Makromoleküler: Karbonhidrat, Yağ ve Protein Nedir?
SOURCE:Bilimup
Karbonhidrat, yağ ve proteinler vücudumuzun yapısını oluşturur ve her türlü metabolik faaliyetlerde kullanılır. Besin yoluyla alınan veya vücudumuzda üretilen makromoleküllerin nasıl oluştuklarını ve görevlerini tanıyalım.
Diyet yaparken sık sık tüketilen besinlerin şeker, yağ ve protein oranlarına dikkat etmemiz gerektiği söylenir. Hatta bir diyetisyenle çalışıyor iseniz size günlük ne kadar protein, yağ ve şeker tüketmeniz gerektiğini size söyler. Peki, çeşit çeşit yiyecek tüketmenize rağmen bu yiyeceklerin sadece şeker, yağ ve protein olarak sınıflandırıldığını fark ettiniz mi? Yiyecekler içeriğindeki bileşenlere göre vücutta farklı işlevler için kullanılmaktadır. Bu bileşenleri minik minik lego parçaları olarak düşünebiliriz. Bu parçalar bir araya gelerek daha büyük bir yapı oluşturur. Bu yapılar şekli ve yapısı itibariyle vücudumuzda belirli bir bölgeye tıpkı yapboz parçası gibi yerleşir ve işlevsel hale gelir.
Vücudumuz, temelde karbonhidrat, yağ ve proteinden oluşur. Sağlıklı bir insanda yaklaşık olarak %62 su, %16 protein, %6 mineral ve %1’den daha az karbonhidrat bulunur. Karbonhidratlar genellikle şeker olarak bilinir. Bu oranlar kişilerin yaşam biçimine, cinsiyetine göre değişebilir. Karbonhidrat, yağ ve proteinlere makromolekül denir.
Makromolekül Nedir?
Makromolekül, küçük yapıtaşlarının mini legolar olarak bahsettiğimiz monomerlerin bir araya oluşmuş büyük moleküler yapılardır. Monomerler, kovalent bağlar ve zayıf bağlar ile bir araya gelebilir ve büyük molekül yapıları oluşturur bu işleme “polimerleşme” denir. Makromoleküller, bu yüzden polimer olarak da adlandırılır. Karbonhidrat, yağ ve protein polimer yapılarını tanıyalım.
Karbonhidrat Nedir ve Çeşitleri Nelerdir?
Siz de sık sık şeker tüketenlerden misiniz? Yoksa şekeri kesip 10 kilo verenlerden misiniz? Sosyal medyada çok kullanılan “gluteni ve şekeri kestim" esprisine de denk gelmiş olabilirsiniz. Bahsedilen şeker ise en temel makromoleküllerimizden biri olan karbonhidrattır.
Karbohidratlar: Karbon, hidrojen, oksijen atomlarından ve su moleküllerinden oluşur. Yaklaşık olarak bir karbon atomuna karşılık bir su molekülü yer alır. Karbon, hidrojen ve oksijenden oluşan kimyasal yapı karbonhidratların yapıtaşını, “glikozu” oluşturur. Glikozların bir araya gelmesi ile diğer karbonhidrat zincirleri ortaya çıkar. Zincirler farklı uzunluktadır. Örneğin günlük hayatta en sık tükettiğimiz yiyeceklerden biri olan patatesin içerisinde nişasta bulunur. Nişasta, bir karbonhidrat çeşididir ve yüzlerce glikozun bir araya gelmesiyle oluşur.
Karbonhidratlar; yapı ve görev olarak çeşitlere ayrılır. Bu çeşitlilik, glikozların farklı sayılarda ve farklı kombinasyonlarla birbirine bağlanmasından kaynaklanmaktadır. Glikozlar birbirine bağlanıp, farklı şekillerde dallanabilir. Buna göre karbonhidratlar: Basit şekerler (monosakkaritler), disakkaritler ve polisakkaritler olmak üzere üç grupta incelenir.
Monosakkaritler
Monosakkaritler (Latince, mono: bir; sakkar: tatlı), en bilenen üyesi glikoz olan basit şekerlerdir. Monosakkaritler, sayısı genellikle 3-7 arasında değişen karbon atomu içerirler ve daha küçük parçalara ayrılamazlar. Genellikle kimyasal yapısı halkalıdır. Besin kaynağı bakımından önemli olan monosakkaritler 6 karbona sahip heksozlardır. Bunlardan glikoz (üzüm şekeri), fruktoz (meyve şekeri, levüloz) ve galaktoz (süt şekeri) en önemlileridir.
