Yapay zekadan makale özeti
- Kısa
- Ayrıntılı
- Bu video, Biyokimyabet kanalında yayınlanan bir eğitim dersi formatında olup, bir eğitmen tarafından karbonhidratlar konusu anlatılmaktadır.
- Video, karbonhidratların tanımı ve sınıflandırılmasıyla başlayıp, özellikle monosakkaritlerin detaylı incelenmesine odaklanmaktadır. İçerikte monosakkaritlerin yapısal özellikleri, isimlendirme kuralları, stereoizomerizm, siklik yapıları, kimyasal özellikleri ve tanıma deneyleri hakkında kapsamlı bilgiler sunulmaktadır. Ayrıca glikozitler ve şekerlerin oksitleşme özellikleri de ele alınmaktadır.
- Video, organik kimya ve farmakoloji öğrencileri için karbonhidratların yapısını ve özelliklerini anlamak isteyenler için Fisher projeksiyonu, Howard projeksiyonu, epimerik ilişkiler, anomerizm kavramı ve çeşitli tanıma deneyleri (mor deneyi, monş deneyi, selim of rezorsin deneyi, Fal, Venedik ve Barfod deneyleri) gibi konuları içermektedir.
- Karbonhidratlar Konusunun Tanıtımı
- Biyokimyabet kanalı, karbonhidratlar konusunu tanıtmakta ve bu konuyu giriş, tanım, sınıflandırma ve monosakkaritlerle tamamlamakta.
- Karbonhidratlar (KH), proteinler ve lipitler ile birlikte canlı materyalde bulunan üç büyük organik madde grubundan biridir ve doğada en yaygın olarak bulunur.
- Biyokimya kapsamında bu organik maddelerin özelliklerini, yapılarını ve sınıflandırmalarını inceleyeceğiz, biyokimya 2'de ise metabolizmalarına bakacağız.
- 01:56Karbonhidratların Özellikleri ve Sınıflandırması
- Karbonhidratlar "şekerler" olarak adlandırılır ancak tüm karbonhidratların tatlı olmadığı, sadece monosakkarit ve disakkaritlerin tatlı olduğu belirtiliyor.
- Karbonhidratlar monosakkarit, disakkarit, oligosakkarit ve polisakkarit olarak sınıflandırılır.
- Bitkilerde en yaygın olan polisakkaritler selüloz (destek ve koruyucu) ve nişasta (besin deposu) olup, insan ve hayvanlarda besin deposu görevini glikojen üstlenir.
- 03:48Karbonhidratların Metabolizma'daki Rolü
- Karbonhidratlar sindirim sisteminde kendini kuran en basit şekerlere (monosakkaritlere) parçalandıktan sonra emilir.
- Metabolizma için gerekli enerji başlıca glikoz parçalanmasından sağlanır ve glikoz her canlı için en kritik öneme sahip karbonhidrattır.
- Karbonhidratlar karbon, hidrojen ve oksijen elementlerinden oluşur ve hidrojen ve oksijen atomlarının oranının suya benzer olduğu için "karbonlu su" anlamına gelir.
- 05:34Karbonhidratların Kimyasal Yapısı
- Tüm karbonhidratların C₆H₁₂O₆ formülünü taşımadığı, bazılarının formüle uymayıp karbonhidrat olmayan ve bazılarının formüle uyup karbonhidrat olduğu belirtiliyor.
- Karbonhidratlarda aldehit, keton, birincil ve ikincil alkol grupları bulunur, ancak aldehit ve keton gruplarından sadece biri yapı içerisinde bulunabilir.
- Monosakkaritler çok alkollü aldehit veya çok alkollü keton türevleri olarak tanımlanabilir.
- 09:29Fonksiyonel Gruplar ve Karbonhidratların Tanımı
- Aldehit grubu (CHO) her zaman bir numaralı karbon atomunda bulunurken, keton grubu (CO) en düşük numaralı karbon atomunda bulunur.
- Karbonhidratlar polihidroksi alkollerin aldehit ve keton türevleri olarak tanımlanabilir.
