdeki monomerler, kondensasyon tepkimeleri ile polimerlere bağlanır. Bunlar sindirimle yıkılan maddelerden ayırt edilir.
Hücreler binlerce farklı makromolekül taşır. Aynı organizmada hücre tipinden hücre tipine farklılık gösterir. Hatta tek yumurta ikizlerinin hücrelerindeki polimerlerde bile farklar olabilir. Canlı dünyasındaki polimer zenginliği, sonsuz denecek düzeydedir. Tüm makromoleküller sadece 40-50 yaygın ve çok az sayıdaki seyrek monomerden oluşur. Örneğin proteinler 20 aminoasitten oluşabilir. Bunlarında en az 100’ünün belli kurallar çerçevesinde, zincir gibi bir araya gelmesi gerekir.
Canlıların en temel yapısal maddeleri olan karbonhidrat, protein, lipid ve nukleik asitlerin özellikleri aşağıda açıklanacaktır.
Karbonhidratlar
Karbonhidratlar şeker ve onların polimeridir. En basit KH’lar “mono-sakkarid” veya basit şekerlerdir. Disak-karidler çift şeker olup, birbirine bağlı iki monosakkaridin kondensasyonu ile oluşur. KH’lar polisakkarid şeklindeki makromoleküllerden de oluşabilir, bunlar birçok şekerden oluşan polimerlerdir.
Monosakkaridler Basit şekeri ifade eder. CH2O genel formülü ile ifade edilir. Örneğin Glikoz en sık rastlanan bir monosakkarid olup yaşam için merkezi bir öneme sahiptir. Glikozun yapısında bir
şekeri belirleyen tüm özellikleri görmek mümkündür. Çift bir bağla oksijene bağlanan ve karbonil grubundaki biri dışında her karbon bir hidroksi grubu taşır. Karbonil grubunun konumuna bağlı olarak bir şeker ya aldoz(se) ya da ketoz(se) ‘dur. Glikoz bir aldose olduğu halde fruktoz bir ketosedir( KH’m çoğu
-ose son eki ile biter). Şekerlerin sınıflandırılmasında bir başka ölçüt olarak
karbon iskeletinin büyüklüğü de ele alınır. Glikoz, Fruktoz ve diğer bazı şekerler altı karbon atomlu olup Hexoz adını alır. Aynı şekilde Trioz ve Pentozlar da çok yaygındır.
Disakkaridler
İki monosakkarid arasındaki kovalent bağla birbirine bağlanan (=glikozidik bağ)iki monosakkaridden bir disakkarid oluşur. İki glikozun bir araya gelmesi ile oluşan maltoz malz şekeri olarak bilinir ve bira imalinde kullanılır. Sütte bulunan laktoz da başka bir disakkariddir.Bitkiler KH’ı genelde sakkaroz olarak yapraklardan köke ve diğer fotosentez yapmayan organlara iletirler.
Polisakkaridler
Polisakkaridler makromoleküllerdir.Bunlar yüzlerce, hatta bazen binlerce monosakkaridin biraraya gelmesi ile oluşan polimerlerdir. Bazı polisakkaridler depo materyali olarak görev yapar ve gerektiğinde hücreye şeker sağlar. Diğer bir kısmı ise hücre veya organizmanın tamamında yapı maddesi olarak destek ve koruyucu görev üstlenir.
