Çok Fonksiyonlu Bileşikler: Aminoasitler ve Karbonhidratlar

Organik bileşikler birden fazla fonksiyonel grup içerebilir. Günlük hayatta hücrelerin işleyişine etki eden ve hücrenin hayatta kalmasını sağlayan tepkimeler birden fazla fonksiyonel grup içeren organik bileşikler sayesinde olmaktadır. Aşağıdaki görselden fonksiyonel grupları inceleyebilirsiniz.

Çok fonksiyonlu organik bileşiklere örnek vermek gerekirse; alanin, glikoz, sitrik asit, pikrik asit ve salistik asit sayılabilir. Çok fonksiyonlu organik bileşikler içerdikleri fonksiyonel grupların kimyasal özelliklerini gösterir. Bu durumu amino asitler ve karbonhidratları inceleyerek açıklayalım.

Amino Asitler

Proteinler, amino asitlerin zincir halinde birbirlerine bağlanması sonucu oluşan büyük organik bileşiklerdir. Proteinler, açlık anında en son tüketilirler. Kimyasal sindirimleri midede başlar. Bütün hücrelerin büyük bir kısmı proteinden oluşmaktadır.

Her aminoasitte karboksil grubu (COOH), hidrojen grubu (H), amino grubu (NH₂) ve radikal (değişken) grubu (R) bulunur. Aminoasitlerin sadece radikal grupları değişiklik gösterir. Bu sayede aminoasitler birbirinden farklı özellikler gösterir. Canlılarda kullanılan 20 çeşit amino asit (canlıdan canlıya değişiklik gösterebilir) vardır.

Amino asitler peptileşme tepkimesi vererek dipeptitleri veya polipeptitleri oluşturabilmektedir. Peptitleşme tepkimesinde amino asidin karboksil grubuyla diğer amino asidin amino grubu etkileşime girer ve su çıkarır.

Karbonhidratlar

Karbonhidratlar; yapılarında karbon, oksijen, hidrojen atomlarını bulunduran organik bileşiklerdir. Bütün canlı hücrelerde bulunur. Doğada genellikle büyük moleküller halindedir. Vücuda alınan bu büyük moleküllerin hücrelere iletilmesi için canlı tarafından sindirilmesi ve uygun molekül büyüklüğüne kadar parçalanması gerekir. Genel formülleri C_mH_2nO_nşeklindedir. m ile n sayıları aynı olmak zorunda değildir.

Karbonhidratların hepsinde hidroksi grubu bulunur. Hidroksi grubuna ek olarak aldehit veya keton bulunduran karbonhidratlar da vardır. Amino asitlerde olduğu gibi karbonhidratlar da su çıkışı yaparak uzun zincirler halinde saklanabilir. Bir karbon zinciri içeren karbonhidratlara monosakkarit, iki karbon zinciri içerenlere disakkarit, üç ila altı karbon zinciri içerenlere oligosakkarit ve daha fazla karbon zinciri içerenlere polisakkarit denmektedir.

Monosakkaritler (basit şekerler)

Monosakkaritler içerdekileri karbon atomu sayısına göre bioz (1C), dioz (2C), trioz (3C), tetroz (4C), pentoz (5C) ve heksoz (6C) olmak üzere isimlendirilirler. İçerdikleri C sayısına göre en çok bilinen monosakkaritler:

3C’li şekerler : Gliser aldehit (Triozlar)
5C’li şekerler : Riboz, Deoksiriboz (Pentozlar)
6C’li şekerler : Glikoz, Galaktoz, Fruktoz (Heksozlar)

Monosakkaritlerin adlandırılmasında aldehit veya keton grubunun varlığı da belirtilir. Aldehit grubu varsa “aldo“, keton grubu varsa “keto” ön eki alır.

Monosakkaritler aldehit ve ketonların tepkimelerini ve (yapılarında alkol grubu barındırdığı için) alkollerin tepkimelerini de gerçekleştirirler.

Disakkaritler

Disakkaritler çift şekerlerdir. Bir disakkarit, iki molekül monosakkaritin glikozit bağı ile bağlanmasıyla oluşur. Bu bağlanma sırasında bağ sayısı kadar su ortaya çıkar. Canlılarda en çok bulunan disakkaritler; maltoz (arpa şekeri), sakkaroz diğer adı sükroz (çay şekeri), laktoz (süt şekeri)dir.

Monosakkarit + Monosakkarit Disakkarit + Su

glikoz + glikoz = maltoz + H₂O
glikoz + fruktoz = sakkaroz + H₂O
glikoz + galaktoz = laktoz + H₂O

Maltoz: Arpa şekeri veya malt şekeri olarak adlandırılır iki glikozun dehidrasyon sentezi ile birleşmesiyle oluşur.
Sükroz: Sakkaroz olarak da bilinir çay şekeridir Glikoz ve Galaktozun birleşmesiyle oluşur, şeker pancarı ve şeker kamışı gibi bitkilerden elde edilir.
Laktoz: Süt şekeridir Glikoz ve Galaktozun birleşmesiyle oluşur hayvansaldır.

Polisakkaritler

Polisakkaritler, birden fazla monosakkaritin glikozit bağıyla birleşmesiyle oluşan bileşiklerdir. Glikoz birimlerinin farklı şekilde bağlanması polisakkaritler arasında farklı özelliklerin doğmasına neden olur. “Kompleks şekerler” de denir. Polisakkaritler büyük moleküllerdir hücre zarından geçemezler önce sindirime uğaramalrı gerekir. Ayrıca tatsız olup çoğu suda erimez. En önemlileri; nişasta, glikojen, selüloz ve kitindir.

Nişasta: Bitkisel depo polisakkaritidir, yani bitkiler fotsentezle ürettikleri glikozun fazlasını nişastaya çevirip depo ederler. Nişasta hayvanlarda sentezlenemez ama sindirilebilir. Suda çözünmezler.
Glikojen: Hayvansal depo polisakkaritir. Hayvanlar glikozun fazlasını karaciğer ve kaslarda glikojen olarak depolar. Glikojen bitkilerde sentezlenemez. Mantarlarda da glikojen bulunur. Glikojenler, enzimler tarafından çok çabuk olarak yapılıp, yıkılabilir. Bu sayede insanlarda ve diğer omurgalı canlılarda karaciğer ve kaslar, glikojeni depo edilir. Örneğin insanlar spor yaparken kandaki glikoz azaldığında; karaciğerde bulunan glikojenler parçalanır ve kandaki glikoz oranını arttırılır.
Selüloz: Bitki hücresinin hücre duvarı (çeperi) selülozdan yapılmıştır. Selüloz kağıt, yapay ipek ve patlayıcı maddelerin yapımında da kullanılır. Selüloz bitkinin sert ve kuvvetli olmasını sağlar, otçul hayvanlar selülozu sindirebilirler bunun nedeni ise bağırsaklarında yaşayan simbiyoz bakterileri, protozoa türleri ve odun yiyen bazı böcek türlerinin salgıladıkları selülaz enzimidir.
Kitin: Eklembcaklıların dışındaki kabuksu iskelet kitinden oluşmaktadır ayrıca mantarların hücre duvarı kitinden oluşmuştur.