- Karbonhidratlar, monosakkaritlerin polimerleri, oksidasyon ve redüksiyon ürünleri, şeker asitleri, şeker alkolleri, amino şekerler ve sülfatlı/fosfatlı esterleri olarak tarif edilir.
- 14:35Karbonhidratların Sınıflandırılması
- Karbonhidratlar monosakkaritler, oligosakkaritler ve polisakkaritler olarak sınıflandırılır.
- Oligosakkaritler 2-10 monosakkarit biriminden oluşur, 2 birimden oluşanlara disakkarit, 3-10 birimden oluşanlara oligosakkarit denir.
- Polisakkaritler çok sayıda monosakkarit biriminden oluşur ve basit zincirli olabileceği gibi dallı veya kompleks şekillere sahip olabilir.
- 15:21Polisakkaritlerin Türleri
- Polisakkaritler homopolisakkarit ve heteropolisakkarit olarak ikiye ayrılır.
- Homopolisakkaritler tek tip monosakkarit biriminin tekrarlamasıyla oluşur, örneğin sadece glikoz biriminden oluşanlar.
- Heteropolisakkaritler ise iki veya daha fazla farklı tipteki monosakkarit birimlerinin tekrarlayan biçimde polimerize olmasıyla oluşur, örneğin glikoz ve fruktos birimlerinin tekrarlaması.
- 16:24Monosakkaritlerin Tanımı ve İsimlendirilmesi
- Monosakkaritler poliket alkollerin aldehit veya keton türevleridir ve hidrolize edildiklerinde daha basit moleküllere ayrılması mümkün değildir.
- Monosakkaritler yapısında bir adet aldehit veya keton grubu bulunur, ikisi birden bulunmaz.
- Monosakkaritler isimlendirilirken "oz" eki kullanılır, aldehit grubu içeriyorsa "aldoz", keton grubu içeriyorsa "ketoz" olarak adlandırılır.
- 18:07Monosakkaritlerin Karbon Sayısına Göre İsimlendirilmesi
- Monosakkaritler karbon sayısına göre de isimlendirilir: 3 karbonlu "trioz", 4 karbonlu "tetroz", 5 karbonlu "pentoz", 6 karbonlu "hektroz".
- Karbon sayısı ve aldehit/keton grubu bilgisi birleştirilerek genel isimler oluşturulur: örneğin 3 karbonlu aldehit grubu içeren "aldotrioz", 5 karbonlu keton grubu içeren "ketopentoz".
- Özel isimler vermek için monosakkaritlerin konfigürasyonlarına (karbon atomlarının sahip olduğu grupların uzaydaki konumuna) bakılır.
- 20:52Doğada Bulunan Monosakkaritler
- Doğada ve organizmada en yaygın olarak bulunan monosakkaritler 3, 5 ve 6 karbonlu olanlardır.
- 4 ve 7 karbonlu monosakkaritler ara metabolizmada sentez edilir ve seyrek rastlanır.
- Hayvan ve memelilerin metabolizmasında 3, 5 ve 6 karbonlu monosakkaritler daha ön plandadır.
- 23:17Önemli Monosakkaritler
- Gliser aldehit ve detroxy aseton doğada bilinen en basit şekerlerdir.
- Eritroz, fosfatlı türevi eritroz dört fosfat olarak metabolizmada önemli rol oynar.
- Riboz, nükleotitlerin sentezi için gerekli olan bir monosakkarittir ve DNA, RNA gibi nükleik asitlerin yapı birimlerinin sentezinde kullanılır.
- 25:43Önemli Monosakkaritler (Devam)
- Ksiloz, "odun şekeri" olarak da bilinir ve yenilebilir bitkilerin tohumunda bulunur.
- Glikoz, tüm canlılar için temel enerji kaynağıdır ve çok daha fazlasını yapar.
- Galaktoz, meyve şekeri olarak bilinen sakkarozun yapısında bulunur ve glikoz, galaktoz, fruktos hemen hemen ortak geçitleri kullanarak metabolize edilirler.
