Biyomoleküller

Karbonhidratlar

• Genel formül Cₙ(H₂O)ₘ; polihidroksi aldehit (aldoz) veya keton (ketoz).
• Monosakkaritler: Glikoz (aldoheksoz, kan şekeri), fruktoz (ketoheksoz, meyve şekeri), galaktoz; riboz ve deoksiriboz (pentozlar; RNA ve DNA). Sulu çözeltide halkalı (piranoz/furanoz) yapıda bulunur; α ve β anomerleri. Glikoz ve fruktoz indirgen şekerdir (Fehling, Tollens olumlu).
• Disakkaritler (glikozit bağıyla): Maltoz (glikoz + glikoz, α-1,4), laktoz (glikoz + galaktoz, β-1,4; süt şekeri), sakkaroz/sükroz (glikoz + fruktoz; çay şekeri; indirgen değildir, çünkü her iki anomerik karbon bağa katılmıştır).
• Polisakkaritler: Nişasta (bitkilerde depo; amiloz α-1,4 düz zincir, amilopektin dallanmış; iyotla mavi-mor renk), glikojen (hayvanlarda depo; karaciğer ve kas; çok dallanmış), selüloz (bitki hücre duvarı; β-1,4 bağları; insanlar sindiremez), kitin (eklem bacaklı dış iskeleti, mantar hücre duvarı).

Lipitler

• Suda çözünmeyen, organik çözücülerde çözünen biyomoleküller.
• Yağ asitleri: Doymuş (tekli bağ; oda sıcaklığında katı; hayvansal yağlar) ve doymamış (ikili bağ; sıvı; bitkisel yağlar). Doğal doymamış yağ asitleri çoğunlukla cis yapıdadır; trans yağlar sağlığa zararlıdır. Esansiyel yağ asitleri (omega-3, omega-6) dışarıdan alınmalıdır.
• Trigliseritler: Gliserin + 3 yağ asidi (ester bağı); enerji deposu (1 g yağ ≈ 9 kcal). Hidrojenleme ile sıvı yağdan margarin; bazik hidrolizle sabun (sabunlaşma).
• Fosfolipitler: Hidrofilik baş, hidrofobik kuyruk (amfipatik); hücre zarının çift katmanlı yapısı.
• Steroitler: Dört halkalı yapı: kolesterol (hücre zarı, hormon öncülü), steroid hormonlar (testosteron, östrojen, kortizol), D vitamini, safra asitleri.
• Mumlar, yağda çözünen vitaminler (A, D, E, K).

Proteinler

• Amino asitler: Merkezî α-karbona bağlı amino (–NH₂), karboksil (–COOH), H ve R yan zinciri. 20 standart amino asit; glisin dışında kiraldir (L konfigürasyon). Fizyolojik pH'ta zwitteriyon (iç tuz) hâlinde bulunur; izoelektrik noktada net yük sıfırdır. Esansiyel amino asitler (9 tane) besinle alınmalıdır.
• Peptit bağı: Bir amino asidin karboksil grubu ile diğerinin amino grubu arasında dehidrasyon sentezi (amit bağı); düzlemsel, kısmi ikili bağ karakteri.
• Yapı düzeyleri: Birincil (amino asit dizisi; peptit bağları), ikincil (α-sarmal ve β-kırmalı tabaka; omurga hidrojen bağları), üçüncül (üç boyutlu katlanma; R grupları arası etkileşimler: disülfit köprüleri, iyonik bağ, hidrojen bağı, hidrofobik etkileşim), dördüncül (birden fazla polipeptit zincirinin birleşmesi; hemoglobin).
• Denatürasyon: Isı, pH değişimi, ağır metaller, organik çözücüler ile üç boyutlu yapının bozulması ve işlev kaybı (birincil yapı korunur).
• Görevler: Enzim, yapısal (kolajen, keratin), taşıma (hemoglobin), savunma (antikor), hormon (insülin), kas kasılması (aktin, miyozin). Biüret testi peptit bağlarını (mor renk), ksantoprotein testi aromatik halkalı amino asitleri belirler.

Enzimler

• Biyolojik katalizörlerdir; aktivasyon enerjisini düşürür, denge sabitini değiştirmez. Substrata özgüdür (anahtar-kilit ve uyarlanmış uyum modelleri).
• Michaelis-Menten kinetiği: v = V_max[S]/(K_m + [S]); K_m, hızın V_max/2 olduğu substrat derişimidir (substrata ilginin ölçüsü; küçük K_m yüksek ilgi).
• İnhibisyon türleri: Yarışmalı (aktif bölgeye bağlanır; K_m artar, V_max değişmez), yarışmasız (V_max azalır), yarışmasız olmayan (unkompetitif).

Nükleik Asitler

• Nükleotit: Azotlu baz + pentoz şeker + fosfat. Pürinler (adenin, guanin; çift halkalı), pirimidinler (sitozin, timin, urasil; tek halkalı).
• DNA: Deoksiriboz; A, T, G, C; çift sarmal (Watson-Crick, 1953); antiparalel zincirler; A=T (2 hidrojen bağı), G≡C (3 hidrojen bağı). Chargaff kuralı: A = T, G = C.
• RNA: Riboz; timin yerine urasil; genellikle tek zincir; mRNA, tRNA, rRNA.
• Nükleotitler fosfodiester bağlarıyla bağlanır; zincir 5' → 3' yönünde sentezlenir. ATP, NAD⁺, FAD gibi koenzimler de nükleotit türevidir.