SORULAR Sıcaklığın enzimatik bir reaksiyona etkileri nelerdir

SORULAR
Sıcaklığın enzimatik bir reaksiyona etkileri nelerdir?
Cevabı ayrıntılı olarak notlarda geçmektedir.
2)Enzim immobilizasyonu nedir ve enzimler neden immobilize edilirler?
Enzimlerin çözünmeyen destek görevi gören materyaller (matriksler) yardımıyla suda
çözünmeyen hale getirilmeleri immobilizasyondur. Enzimler pahalı olduklarından ve bir defa
kullanıldıklarından dolayı immobilize edilirler ve defalarca kullanımları sağlanır.
SORULAR
1) Etil alkol ve laktik asit fermantasyonunun aşamalarını yazınız. Sanayiden birer
örnek veriniz.
2) Omurgalıların çizgili kaslarında gerçekleşen fermantasyon çeşidini yazınız. Bu
fermantasyonun uzun süreli devam etmesi durumunda kaslarda meydana gelen
olayları sırasıyla yazınız.
SORU 1: Kristallendirme işleminde kullanılacak çözücü seçilirken nelere dikkat edilmelidir?




Çözücü ,saflaştırılacak maddenin iyi oluşacak kristallerini vermeli
Safsızlıkları kolayca çözmeli veya düşük sıcaklıkta az çözüyor olmalı
Madde ile reaksiyona girmemeli
Düşük kaynama noktasına sahip olmalı
SORU 2: Adsorpsiyon kromatografisinin sakıncaları nelerdir?



