3.5: Dehidrasyon Sentezi
Genel Bakış
Dehidrasyon sentezi, iki molekülün bir su molekülünün salınmasıyla kovalent olarak birbirine bağlandığı kimyasal süreçtir. Karmaşık karbonhidratlar, proteinler, DNA ve RNA gibi birçok fizyolojik açıdan önemli bileşik dehidrasyon senteziyle meydana gelir.
Dehidrasyon Sentezi Yaşamın Yapı Taşlarını Yaratır
Şeker molekülleri, yoğunlaşma reaksiyonu olarak da adlandırılan dehidrasyon sentezi ile kovalent olarak birbirine bağlanabilir. Ortaya çıkan kararlı bağa glikosidik bağ denir. Bağı oluşturmak için, bir reaktanttan bir hidroksil (—OH) grubu ve diğerinden bir hidrojen atomu suyu oluştururken, kalan oksijen iki bileşiği birbirine bağlar. Oluşan her ek bağ için, reaktanları kelimenin tam anlamıyla dehidre ederek başka bir su molekülü salınır. Örneğin, tek tek glikoz molekülleri (monomerler ) , uzun zincirli veya dallı bir bileşik oluşturmak için tekrar tekrar dehidrasyon sentezine girebilir. Yinelenen aynı veya benzer alt birimleri olan böyle bir bileşiğe polimer denir. Çeşitli şeker monomerleri ve bağlantı yerindeki çeşitlilik göz önüne alındığında, neredeyse sınırsız sayıda şeker polimeri oluşturulabilir.
Canlı Organizmalarda Karbonhidratların Çoklu Fonksiyonları
Bitkiler, fotosentez adı verilen bir işlemle karbondioksit ve sudan basit karbonhidratlar üretir. Bitkiler, elde edilen şekerleri (yani enerji), glikoz moleküllerinden dehidrasyon sentezi ile oluşturulan bir polisakkarit olan nişasta olarak depolar. Selüloz da aynı şekilde glikoz monomerlerinden üretilir ve bitkilerdeki hücre duvarının yapı taşıdır.
Hayvanlar karmaşık karbonhidratları tüketir ve onları parçalar. Monosakkaritler daha sonra enerji üretimi için kullanılır veya glikojen formunda depolanır. Glikojen, dehidrasyon sentezi ile glikoz monomerlerinden yapılan dallı bir polisakkarittir. Ayrıca monosakkaritler, nükleik asitler, amino asitler ve yağ asitleri gibi küçük organik yapı taşları için hammadde olarak kullanılır.
Çoğu hayvan, bitkiler tarafından sentezlenen selülozu sindiremez. Bunun yerine, çözünmeyen lif, çok faydalı yan etkilerle sindirim sisteminden geçer: gıdanın geçmesine yardımcı olur ve bağırsakta tutulan su miktarını artırır. İnekler gibi bazı hayvanların bağırsaklarında selülozu parçalayan enzimler üreten ve böylece ineklere glikoz sağlayan bakteriler bulunur.
Amilozun, Glikojenin ve Selülozun Tamamı Glikozdan Oluşur
Amiloz (nişastanın doğrusal kısmı), glikojen ve selüloz nasıl aynı temel bileşenden oluşurken, özelliklerinde farklılık gösterebilir? Fark, tek tek glikoz molekülleri arasındaki bağlantı türünde yatmaktadır. Selüloz, β—1,4 glikoz bağlantılarına sahiptir; bu, β— biçiminde bir numaralı karbona sahip bir glikoz monomerinin (yani, bir numaralı karbondaki hidroksil grubu yukarıyı gösterir), komşu glikoz monomerindeki 4 numaralı karbona bağlı olduğu anlamına gelir. Amilozdaki glikoz monomerleri, α—1,4 bağları ile bağlıdır. Glikojen hem α—1,4 bağlantılarına hemde α—1,6 bağlantısına sahip ek yan zincirlere sahiptir.