YAŞAM BİLİMLERİNE GİRİŞ
DERS SUNUM NOTLARI
PROF.DR.ERHAN DİNÇKAYA
EGE ÜNİVERSİTESİ
FEN FAKÜLTESİ
BİYOKİMYA BÖLÜMÜ
YAŞAM BİLİMLERİNE GİRİŞ
Yaşam Nedir? Yaşamın Özellikleri, Organizasyon, Adaptasyon,Canlılar
Alemi.
Yaşamın Kimyası, Kimyanın Temelleri, Su Ve Yaşam İçin Önemi, pH.
Yaşamın Biyokimyası, Organik Moleküller, Yaşamın Temelini Oluşturan
Makromoleküller
Yaşamın En Küçük Birimi; Hücre, Makromoleküller Ve Hücredeki Temel
Fonksiyonları,Membran Özellikleri.
Yaşam Bilgisinin Şifresi;Genler, DNA,RNA,Protein İlişkisi.
Yaşam Ve Enerji,Metabolizma –Enerji İlişkisi.
Hücrelerin Enerji Üretimi, Enerjiyle İlgili Organaller Ve Metabolik
Yollar.
Prof.Dr.Erhan DİNÇKAYA
BİYOKİMYA BÖLÜMÜ

EVREN, Doğanın En Büyük Dizaynı
(National Geographic)

YAŞAMIN ÖZELLİKLERİ
Organizasyon
Enerji Kullanımı ve Metabollizma
İç Sabitliğin Korunması
Üreme, Büyüme ve Gelişme
Uyarılma Yeteneği ve Adaptasyon
ORGANİZASYON;
Organizasyon evrensel organizasyonun bir parçasıdır.
Atomaltı parçacıklardan galaksilere kadar tüm evrende etkili fiziksel
parametreler aynıdır.
Dört temel kuvvet;
Kütlesel Çekim Kuvveti: En zayıf kuvvettir.Ancak
menzili sonsuzdur.Kütlelere etkir.Evrendeki büyük
nesneleri,galaksi ve yıldızları,gezegenleri ve bizleri
etkiler.
Zayıf Nükleer Kuvvet: Kütlesel çekim kuvvetinden
1032 kez daha şiddetlidir.Lepton.mezon ve
baryonlar gibi tüm elemanter parçacıklara etki
eder. Menzili 10-17 m’den kısadır.Belirli atomlarda
(Uranyum)radyoaktif bozunmalarla ilişkili kuvvetler.

Elektromanyetik Kuvvet: Elektrik ve manyetik
alandan kaynaklanır.Zayıf kuvvetten 104 kez daha
büyüktür.Menzili sonsuzdur.Elektronları çekirdeğin
çevresinde tutanve alışılmış maddenin bütün olarak
görünmesini sağlayan kuvvetler örnek olarak verilebilir.
Şiddetli Nükleer Kuvvet: Baryon ve mezonlara
etkir.Menzili 10-15 m dir.Elektromanyetik kuvvetlerden 102
kez daha şiddetlidir.Zayıf kuvvetlerden 106-1010 kez,
gravitasyonel kuvvetlerden ise 1038 kez daha
şiddetlidir.Çekirdekte etkilidir.
Mikrokozmozdan makrokozmoza kadar tüm organizasyonlar temelde
fizik kanunları,kimyasal yapılar ve ilişkiyi kurabilmek için
matematik yardımıyla açıklanır.
Yaşamsal özellikler taşıyan organizasyonlarda biyoloji,bu tür
organizasyonlardaki kimyasal nitelikler söz konusu olduğunda
biyokimya görev alır.
Tüm organizasyonlar dolayısıyla yaşayan sistemler diğer tüm
organizasyonlarla ilişki içinde ve bağımlı.
Organizasyon yaşam tanımı için yeterli değil .Örnek olarak bir
süpermarket de oldukça organize bir yapıdır ancak yaşayan bir
canlı olarak nitelenemez.

Atom
Molekül
Hücre
Doku
Organ
Organizma
Popülasyon
Ekosistem
Biyosfer
 Hücre yaşamın temel ünitesidir.