Sabit fazın ayrılması istenen maddeleri parçalaması ve aranan maddeler yerine başka
maddelerin bulunması
Sabit fazın ayrılması beklenen maddelerle reaksiyona girmesi
Uygun bir sabit faz ve çözücü bulabilmek için bazen çok zaman harcanması
SORULAR
1) Biyoreaktörlerde kullanılan prosesler nelerdir?
Kesikli Prosesler :
Kesikli sistemlerde reaktöre giren ya da çıkan bir besi yeri
söz konusu değildir. Substratın tamamı reaktöre başlangıçta konur. Az bir miktar
biyokütle aşılandıktan sonra büyümenin durmasına neden olacak bir besininin bitmesi
ya da ortama bir inhibitör ürün oluşumunu engelleyinceye değin üretim devam eder.
Eğer belli bir fazda büyüme gerekiyorsa kesikli kültürler tercih edilir.
Yarı Kesikli Prosesler: Yarı kesikli sistemde, reaktöre sürekli olarak besi yeri eklenir
ancak ortamdan uzaklaştırılmaz.
Sürekli Prosesler :
Reaktör sürekli beslenir ve genellikle aynı hızda da ortamdan
uzaklaştırılır. Aynı şekilde reaksiyonun hızı da kontrol edilmiş olur. Kesikli kültürden
farkı olarak mikroorganizmalar belirli fazlarda bulunmazlar. Endüstriyel açıdan
sürekli kültürlerle çalışmak kesikli kültürlere göre daha az maliyetlidir. Zaman
açısından da sürekli kültürler avantajlıdır.
Aerobik Prosesler :
Zorunlu ya da fakültatif mikroorganizmaların üremesi için
biyoreaktöre hava veya saf oksijen verilmesi gerekebilir.
Anaerobik Prosesler : Reaktör mümkün olduğunca oksijensiz kalmalıdır.
2) İdeal sürekli bir biyoreaktör için kütle denkliklerini yazınız.
Hücre için kütle denkliği kurarsak:
Fg= Girişteki besiyerinin volumetrik debisi
Fç= Çıkıştaki besiyerinin volumetrik debisi
xg= Biyoreaktöre giren hücresinin konsantrasyonu
xç= Biyoreaktörden çıkan hücresinin konsantrasyonu
Vr=Reaktör hacmi
rx= Hücrenin oluşum hızı
Fg* xg - Fç* xç + rx* Vr = Vr*
Sürekli biyoreaktörlerde reaktör hacmi sabit olduğundan Fg= Fç’dır (Fg= Fç=F olsun). Ayrıca
reaktör içinde hücre birikimi yoktur. Dolayısıyla
0 ‘dır.
F* xg - F* xç + rx* Vr =0
F/Vr( xg - xç ) + rx=0
=ζ( reaktörde kalma süresi)
= D (seyrelme hızı) = 1/ζ
Denklemi bu eşitlikler yardımıyla yeniden düzenleyelim.
rx= µ*xç =D( xç-xg )
Besiyeri biyoreaktöre steril olarak ilave edildiğinde xg değeri 0 olur.
Aşağıdaki eşitliklerin yardımıyla substrat ve ürün kütle denkliklerini kurabiliriz.
Hücrenin oluşum hızı= rx= µ*x
Substratın tükenme hızı= rs =Ürün oluşum hızı=rp =
*rx
*rx
Substrat için kütle denkliği kurarsak:
Fg*csg – FÇ*csç – Vr*rs = 0
(Sürekli reaktörlerde Fg= Fç=F)
F(csg – csç) – Vr*rs=0
F/ Vr *( csg – csç) -
*rx=0
F/ Vr *( csg – csç)-
* µ* x =0
D*( csg – csç) =
* µ* x
Ürün için kütle denkliği kurarsak:
0 – F*cpç + Vr*rp=0
(Giriş akımında ürün bulunmadığı kabul edilmiştir.)
—F/Vr * cpç +
D* cpç =
*rx=0
*µ* x
SORULAR
1- Proteaz enziminin endüstriyel uygulamalarına örnek veriniz.
 - Çamaşır deterjanları, deri, et, süt, ilaç, bira, fotoğraf, organik sentezlerde ve atıkların
muamelesinde kullanılmaktadır.
 Unlu ürünlerde (ekmekçilikte),
 Geleneksel fermente ürünlerde, biranın soğukta olgunlaştırılmasında, peynir
endüstrisinde koagulasyon amacıyla,
 Et olgunlaştırmada,
 Balık proteininin çözünürlügünün arttırılmasında
 Atık sularda nötralizasyon ve detoksifikasyon yapılmasında kullanılır.
 Klinikte ve biyokimyada,
 Peptid analiz ve sentezinde
 Hücresel materyal saflaştırılmasında kullanılmaktadır.
2- Sorusu belli olmasa da cevabı aşağıda
Enzim teknolojisinin giderek gelişmesi, ürünlerin kullanım alanlarının çeşitliliği ve
ekonomik değerinin çok yüksek olması nedeniyle, biyoteknolojinin endüstriyel
enzimlerle ilgili alanında yapılan çeşitli araştırmalar, daha da önem kazanmaktadır.
Gıda, deterjan ve nisasta endüstrileri, endüstriyel enzim üretiminin %75’ini
kullanmaktadırlar ve proteaz, amilaz, lipaz, selülaz, pektinaz gibi hidrolazlar, en
