Açıklama:
Enerji, evrenin doğumundan günümüze kadar her fiziksel ve kimyasal tepkimede gözlemlediğimiz, bu tepkimeleri mümkün kılan olgu olarak karşımıza çıkmaktadır. Öyle ki bu enerji, mikrokosmosdaki bir atomun titreşiminden makrokosmosdaki bir yıldızın patlamasına kadar uç skalalarda varlığını gösterir; fakat enerjinin belki de en iyi bir şekilde gözlemlendiği yer, canlı vücududur.
Canlı, homeostazını (vücut dengesini) koruyabilmek, bir diğer tabir ile canlılığını sürdürebilmek adına çeşitli biyokimyasal reaksiyonlar gerçekleştirerek hayatta kalmaya çalışır. Bu reaksiyonların tümüne metabolizma denir ve vücut içerisinde gerçekleşen tüm yapım ve yıkım olaylarını kapsar. Homeostazı koruyabilmek adına gerçekleştirdiği metabolik aktivitenin büyük bir bölümünde enerjiye ihtiyaç duyar. Bu ihtiyacı, şimdiye kadar tespit edilmiş temelde 4 farklı yöntem ile karşılar:
fotofosforilasyon,
oksidatif fosforilasyon,
substrat düzeyinde fosforilasyon,
kemofosforilasyon.
Her ne kadar birbirinden farklı yöntemler ile enerji üretseler de bu yöntemlerin çalışabilmesi için gereken ortak bir nokta vardır: enzimler!
Anjiyotensin dönüştürücü enzimin bilgisayar ortamında 4.halinin (kuaterner) gösterimi.Wikipedia
Enzim Nedir? Katalizör ile Farkları Nelerdir?
Enzimler, doğada halihazırda gerçekleşmekte olan tepkimeleri çok daha düşük enerji gereksinimi ile çok daha kısa sürede gerçekleştiren, ağırlıklı olarak protein yapıdan oluşan, fonksiyonel bir biyokatalizördür. Katalizör ise "hızlandırıcı" anlamına gelir ve enzimler, düşük enerji ile tepkimeyi başlatması nedeniyle bu şekilde isimlendirilir.
Her ne kadar çoğu zaman eş anlamlı olarak kullanılsalar da, aslında aynı şeyi ifade etmezler: Her enzim bir katalizördür; ancak her katalizör bir enzim olmak zorunda değildir; yani "katalizör" daha genel bir tabir, "enzim" ise daha dar bir tabirdir.
Hücre Biyolojisi ile ilgili diğer içerikler ›
İnsanlık, Muazzam Miktarda Veri Üretiyor ve Bunları Depolamak İçin DNA-Temelli Belleklere İhtiyacımız Olacak!
Aminoasit Nedir? Proteinler Ne İşe Yarar? Aminoasitler, Bir Araya Gelerek Proteinleri Nasıl Oluşturur?
Bebeklerin Göz ve Saç Renkleri Neden Değişir?
Enzimler ve Katalizörler Arasındaki Farklar
Enzimler:
Organik biyokatalistlerdir.
Yüksek moleküler globüler protein içerirler; dolayısıyla moleküler ağırlıkları yüksektir.
Bütün bilinen enzimler katalisttir.
Enzim reaksiyon oranları daha yüksektir.
Kimyasal reaksiyon oranını artırır ve substratı ürüne dönüştürür.
Fazlasıyla özelleşmiştir ve bol miktarda kaliteli artıklar çıkarırlar.
Karbon-karbon (C-C) ve karbon-hidrojen (C-H) bağları içerir.
İki yaygın enzim türü aktivasyon ve inhibisyon enzimleridir.
Örnek olarak lipaz ve amilaz enzimleri verilebilir.
Katalizörler:
İnorganik yapılıdır.
Düşük moleküler ağırlığa sahiplerdir.
Tüm katalistler enzim değildir.
Katalist reaksiyon hızları tipik olarak daha yavaştır.
Bir kimyasal tepkimenin hızını artırabilir veya azaltabilirler.
Karbon-karbon (C-C) ve karbon-hidrojen (C-H) bağları içermezler.
Özelleşmiş değillerdir ve hatalı/bozuk artıklar üretebilirler.
İki yaygın katalizör türü pozitif ve negatif katalizörlerdir.
Bir örnek olarak vanadyum oksit verilebilir.
Enzimlerin bir diğer önemli özelliği ise, gerçekleştirilen tepkimenin ardından yeniden kullanılabilir olmalarıdır. Böylesine bir özellik, moleküler skalada hücrenin evrim ekonomisine yönelik örneklerinden biri olarak tanımlanabilir.