4 ana tip doku türü:
1-epithelial; 2-bağ doku; 3-
musküler; 4-sinir
Kompleks
organizmaların
organizasyonu
Hücreler:moleküllerden
Dokular: hücrelerden
Organlar:dokulardan
Sistemler:
organlardan
Organizma:
organ
sistemlerinden
 Vücudumuz milyonlarca hücreden yapılmıştır
 Her bir tip hücre, farklı bir fonksiyondan
sorumludur.
 Genç, özelleşmemiş hücrenin olgun, özel hücreye
dönüşümü/gelişimi
 Hücreler bu formda belirli bir fonksiyonu yerine
getirebiliyorlar.

Şekil ve belirli aynı fonksiyona sahip hücrelerin biraraya
gelmesi ile DOKU oluşur.
DOKU ; farklanmış, olgun, özel hücrelerin organizmada belirli
bir fonksiyonu gerçekleştirmek için bir araya gelmesi.
Biyolojik organizasyonun
her bir aşaması önemli
özellikler gösterir.
 Örn: kapilerler kan
transportunda görev
alırlar.
(Bu özellik tek bir
endotelyal hücre
tarafından
gerçekleştirilemez)
Organ
 Farklı dokuların gruplanması ile oluşan yapılar.
 Bir organ bir çok farklı dokudan oluşabilir Organın tüm
fonksiyonunu gerçekleştirmek bu sayede mümkün olur.
 Organlar grup halinde çalışırlar ve bu durumda organ
sistemleri olarak adlandırılırlar.
 Örn: solunum sistemi

Organ Sistemleri
 Koruma: Deri
 Destek ve Hareket: Kas ve İskelet
 Homeostasis: Sindirim, Kardiovasküler, Solunum, Üriner,
Lenfatik
 Koordinasyon/İntegrasyon: Sinir ve Endokrin sistemler
 Türlerin Devamı: Üreme
Her bir organ sisteminin önemli bir görevi vardır.

ENERJİ KULLANIMI VE METABOLİZMA
*Yaşayan bir organizmanın diğer önemli bir özelliği enerjiyi kullanıyor
olması ve bir metabolizmaya sahip bulunmasıdır.
*Organizma yeni yapılar oluşturmak,onarmak,eskilerini yıkmak ve
yeniden üretmek için enerjiye gereksinim gösterirler.
*Bu fonksiyonlar hücre, doku,organ ve tüm organizma seviyesinde
meydana gelir.
*Metabolizma terimi tüm kimyasal dönüşümler ve bunlarla ilişkili
enerji değişimlerini ifade eder.
*Metabolik reaksiyonlar biyokimyasalların hem sentez hem de
yıkımını içerir.
*Burada BİYOKİMYA karşımıza çıkmaktadır.Canlı sistemlerdeki tüm
bu kimyasal ve enerjetik dönüşümleri inceleyen ve bu dönüşümlerin
canlı üzerindeki etkilerini araştıran bilim dalı olarak biyokimyayı
tanımlayabiliriz.

Enerji kullanımı açısından canlılar incelendiğinde;
Üreticiler: Işık enerjisini kullanıp fotosentez
yoluyla kimyasal bağ enerjisine dönüştürürler
(Bitkiler)
(veya daha az oranda, anorganik maddelerden
yararlanarak gerekli kimyasal bağ enerjisini
üretenler??????)
Tüketiciler: Üreticilerin organik kimyasal bağ
enerjisini kullananlar.(Hayvanlar, mantarlar(fungi)
(Diğer bir grup, ölü organizmaların bileşenlerindeki
organik moleküllerdeki kimyasal bağ enerjisinden
yararlananlar; parçalayıcılar olarak ayrı bir sınıf
olarak tanımlanabilse de enerji kullanımı açısından
tüketicilerden farkları yoktur.
Producers
(plants and other
photosynthetic
organisms)
Consumers
(including animals)
Sunlight
Chemical
energy
Heat and Work
Heat and Work
Ecosystem

