Canlıların Temel Bileşenleri 2

Bir madde birlikteliğinde cereyan eden enerji dönüşümlerinin incelenmesi termodinamik olarak adlandırılır. Kapalı bir sistem çevreden izole olmuştur. Enerji bir açık sistem içinde sistem ile çevresi arasında aktarılabilir. Canlılar açık sistemler olarak bilinir.

Termodinamiğin birinci yasasına göre evrenin enerjisi sabittir. Enerji aktarılabilir ve dönüştürülebilir, ancak yeniden yaratılamaz ya da yok edilemez. Her enerji aktarımı ya da dönüşümü evreni daha düzensiz hale getirir. Buna entropi denir. Birçok durumda entropi artışı sistemin organize yapısındaki fiziksel bozulmayla kendini gösterir. Buna termodinamiğin ikinci yasası denir.

Serbest enerji nasıl formüle edilir?

Ekzergonik tepkime net olarak serbest enerji salınmasıyla sürer. Ekzergonik tepkime için G = – negatifdir.

C6 H12O6 + 6O2 à 6CO2 + 6H2O
G = – 686 kcal/mol( -2870 kj/mol)

Endergonik tepkime çevresinden enerji alan tepkimedir. Bu tip tepkime çevresinden serbest enerji depoladığı için G pozitifdir. Bu tür tepkimeler kendiliğinden süremez.

Fotosentez için gereken enerji G= + 686 kcal/mol dür.

ENERJİNİN TEMEL MOLEKÜLÜ “ATP”

ATP sentezi reaksiyonlarına FOSFORİLASYON
ATP yıkımı reaksiyonlarına DEFOSFORİLASYON

ENZİMLER

Enzimin etkilediği maddeye sübstrat denir. Her enzim belli bir reaksiyona etki eder. Bunun sebebi enzimin sübstratla birleşen aktif yüzeyidir. Örneğin Sükroz maddesi sükraz enziminin aktif yüzeyine uyar ve birleşerek enzim sübstrat kompleksini oluşturur.
Enzim sübstratları ürünlere- dönüştürerek serbest bırakır. Enzimin aktif bölgesi başka bir sübstrat için hazır hale gelir.
Her enzim belli bir sıcaklık derecesinde çalışır.İnsanlardaki birçok enzim 35-40 C de çalışır. Enzimlerin en iyi çalıştığı sıcaklığa OPTİMUM sıcaklık denir. Birçok enzimin pH değeri 6-8 arasında olmakla beraber, midedeki sindirim enzimi olan pepsin pH 2 de en iyi şekilde çalışır.

Enzimlerin engellenmesi (İnhibisyon)

Bazı kimyasal maddeler enzimlerin çalışmasını (İnhibisyon) engellerler. Kovalent bağlarla oluşan inhibisyon geri dönüşümsüzdür. Kompetetif inhibitörler sübstratı taklit ederek aktif bölgeye bağlanırlar. Böylece enzimin üretkenliğini azaltırlar
Kompetetif olmayan inhibitörler ise enzimin bir başka bölgesine bağlanarak enzimin aktif yüzeyinin değişmesine neden olurlar. Böylece reaksiyon engellenmiş olur. Birçok antibiyotikler bakteri enzimleri için inhibitördür.DDT gibi tarım ilaçları insan sinir sistemi enzimleri için inhibitör olarak çalışır.

Metabolik kontrol genel olarak allosterik denetime bağlıdır.
Allosterik bölgeler aktif bölgeler dışındaki kısımlar olup enzim regülatörlerinin bağlandığı özgül reseptörlerdir. Aktif form bir allosterik aktivatör molekül tarafından kararlı hale getirilir.
İnaktif form bir allosterik inhibitör molekül tarafından kararlı hale getirilir. Aktivatörler enzimlerin çalışmasını kolaylaştırırken , inhibitörler enzim etkinliğini azaltırlar. İşbirliği Sübstrat molekülleri allosterik aktivasyona benzer bir mekanizma ile bir enzimin katalitik gücünü stimüle edebilirler. İşbirliği olarak adlandırılan bu mekanizma ile , bir sübstrat molekülü sayesinde enzimin diğer sübstrat moleküllerini daha hızlı kabul etmesi sağlanmış olur.

…