Disakkaritler (Latince, di: iki), iki monosakkaritin kimyasal bağ ile bir araya gelmesi sonucunda oluşur. Kimyasal bağların oluşması için çeşitli tepkimeler vardır. Dehidrasyon veya kondenzasyon tepkimeleri iki monosakkarit arasında kimyasal bağ kurmasını sağlar. Bu süreçte, bir monosakkaritin hidroksil grubu, bir su molekülü açığa çıkararak ve glikozidik bağ olarak da bilinen kimyasal bağı oluşturarak, bir başka hidroksil grubunun hidrojeniyle birleşir.
Disakkarit kelimesi her ne kadar yabancı gelse de disakkaritleri günlük hayatımızda çok iyi tanıyoruz. Sofra şekeri, bir disakkarit çeşidi olan sakkarozdur. Glikoz ve fruktoz monomerlerinin birleşimi ile oluşur. Bir diğer disakkarit laktozdur (süt şekeri). Glikoz ve galaktoz monomerlerinin birleşmesi sonucunda oluşur. Laktoz, en çok sütte bulunan ve süt şekeri de denilen bir disakkarit. Sütün en önemli karbonhidratıdır. Sütün aromasında önemli bir payı bulunmaktadır. Bir diğer önemli disakkarit ise maltozdur. Maltoz, sofra şekerine göre daha az tatlıdır. İki tane glikozun bir araya gelmesi sonucunda oluşur.
Polisakkaritler
Glikoz, fruktoz ve galaktoz gibi çok sayıda monomerlerin glikozidik bağlar ile bir araya gelmesi ile büyük yapılar oluşur, bu yapılara polisakkarit denir. Polisakkaritler, depolanarak veya yapıya katılarak canlı metabolizmasında kullanılır. Depolama bitki ve memelilerde farklı şekillerde olur, bir araya gelen monomerler birbirlerine farklı noktalardan bağlanır. Glikojen ve nişasta iki farklı depo polisakkaritidir. Örneğin, glikojende bir monomerin 1. noktası ile 4.noktası birbirine bağlanırken, nişastada 1. nokta ile 4. nokta arasındaki bağ glikojenden farklı giriş noktasından bağlanır. Bu şekilde ortaya çıkan dallanmalar ve farklı biçimde paketlenmeler polisakkaritlerin fiziksel özelliklerini çeşitlendirir.
Memelilerde karbonhidratlar glikojen olarak depolanırken, bitkilerde nişasta olarak depolanır. Patates, en çok nişasta oranına sahip bitkilerden biridir. Patates tükettiğimizde depolanan nişastayı tüketir ve sindiririz. Büyük parçalardan monomerlerine yani glikoz parçalarına ayrılan nişasta, vücudumuzda glikojen olarak depolanır. Enerjiye ihtiyaç duyulduğunda ise tekrar parçalanır ve glikoz enerji üreten metabolik tepkimelerde kullanılır.
Polisakkaritler, depolanabildiği gibi yapıya da katılır. Sağda solda gördüğümüz hamam böceklerinin kabukları “kitin” isimli yapı polisakkarittir. Benzer şekilde mantarların hücre çeperi de kitinden oluşur. Bitkilerdeki yapı polisakkariti ise bugün en çok kullandığımız yapı malzemelerinden “selülozdur.” Karbonhidratlar yeryüzünde en çok bulunan karbonhidrat çeşididir.
Vücudumuzda bulunan bir diğer yapı maddesi ise lipitler: yağlardır.
Lipitler: Yağlar Nedir?
Lipitler yani yağ molekülleri vücudumuzun en temel yapı maddelerinden biridir. Hücrelerimizin dışı lipitler ile çevrilidir ve hücrenin yaşamı lipit yapı sayesinde devam eder. Çeşitli lipit yapılar vardır. Lipitler; trigliseritler, fosfolipitler ve steroidler olarak gruplandırılabilir.
Eter, kloroform, benzen, aseton gibi organik çözücülerde çözünebilirler. Suda çözünmez ya da çok az çözünürler. Yapılarında karbon (C), hidrojen (H), oksijen (O) elementleri bulunur. Ek olarak fosfor (P) ve azot (N) da bulunabilir, bu elementlerle işlevleri değişir. Hücre zarında bulunan lipitler, fosfor içeren bir baş kısma sahiptir. Bu kısım fosfordan dolayı suda çözünür haldedir.
Lipitleri, günlük hayatımızda katı ve sıvı yağlar, mumlar ve kolesterol gibi hormon olarak karşımıza çıkar.
Katı ve Sıvı Yağlar
Yağlar, bir gliserol omurgası ve üç yağ asidi kuyruğundan oluşur. Gliserol molekülünü ince bir dal gibi düşünürsek, bu dala bağlanmış sallanan 3 tane kuyruklu yapı uzun karbon zincirleridir. Bu yapıya triaçilgliserol veya trigliserit (Latince, tri: üç) denir. Trigliseritler, vücudumuzda adiposit isimli yağ dokularında deri altında depolanır. Bazıları ise serbest halde bulunabilir.