- 29:26Monosakkaritlerin Formüle Edilişleri
- Monosakkaritlerin kapalı formüllerinde sadece altı karbondan oluştuğu söylenebilir, ancak alkol gruplarının sayısı ve türü belirlenebilir.
- Açık yapıda verilen monosakkaritlerde aldehit veya keton grubu ve alkol grupları daha net görülebilir.
- Altı karbonlu monosakkaritler (egzoz) dört ikincil alkol grubu ve bir birincil alkol grubu içerir.
- 32:08Monosakkaritlerin Türleri
- Aldehit egzozlar (aldosi) glikoz, mannoz ve galaktoz olmak üzere üç farklı tür olabilir.
- Monosakkaritlerin türlerini belirlemek için konfigürasyon formüllerine bakmak gerekir.
- Glikoz ve fruktoz arasında bir ve iki numaralı karbonlardaki yapısal farklılıklar vardır, bu farklılıkları anolizasyon (automalizm) ile değiştirebiliriz.
- 36:15Fisher Projeksiyonu
- Fisher projeksiyonu, Herman Emil Fisher tarafından geliştirilmiş ve 1902 Nobel Kimya Ödülü'nü kazanmasına neden olmuş bir gösterim yöntemidir.
- Fisher projeksiyonunda yatay bağlar kağıt düzleminin dışına çıkıntı yapar, dikey bağlar ise kağıt düzlemin arkasına doğru çıkıntı yapar.
- Bu projeksiyon, L ve D yapılarının ayrımını yapmak ve stereoizomerlerin gösterilmesinde kullanılır.
- 38:44Stereoizomerizm
- Stereoizomerizm, moleküllerin aynı moleküler formüle ve bağlı atom dizisine sahip olmasına rağmen atomlarının uzaydaki üç boyutlu yönelimlerinin farklı olduğu bir izomerizm biçimidir.
- Stereoizomerler genellikle asimetrik karbon atomlarına sahiptir ve birbirlerinin ayna hayali olarak gösterilir.
- Bir moleküldeki asimetrik karbon atomu sayısı (kira merkezi) kadar stereoizomer olabilir, örneğin dört kira merkezi olan aldo egzozlar için 16 stereoizomer vardır.
- 43:27Monosakkaritlerde Epimerizma
- Monosakkaritlerde hidroksil grubunun uzaydaki durumunun farklılığından kaynaklanarak diğerlerinden ayrılan monosakkaride epimer adı verilir.
- Glikoz ile mannoz sadece 2. numaralı karbondan kaynaklı alkolik grubun konumundan dolayı birbirinin epimeridir.
- Glikoz ile galaktoz ise 4. numaralı karbondan kaynaklı alkolik grubun konumundan dolayı birbirinin epimeridir.
- 47:39Stereoizomerizma ve D/L İzomerleri
- Karbonhidratlarda karbon zinciri uzunluğundaki monosakkaritlerin karbondan en uzakta bulunan kira merkeze ilgili konfigürasyon açısından farklılık gösteren iki gruba ayrılabilir.
- D- gliseraldehid ve L- gliseraldehid referans molekülleridir; D izomerlerinde karbonik karbona en uzak kira merkezdeki alkolik grup sağda, L izomerlerinde ise soldadır.
- Canlı organizmalarda çoğunlukla D izomerleri kullanılır, bu durumun nedeni enzimlerin D izomerleri katalize etmesiyle ilişkilendirilmektedir.
- 52:15Monosakkaritlerin Siklik Yapıları
- Sulu çözeltide aldoz ve ketoz monosakkaritler, ağırlıklı olarak karbonhid grubunun zincir boyunca bir hidroksil grubunun oksijeni ile kovalent bir bağ oluşturduğu siklik yapılar olarak ortaya çıkar.
- Monosakkaritlerde 5 veya 6 üyeli halka oluşur ve bu durumda glikozit bağı oluşur.
- Halka şekilleri oluşurken ilk alkol molekülü ile reaksiyon ilave bir kira merkezi oluşturur ve bir asimetrik karbon atomu meydana gelir.