Doğada maddeler, sahip oldukları kimyasal kimliklerinin bir getirisi olarak, herhangi bir aracıya ihtiyaç duymaksızın birbirleriyle tepkimeye girebilirler; fakat bu tepkimenin başlayabilmesi için belli bir miktarda minimum enerjiye ihtiyaç duyulur. Bu enerjiye aktivasyon enerjisi adı verilir. Aktivasyon enerjisi sağlansa dahi enzimlerin yokluğunda gerçekleşecek bir tepkimenin tamamlanması çok uzun sürebilir. Hatta vücudumuzda her saniye gerçekleşen biyokimyasal reaksiyonların çoğu, enzimlerin yokluğunda o kadar yavaş ilerler ki, yaşam ile bağdaşan ılımlı sıcaklık ve basınç koşullarında bile gerçekleşmeleri neredeyse olanaksızdır. Bu nedenle yaşamın başlangıcındaki erken moleküllerin bir kısmının katalizörler ve enzimler olduğu düşünülmektedir; hatta DNA ve RNA gibi genetik malzemenin evrimsel atası olarak görülen ribozim enzimi, nükleik asit yapılı bir enzimdir!
Enzimlerin çalışmalarında etkili olan aktivasyon enerjisinin grafik üzerinde gösterimi.Bilgioloji
Yapısal Açıdan Enzim Türleri ve Kısımları
Enzimler, "basit" ve "birleşik" olmak üzere yapısal açıdan iki gruba ayrılmaktadır.
Basit Enzimler: Yapısında sadece protein bulunduran ve apoenzim adı verilen kısımdan oluşur. Enzim, aktif olarak çalışabilmek için yardımcı bir kısma ihtiyaç duymaz.
Birleşik Enzimler (Haloenzim): Yapısında apoenzim bulundururken, basit enzimlerden farklı olarak organik veya inorganik yapılı yardımcı kısım da barındırır. Benzer şekilde enzimin çalışabilmesi için yardımcı kısma ihtiyaç duyulur.
Yapısal açıdan enzim türleri ve kısımlarının gösterimi.Fikirgen
Özellikle birleşik enzimlerin çalışabilmesi adına yardımcı kısım adı verilen bölgesinde yer alacak bazı maddelere ihtiyaç duyar. Bu maddelerin inorganik ya da organik olmasına bağlı olarak "koenzim" ve "kofaktör" denir: Yardımcı bölge inorganik (örneğin Fe2+ , Mn2+, Mg2+, Zn2+ vb.) maddelerden oluşuyor ise kofaktör, organik maddelerden oluşuyor ise koenzim adı verilir. Örneğin vitaminler, koenzim grubu içerisinde yer almaktadır.
Burada ufak bir püf nokta yer alır: Bir apoenzim yalnızca bir çeşit koenzim veya kofaktörle çalışabiliyorken, bir koenzim veya kofaktör farklı apoenzimlerle çalışabilmektedir.
Kimyasal Tepkime Ne Zaman Sonlanır?
Kimyasal tepkimeler, tepkimenin gerçekleşmesi için kullanılan ham maddenin (ya da ürünün) bittiği anda sonlanabileceği gibi, tepkimenin gerçekleşmesinde görev alan enzimin, enerjinin vd. parametrelerin ortamda bulunmayı sonlandırdığı noktada da sonlanabilirler (örneğin yangınlarda karşımıza çıkan ateş/yangın üçgeni bu yüzden önemlidir). Elbette bunlar, bir tepkimenin bitmesine neden olacak bariz nedenlerdir. Peki bir tepkimenin sürmesini sağlayacak tüm unsurlara o an içerisinde sahip olan bir tepkime ne zaman biter?
Bir tepkimenin ne zaman sonlanacağını, tepkimenin hızını hesaplayarak öğrenmek mümkündür. Tepkime sırasındaki değişimi birim zaman içinde ifade etmek, o değişimin hızını tespit etmemize imkan tanır. Tepkime (reaksiyon) bir değişimdir ve çeşitli yöntemler ile birim zamandaki değişimi ölçülebilir; dolayısıyla hızı da hesaplanabilir. Kimyadaki tepkime hızı terimi bu düşünceyi ifade etmektedir ve bir tepken veya ürün derişiminin zaman içindeki değişimini ifade eder.
Kimyasal Tepkimelerde Enerji Kavramı
Enerji, bir değişikliğe neden olabilme kapasitesidir. Burada bahsedilen değişiklik, madde topluluklarında gerçekleşen değişimdir. Bu değişikliğe enerjinin farklı formları sebep olabilir: kinetik, potansiyel, ısı vd. Temelde etki edilmesini istediğiniz sisteme değişim için gerekli olan enerjiyi sağladığınız taktirde değişim kaçınılmaz olacaktır.
Farklı formlarda yer alan enerji, formlar arası geçiş yapabilir; buna kabaca enerji dönüşümü adı verilir. Bu enerji dönüşümündeki temel olay enerjinin asla kaybolmamasından sadece form değiştirmesinden kaynaklıdır. Hâl böyle olunca, bir enerji dönüşümünden bahsediyorsak ve de bu değişimi inceliyorsak, termodinamik yasaları ile haşır neşhir olacağız demektir. Burada bütün detaylarına girmeyeceğiz; ancak temel kavramları bilmenizde fayda olduğunu düşünüyoruz.