yaygın kullanılan enzim gruplarındandırlar.
Soru:
1-Fosforilasyon çeşitleri nelerdir ?Kısaca anlatınız.
ATP sentezine fosforilasyon denir. Dört çeşit fosforilasyon vardır:
Substrat Düzeyinde Fosforilasyon: Hücre sitoplazmasında O2 ve E.T.S. olmadan
enzim varlığında substrattan direk ATP sentezidir (Fermantasyon). Oksijen ve
elektron taşıma sistemi (ETS) kullanılmaz, organik madde tamamen parçalanmadığı
için ATP kazancı azdır. Enzimler tüm canlılarda var olduğundan tüm canlılarda
görülür. Bazı bakteriler yalnızca fermantasyon yapar.
NOT: Evrimde ilk ortaya çıkan fosforilasyon şeklidir.
Oksidatif Fosforilasyon: Enerji verici besin maddelerinin yıkımından oluşan
yüksek enerjili
elektronların mitokondrilerde ETS den Oksijene iletilirken ATP’nin sentezlenmesidir.
Oksijenli solunumda görülür. Prokaryot hücrelerde sitoplazmada, ökaryot hücrelerde
mitokondri de gerçekleşir.
Fotofosforilasyon: Işık yardımıyla ADP ye fosfat bağlanarak ATP sentezlenmesine denir.
Klorofile sahip hücrelerde, fotosentezde meydana gelir. Fotosentezin ışıklı evresinde devirli
ve devirsiz basmaklarda gerçekleşir. Elektron taşıma sistemi(ETS) kullanılır. Oksijenli
solunuma benzer ancak klorofil şarttır. Prokaryot canlılarda sitoplazmada, ökaryot canlılarda
ise çift katlı zarı olan kloroplastlarda gerçekleşir.
Kemosentetik Fosforilasyon : Kemosentez reaksiyonlarında açığa çıkan enerji ile
ATP sentezi yapılmasıdır. İnorganik bileşikleri oksitleyerek elde ettikleri enerji ile
organik madde yani besin üretirler. Bu olay sadece kemosentetik bakterilerde
gerçekleşir. Örneğin; kükürt bakterileri, nitrit ve nitrat bakterileri.
2-Krebs çemberi hangi organelde gerçekleşir?Krebs çemberinin aşamalarını anlatınız.
Mitokondride gerçekleşir.Asetil CoAs dan sonraki basamakları şu şekilde sıralayabiliriz:
 2C lu asetil ko enzim A ortamda bulunan 4C lu bileşikle birleşerek 6C lu sitrik asit
meydana gelir.
 6C lu bileşikten bir CO2 ve iki hidrojen atomu kopar. 5C lu bileşik oluşur.
 5C lu bileşikten bir CO2 ve iki hidrojen atomu kopar. 4C lu bileşik oluşur.
 4C lu bileşikten üç ayrı kademede ikişer hidrojen atomu kopar. Bu hidrojen atomlarını
NAD ve FAD tutar. Hidrojen tutucu bu moleküller, hidrojen moleküllerini oksijenle
birleştirirken ATP moleküllerinin sentezlenmesini sağlar. Solunum sonucu oluşan 12
molekül suyun 6 molekülü krebs devrinde kullanılır.Glikoliz evresinde oluşan
Pirüvatın mitokondri içerisindeki matrixe geçip O2’li solunuma katılabilmesi için
Asetil CoA ya dönüşmesi gerekir.Ortamda O2 varsa pirüvat,Asetil CoA ya
döndürülür.
Sorular:
1-) Saflaştırma aşamalarını yazınız ve her bir aşama için, kullanılan yöntemlere iki örnek
veriniz.
2-) Saflaştırma işlemlerinde karşılaşılabilecek aksaklıklar ve bu aksaklıklara
getirilebilecek çözümleri kısaca açıklayınız.
Cevaplar
1- Genel olarak iyileştirme aşamaları şu şekilde gerçekleşir:
Çözünmeyen maddelerin ayrılması: sedimentasyon, santrifüj ve filtrasyondur.
Ayırma ve Toplama: ekstraksiyon, çöktürme ve iyon değişimidir.
Ön Saflaştırma: kromatografi ve elektroforezi
Son Saflaştırma: Kristalizasyon ve kurutma
2-) Analizde yanlışlıklar olabilir. Kullanılan PHmetre kalibre edilmemiş olabilir
Çalışmalar sırasında mümkün olduğunca başka şeylerle uğraşmadan sadece kendi
çalışmamız üzerinde yoğunlaşmak gerekmektedir.
Ortamın PH’sı bazı nedenlerden dolayı değişebilir. Bunu önlemek için reaksiyon
karışımındaki tampon miktarını arttırılabilir
İnaktivasyon ilerleyen saflaştırma basamaklarında karşımıza çıkabilir.
Ortama inhibitör girmiş olabilir. Bunun yanı sıra ortamdaki aktivatörler veya
kofaktörler istenmeden uzaklaştırılmış olabilir.
SORULAR
1. Bakterilerin teknolojide ve endüstrideki önemi nedir?