- 56:11Anomerizma
- Monosakkaritlerin hemi-asetal ve ketal karbon atomu ile ilgili konfigürasyonlarında farklılık gösteren izomelik formları vardır ve bunlara anomer denir.
- Alkol grubu karbonil grubunun önüne ya da arkasına saldırarak iki yoldan biriyle eklenebilir ve bu durumda alfa veya beta olarak gösterilen durum ortaya çıkar.
- Monosakkaritlerin siklik yapılarında değişik konfigürasyonlar ortaya çıkabilir, 6 üyeli halkalar piranoz olarak adlandırılır ve anomerizma durumunda alfa ve beta formları oluşabilir.
- 58:45Monosakkaritlerin Siklik Yapıları
- Alfa formunda siklik yapılı bir glikoz ve altı üyeli halka plan halkasına sahip glikopanos, beta ise beta-glikopanos olarak adlandırılır.
- Glikoz ve galaktoz metabolizmada D-formundadır ve hem alfa hem beta anomerleri vardır.
- Monosakkaritler genellikle karbon-2 numaradaki hidroksil grubuyla hemi-asetal veya ketal yapılar oluşturarak piran veya franz halkaları oluşturabilirler.
- 1:00:00Halka Yapılarının Çözeltideki Dağılımı
- Glikoz çoğunlukla piran formundadır, oktoz ise %67 piran, %33 franz şeklindedir.
- Ribozun %75'i franz, %25'i piran formundadır.
- Monosakkaritlerin siklik yapıları Howard projeksiyonu veya Howard perspektif formüllerinde Fisher projeksiyonlarına göre daha doğru bir şekilde temsil edilir.
- 1:01:08Howard Projeksiyonu ve Anomerler
- Howard projeksiyonunu ortaya çıkaran bilim adamı Walter Norman Haworth, 1937 Nobel Kimya Ödülü'nü almıştır.
- Howard projeksiyonunda, kalın çizgiler atomların gözlemciye yakın tarafta olduğunu gösterir, halkanın altındaki atomlar Fisher projeksiyonuna göre sağda olanlardır.
- Anomerler, anomeri karbon atomundaki alkolik grubun ve hidroksil grubunun pozisyonuna göre oluşur; alkolik grup solda ise beta, sağda ise alfa anomerdir.
- 1:09:01Halka-Zincir Tautomerizmi
- Piran hemi-asetal yapısı, karbon-5 numaradaki hidroksil grubunun karbonik karbona atak göstermesiyle oluşur.
- Halka-zincir tautomerizmi, bir molekülün açık ve kapalı formları arasındaki dönüşümüdür ve dengede bulunan yapısal tautomerlerdir.
- Sulu çözeltilerde muhtar rotasyon adı verilen süreçte, alfa anomer kısa süreliğine doğrusal forma açılır, ardından beta anomer üretmek için tekrar kapanır ve özdeş denge karışımları oluşur.
- 1:11:13Optik Aktif Maddeler ve Monosakkaritlerin Fiziksel Özellikleri
- Beta-D ve alfa-D glikoz optikçe aktif bileşiklerdir ve polarize ışığı sağa çevirerek dextro rotator özellik gösterirler.
- Monosakkaritlerin spesifik rotasyonu çözelti sıcaklığına bağlı olarak değişir; örneğin toz glikoz oda sıcaklığında 112 derece, 90 derecede 19 derece, dengeye ulaştığında 52,5 derece çevirir.
- Monosakkaritler tatlı maddelerdir ve tatları alkol gruplarından kaynaklanır; sakkaroz (sofra şekeri) 100 referans molekül olarak kabul edilir.
- 1:13:02Monosakkaritlerin Tatlılığı
- Sakkaroz bir disakkarit olup 100 referans değerine sahiptir, glikoz ise daha az tatlıdır.
- Disakkaritlerin tatlılığı monosakkaritlerden daha düşük olabilir; örneğin maltoz 32, laktoz ise 16 derecedir.
- Monosakkaritler su ve sulu ortamlarda rahatlıkla çözünür, ancak diyetilerde çözünmezler.
