Slayt 1 - E-Sağlık Online

BİYOLOJİK MOLEKÜLLERDEKİ
KİMYASALBAĞLAR
BAĞLAR
KİMYASAL
VE
HÜCRESEL REAKSİYONLAR
Yrd. Doç.Dr.
Funda BULMUŞ
Atomun Yapısı
Maddenin en küçük yapı taşı olan atom elektron,
proton ve nötrondan oluşmuştur.
Nötron ve proton çekirdekte bulunur.
Elektronlar ışık hızına yakın bir hızda çekirdek
etrafında hareket ederler.
Her bir elektron negatif, protonlar pozitif yüklü,
nötronlar ise yüksüzdür.
Bir atomda proton sayısını belirten sayıya atom
numarası denir.
The Study of Atoms
• Protons
and
neutrons
are in the
nucleus.
Proton ve
nötronlar
nükleusta
bulunur.
• Elektronlar nükleusun etrafında hareket eder
Figure 2.1
 Nötron ve protonlar eşit kütleye sahiptirler.
 Elektronların kütlesi protonların 1/2000 i
kadardır.
 Her elementin bir atom numarası vardır.
 Atom numaraları elementin sembolünün sol alt
köşesine yazılır.
 Atom numarası = Proton sayısı = Çekirdek
yükü = Elektron sayısı
 Atomun kütle numarası, proton ve nötronların
toplamına eşittir.
 Kütle numarası atom sembolünün sol üst
köşesine yazılır.
 Kütle numarası = Proton sayısı + Nötron sayısı
 Bir elementin tüm atomlarında proton sayıları
birbirlerine eşittir.
Proton sayıları aynı,nötron sayıları farklı olan
atomlara o elementin izotopları denir.
 Atom kütlelerinin farklı olması bazı fiziksel
özelliklerin de farklı olmasına neden olabilir.
 Radyoaktif izotoplar tıp alanında da kullanılır.
Elektron orbitalleri: Bir atomda elektronun nerede olduğunu
tam olarak bilemeyiz sadece üç boyutlu uzayda bulutsal bir
elektron yörüngesi tanımlayabiliriz. Elektronların bulunma
olasılığının en yüksek olduğu bu hacimsel bölgeye orbital
denir. Aynı orbitalde 2 elektrondan fazlası olamaz. 1.Valans
kabuk 1 tane orbital içerir ve 2 elektron bulunur. 2.Valans
kabuk ise 4 orbital içerir ve her bir orbital de 2 tane
elektron olmak üzere toplam 8 elektron bulunur.
CANLILIK
Hücrelerde oluşan pek çok kimyasal reaksiyon ve
etkileşimin sonucunda devam eden bir olaydır.
Atom
Molekül
Makromolekül
Hücre Yapıtaşı
BİYOMOLEKÜLLERİ OLUŞTURAN
TEMEL ELEMENTLER
C
H
O
N
Bunlar biyoelementlerin % 99 unu
oluştururlar. Geri kalanı ise
MAKRO (MAJOR) ELEMENTLER ve
MİKRO (MİNOR) ya da ESER ELEMENTLER
olarak bulunurlar.
Biyomolekülleri oluşturan bu atomlar
birbirlerine kovalent bağlarla bağlanırlar.
Karbon , bu atomların en başında yer alır.
Diğer C atomlarına ve başka atomlara ( H, N, O
ve X vb) kovalent tekli, ikili veya üçlü bağlarla
bağlanabilir.
Metan molekülü
Kimyasal Bağlar
Atomlar valans kabuklarını doygun elektronlu
hale getirmek için diğer atomlarla
elektronları ortaklaşa kullanır ya da
birbirlerine elektron alıp verirler.
Böylece kimyasal bağlar meydana gelir. Bu
ilişki moleküllerin oluşmasının temelidir.
Kimyasal Bağlar:
I. Molekül içi Bağlar ( İntra Moleküler)
* Kovalent Bağ
* İyonik Bağ
II. Moleküller arası Bağlar ( İnter Moleküler )
* H – Bağları
* Polar Etkileşimler (iyonik)
* van der Waals Bağları
* Hidrofobik Etkileşimler
Kovalent Bağlar: Atomlar arasındaki elektronların
ortaklaşa kullanılmasıyla oluşan bağlara
kovalent bağlar denir.
İki atom, çekim kuvvetlerinin etkisiyle birbirlerine
yaklaşırlar .
İki atomun birbirlerine göre en kararlı oldukları
uzaklıkta kimyasal bağ kurulur.
Bu sırada açığa çıkan enerji ; BAĞ ENERJİSİ’dir
covalent bond.
H atomu bir elektron ve bir protona sahiptir.
Son yörüngesini kararlı hale getirmek için 1 elektrona
ihtiyacı vardır.
İki hidrojen atomu birbirlerinin tek elektronlarını
ortaklaşa kullanarak kararlı hale gelirler.
H * + H*
H:H
H2 molekülünde her bir atom bağ elektronlarını eşit
kuvvetle çektiği için yük dağılımı eşit olacağından bu
tür bağlara nonpolar kovalent bağlar denir.
Su molekülünde oksijenle hidrojenin bağ elektronlarını çekme kuvvetleri
eşit değildir. Elektronegatiflikleri farklı böyle atomlar arasında oluşan bu
bağlara polar kovalent bağ denir.
İyonik Bağ: Elektronu fazla ve negatif yüklü bir
atomdan elektron ihtiyacı olan ve pozitif yüklü
bir atom arasında elektron transferi ile oluşan
bağa iyonik bağ denir.
Biyolojik açıdan önemli nonkovalent zayıf bağlar:
Moleküler seviyede hızla gerçekleşen olaylar molekül
içi bağlara oranla oldukça zayıf olan moleküller arası
bağlarla sağlanır. Bunlar Hidrojen, iyonik, polar
etkileşim, hidrofob ve Van der Waals bağlarıdır.
Kovalent olmayan (nonkovalent) bu tür
etkileşimlerin enerjileri, kovalent bağlardan
çok daha küçüktür. Nonkovalent etkileşimler, biyolojik özellikler
yönünden çok önemlidir.
21
Bu etkileşimler, aynı moleküle ait farklı
atom veya gruplar arasında
(intramoleküler) oluştuğunda,
biyomoleküllerin daha yüksek bir yapı
oluşturmasına neden olurlar. ( proteinler ve
nükleik asitlerin üç boyutlu yapıları)
Biyomoleküller, bu etkileşimler
sayesinde birbirlerine bağlanabilirler.
Örneğin, bir substratın enzime, bir
antikorun antijene ve bir hormonun
reseptöre bağlanması bu şekilde
gerçekleşir.
HİDROJEN BAĞLARI
Moleküller arasında H atomu ile
elektronegatifliği büyük
olan N veya O atomlarının gerçekleştirdiği
elektrostatik etkileşimdir.
HİDROJEN BAĞLARI
VAN DER WAALS
BAĞLARI
Atom/Moleküllerin
çarpışmaları sonucu
yük dengesi bozulur ve
anlık dipoller oluşur.
Anlık dipoller,
elektriksel çekim
kuvvetlerinin etkisiyle
zayıf van der Waals
bağlarını oluştururlar.