Bakterilerin ekonomik önemi Bakteriler fermante edilmiş gıdaların (peynir,
turşu, sirke, şarap ve yoğurt gibi) hazırlanmasında kullanılır
 Petroldeki
hidrokarbonları
sindirebilen
bakteriler
çoğu
zaman
petrol
saçılmalarının temizlenmesinde kullanılır
 Bakteriler ayrıca biyolojik haşare kontrolünde kullanılabilirler
 Hızlı büyüme ve kolaylıkla manipüle edilebilmelerinden dolayı bakteriler
moleküler biyoloji, genetik ve biyokimyada birer araç olarak kullanılırlar
2. Kesikli fermentörde gerçekleşen 4 temel büyüme fazını yazarak grafik üzerinde
gösteriniz.
Kesikli fermantörde 4 temel büyüme fazı:

Lag faz

Log faz

Durgun faz

Ölü faz
SORULAR
1. Biyoürünlerin potansiyel faydalarını yazınız.
Biyoürünlerin potansiyel faydaları
Çevre koruma;
 Fosil yakıtlara olan bağımlılığı azaltır.
 Daha az sera gazı emisyonu
 Duman kirliliği ve toksik kimyasal emisyonunu azaltır.
Enerji kayaklarının çeşitlendirilmesi;
 İmha edilmesi büyük bir sorun olan evsel atıkların enerji kaynağı olarak kullanımı
Organik yan ürün ve atıkların kullanımı;
 Atık su ve katı atıkların miktarının azaltır
 Hava, su ve toprağın kirliliğini azaltır
Kırsal alanların canlandırılması;
 Orman, tarım ve su ürünler için ola talebi artırır
Gelişmekte olan ekonomiler için enerji kaynağı;
2. Biyodizel ve biyoetanolun yararlarından kısaca bahsediniz.
Biyoetanolün Avantajları
1. Yerli, yenilenebilir bir yakıt kaynağıdır.
2. Petrol için dışa bağımlılığı azaltır.
3. Temiz bir yakıt kaynağıdır.
4. Düşük maliyet ile yakıt oktan sayısını artırır.
5. Genelde bütün araçlarda kullanılabilir.
6. Üretimi ve muhafaza edilmesi kolaydır.
7. Biyoyakıtlar fosil yakıtlardan % 40-80 daha az sera gazı yayar.
8. Asit yağmurunu azaltır.
9. Daha az su kirliliği oluşturur.
10. Daha az atık oluşturur.
Biyodizelin Yararları








Ana ham maddesi “bitkisel ve hayvansal yağlar”dır. Kullanılan yağların yeni veya atık
olmasının önemi yoktur.
Motorin kullanılan her motorda hiç bir ayar ve değişiklik gerektirmeksizin
kullanılabilir
Motorin ile kolayca karıştığı için saf veya karışım olarak kullanılabilir.
%40-50 lere varan düzeyde yakıt ekonomisi sağlar.
Motorine göre daha yüksek performanslıdır.
Yenilenebilir enerji kaynağıdır.
Çevrecidir
Anti-toksik etkilidir.










Biyolojik olarak hızlı ve kolay bozunabilir.
Kanserojenik madde ve kükürt içermez.
Yüksek alevlenme noktası ile kolay depolanabilir, taşınabilir ve kullanılabilir.
Yağlayıcılık özelliği mükemmeldir.
Motor ömrünü uzatır.
Motor karakteristik değerlerinde iyileşme sağlar.
Kara ve deniz taşımacılığında kullanılabilir.
Isıtma sistemleri ve jeneratörlerde kullanıma uygundur.
Stratejik özelliklere sahiptir.
Ticari başarıyı yakalamış bir yeşil yakıttır.

Sorular
1. Dolaysız gen aktarım teknikleri nelerdir? Haklarında kısaca bilgi veriniz.
2. Rekombinant DNA teknolojisi nedir?
Cevaplar
1. Dolaysız gen aktarım teknikleri arasında en yaygın olarak kullanılanları, biyolistik
(gen tabancası), elektroporasyon ve mikro-enjeksiyon’dur.
 Biyolistik
Bu yöntemin temeli, bir ateşleme mekanizmasından yararlanılarak, yüksek derecede
hızlandırılmış, mikrotaşıyıcı adı verilen 1-2 mm çapındaki altın ya da tungsten parçacıklar
aracığıyla, DNA’nın hedef dokulara aktarılmasıdır
 Elektroporasyon
Elektroporasyonun temel prensibi, protoplastları veya diğer bitki dokularını elektrik akımı
etkisinde bırakarak zarın kararlılığını kısa süreli bozmak ve hücre yüzeyinde oluşan
yarıklardan DNA’nın hücre içine alımını sağlamaktır. 30 µm çapındaki bu yarıklar, akım
verildikten birkaç dakika sonrasına kadar varlıklarını korurlar. Elektroporasyon, en az
düzeyde müdahale gerektirdiğinden, bitki hücrelerinin canlılık oranını koruyanoldukça
güvenilir bir yöntemdir.
 Mikro – enjeksiyon
Doğrudan gen aktarımı yöntemleri arasında, hücrenin istenilen bölmesine DNA’nın en kesin
biçimde enjekte edilmesini sağlayan mikro-enjeksiyon, kılcal mikropipetler yardımıyla ve
mikroskop altında gerçekleştirilmektedir.
2. Rekombinant DNA teknolojisi, doğada kendiliğinden oluşması mümkün olmayan,
çoğunlukla farklı biyolojik türlerden elde edilen DNA moleküllerinin, genetik
mühendislik teknolojisiyle kesilmesine ve elde edilen farklı DNA parçalarının
birleştirilmesi işlemlerini kapsayan bir teknolojidir. Rekombinant DNA ise, bu işlem
sonucu üretilmiş olan yeni DNA molekülüne verilen isimdir ve kısaca rDNA olarak
yazılır.