- 1:14:36Monosakkaritlerin Alkali Ortamda Davranışı
- Alkali ortamda mutasyon hızlanır ve belirli monosakkaritler enolizasyon süreci ile birbirlerine dönüşebilir.
- Enolizasyon, karbon-karbon çift bağına bağlı hidroksil grubu ile karbon atomundan komşu karbona keton grubunun geçmesiyle oluşan olaydır.
- Yoğun alkali ortamlarda monosakkaritler kaynatıldığında sarı-kırmızı-kahverengi renk değişimi görülür ve reçine özelliğinde maddeler oluşur.
- 1:17:20Enolizasyon ve Mor Deneyi
- Mannoz, fruktoz ve glikoz birbirine enolizasyon yoluyla dönüşebilir; bu dönüşümlerde 1 ve 2 numaralı karbon atomları değişir.
- Enolizasyon olayı mor deneyi ile gözlemlenebilir; bu deney alkali ortamda ısı etkisiyle şekerin 1 ve 2 numaralı karbon atomları arasındaki tertiplenme ile tetikleyici özellikli sarı renkli di-enol grublarının teşekkülünü gösterir.
- 1:19:16Monosakkaritlerin Asit Ortamda Davranışı
- Asit ortamlarda ilk görülen reaksiyon mutasyon hızlanmasıdır, şiddetli asit ortamlarda sıcaklık 170 dereceye yükseltilirse monosakkaritler kömürleşir.
- Yoğun asit ortamda kaynatılmak suretiyle monosakkarit molekülü üç mol su kaybederek dehidratasyona uğrar ve pentozlar 5-hidroksi-metil-furfur egzozlardan oluşur.
- Monosakkaritler orsin, glusin, rezorsin gibi aromatik bileşiklerle kondense olarak renk reaksiyonları verir; örneğin monş deneyi menekşe renk verir ve karbonhidrat tanıma deneyidir.
- 1:21:30Monosakkaritlerin Redükleme Özellikleri
- Monosakkaritler ve bazı disakkaritler özellikle yüksek pH'da (alkali ortamlarda) güçlü indirgen maddelerdir.
- Bu özellikler serbest alda git ve keten gruplarından ileri gelir, hem asetal ve hemital yapılarıyla ilişkilidir.
- Monosakkaritler tek yapılarından ve gümüş, civa, bakır gibi iyonları kolayca indirgenir, kendileri oksitlenir ve asit karışımları meydana gelir.
- 1:22:44Şekerlerin Tepkileri ve Deneyler
- Oksitleyici madde katılarak yapılan reaksiyonlarda, monosakkaritler oksitlendiğinde renk değişikliği görülür ve bu özellikler gözlemlenebilir.
- Falnik, Benedikt ve Barfod deneyleri benzer esaslara dayanır, ancak Benedikt tamamen alcal ortamda, Barfod ise hafif asit ortamda çalışır.
- Şekerler alcal ortamlarda ısı etkisiyle ağır metal hidratlarıyla reaksiyona girdiğinde, oksitlendiklerinde şeker asitleri veya andonik asitler ortaya çıkar.
- 1:23:45Glikozit Oluşumu
- Monosakkaritlerin halka yapıları, hitoklolik asit katalizörü kullanılarak alkol veya fenol gruplarıyla birleştiğinde glikozitler meydana gelir.
- Glikozit bağ, bir karbonhidrat molekülünün başka bir gruba bağlanmasını sağlayan ether bir türüdür ve asetal veya ketal grubu ile hidroksil grubu arasında oluşur.
- Glikozit terimi, asetal ve ketal grupları dışında tio glikozit, selena glikozit, N-glikozit ve C-glikozit gibi çeşitli kimyasal grupları arasında oluşan bağlara sahip bileşikleri de kapsayan şekilde genişletilmiştir.
- 1:25:33Doğal Glikozitler
- Çoğu doğal glikozitler bitkilerde bulunur, örneğin salvia, söğüt, hacca, oleander gibi bitkilerde glikozitler mevcuttur.
- Doğal olarak oluşan glikozitlerde karbonhidrat kalıntısının çıkarıldığı belirtilmektedir.