Uzun karbon kuyrukları, yağların sıvı veya katı olmasını etkiler. Eğer karbon zincirinde çift karbon bağı varsa “doymamış yağlar" olarak adlandırılır. Örneğin, zeytinyağı, hindistancevizi yağı gibi sıvı yağlar doymamış yağlardan oluşur. Eğer karbon zincirinin tamamı tekli karbon bağlarından oluşursa bu yağlar oda sıcaklığında katıdır ve “doymuşyağlar” olarak adlandırılırlar.
Doymamış bağlar, teknolojik uygulamalar ile doymuş yağlara çevrilmektedir. Yani çift bağlar, tekli bağlara dönüştürülür. Bu çeşit yağlar, insan sağlığına zararlı olduğu bilinen “transyağlardır”. En çok bilinen trans yağ ise margarindir.
Kuşların Suda Islanmamasının Sebebi Lipitlerdir
Denize dalıp çıkan martıları hiç gördünüz mü? Eğer dikkat ettiyseniz, martının tüyleri suya hiç temas etmemiş gibi kupkurudur. Martılarda gözlemleyebileceğimiz bu olay diğer kuş türlerinde de görülebilir. Kuşların suda ıslanmamasının sebebi ise lipitlerden oluşan mum tabakasıdır. Lipitler, suyu sevmez ve suda çözünmezler bu sayede mum tabakası, suyun içeriye girişini ve yüzey tarafından emilmesini engeller. Benzer şekilde, bitkilerde de mum tabakası bulunur, bu sayede yaprakların üzerindeki damlacıkları görürüz.
Hücrelerin Sinyali: Steroidler
Steroidler, büyük halkalı lipitlerdir. Hücreler arasında sinyal olarak kullanırlar. Cinsiyet hormonlarının üretilmesi steroidler üzerinden sağlanır. Hormonlar hücreler tarafından bir sinyal olarak algılanır ve metabolizma buna göre düzenlenir.
Bir diğer steroid çeşidi ise “kolesteroldür" ve karaciğerimizde üretilir. Kolesterol, besin D vitamini ve safra asitlerinin üretilmesine yardımcı olur. Kolesterol aynı zamanda hücre zarlarının kilit bileşenidir ve zarların akışkanlığını sağlar.
Proteinler: Hücrelerin Muhteşem Makineleri
Proteinler, vücudumuzda en çok bulunan yapı maddesidir. Öyle ki kaslarımız, kemiklerimiz, derimiz, saçlarımız yani vücudumuzun neredeyse tüm kısımları proteinlerden oluşur. Ayrıca, birçok kimyasal reaksiyonun gerçekleşmesini sağlayan enzimleri ve kanınızda oksijen taşıyan hemoglobini oluşturur. En az 10.000 farklı protein sizi olduğunuz kişi yapar ve bu şekilde kalmanızı sağlar.
Protein, amino asitler adı verilen yirmiden fazla temel yapı taşından (monomer) oluşur. Amino asitler vücudumuzda depolanmaz. Bu yüzden vücudumuz bunları iki farklı şekilde üretir: ya sıfırdan ya da diğer moleküleri dönüştürerek.
Dönüştüremediğimiz ya da üretemediğimiz proteinleri ise dışarıdan almak zorundayız. Bu amino asitlere “esansiyel amino asitler” denir. Bunlar dokuz tanedir ve (histidin, izolösin, lösin, lizin, metiyonin, fenilalanin, treonin, triptofan ve valin) gıdalardan alınmalıdır.
Esansiyel amino asitlerle birlikte yaygın olarak 20 çeşit amino asit bulunur. İnsan vücudu, 20 amino asidin farklı kombinasyonlarından yapılmış yaklaşık 1.000.000 farklı türde protein içerir.
Yiyeceklerle aldığımız yağ, karbonhidrat ve proteinler vücudumuzda çeşitli şekillerde görev alır. Aldığımız fazla şeker yani karbonhidrat vücudumuzda depolanmaz, enerji ihtiyacını karşılamak için ilk olarak karbonhidratlar kullanılır. Fazlası ise yağ olarak depolanır. Yağlar sindirilip enerji metabolizmasında kullanıldığında en çok enerjiyi verir. Verilen kilolar da çoğunlukla yağ yakımı ile gerçekleşir. Bu işlem ise nefes alış-verişimiz ve terleme ile yapılır. Proteinler, vücudumuzun yapısına katılır, genellikle enerji ihtiyacı en son kullanılır.