ORGANİZMALARIN SINIFLANDIRILMASI
ORGANİZMALAR
FOTOTROFLAR
(enerjiyi ışıktan)
KEMOTROFLAR
( enerjiyi kimyasal bileşikten)
HETEROTROFLAR
(C’nu organik
bileşiklerden)
HETEROTROFLAR
(C’nu organik bileşiklerden)
LİTOTROFLAR
(enerjiyi inorganik bileşiklerden)
OTOTROFLAR
(C’nu CO2’den)
ORGANOTROFLAR
(enerjiyi organik bileşiklerden)
İÇ SABİTLİĞİN KORUNMASI
*Bu özellik homeostasis olarak tanımlanır.
*Hücresel düzeyden başlayarak tüm organizmaya kadar bütün bir
canlı için söz konusudur.
*Besin bileşenlerinin alımı,atıkların uzaklaştırılması,su ve ısı
dengesinin, iyon dengelerinin, tampon sistemlerinin korunması tüm
bu çerçevede değerlendirilir.
Değişimler oldukça sınırlı bir aralıktadır ve bu aralıkların dışına
çıkılması yaşamı önemli ölçüde tehdit eder.

İnsan vücut sıcaklığı………
Eğer vücut sıcaklığı artarsa, terleme
Eğer vücut sıcaklığı azalırsa, titreme.
ÜREME ,BÜYÜME VE GELİŞME
*Organizmalar ürerler(Sayılarının çoğalması, farklı bireyler
oluşturmaları)
*Organizmalar büyürler ve gelişirler(Boyutları farklanır ve
fonksiyonlarında bu büyüme paralelinde değişiklikler meydana gelir)
*Organizma boyutunda çoğalma farklı şekillerde olur.(Bakteriler
bölünerek, bazı bitkiler tohum ve çimlenmeyle,kuş ve
sürüngenlerde yumurtlama ve hayvanlarda doğumla)
*Bu olayların temelinde genetik bilginin saklandığı DNA’nın kendini
eşlemesi ve hücre bölünmesi yatmaktadır.(Başka bir deyişle
çoğalma gelişme ve ölüm gibi benzer olaylar hücresel düzeyde de
gerçekleşmektedir.Hücresel düzeydeki olaylar dokuları
dokulardakiler organları ve organlardakiler de organizmayı
etkilemektedir.

*Üreme iki farklı yolla meydana gelir.
I)Aseksüel Üreme:
1)Tek hücreli canlılar
2)Bazı çok hücreli canlılar (Patates;
yumrulardan da çoğalma)
3)Bazı basit hayvanlar(Deniz anemonları ve
bazı yumuşakçalar)
Birbirinin genetik olarak aynısı canlılar.
II)Seksüel Üreme: Daha gelişmiş canlılar, iki farklı
bireyden üçüncü bir birey.(Bazen birden
fazla identik birey)
UYARILMA YETENEĞİ VE ADAPTASYON
*Uyarılma; Bir uyarıcıya karşı acil cevap yeteneği
*Bir insanın dokunmayla o yöne dönmesi
*Köpeğin duyduğu sese bakması
*Bitkinin güneşe dönmesi
*Bu durum çevreye uyumun ilk şartıdır.Çünkü çevre az veya çok
değişim içindedir(Salınım).
Ancak canlı homeostasisini korumak durumundadır.
Bu değişiklikleri anında algılayıp tedbir almalıdır.Ancak bu sayede
yaşamını devam ettirebilir.

*Bu hücresel düzeye kadar inmiş olan bir sistemdir
(Fazla şeker alındığında bunu pankreas hücrelerinin
algılaması ve insülin sentezinin başlayarak şekerin
düzeyinin düşürülmesi vs.).
*Sıcakta terleme gibi olaylar da buna örnek olarak verilebilir.
*Sonuçta bu uyarılma ve adaptasyon yeteneği doğal şeçimliliğe
de yol açmıştır.
*Adaptasyon ve doğal seçim sonucu bugünkü türler yeryüzünde
varlıklarını koruyabilenlerden oluşmaktadırlar.

Adaptasyon Bir organizmanın yaşaması ve üreyebilmesini
mümkün kılan kalıtsal bir davranış veya karakter
Zaman ile; adaptasyonlar doğal seleksiyon ile modifiye olurlar.

YAŞAMIN KİMYASI
Temel Unsurlar
Element(92 doğal+17 sentetik), Atom, Bileşik,Molekül kavramları!
Atomaltı partiküller!(Bir atom çekirdeği bilya boyutunda olmuş
olsaydı elektron ondan 1 kilometre uzaklıkta bulunurdu)
Atomlar arasındaki bağlar!
Su; yaşama ortam sağlayan bileşik!
Suyun özellikleri!
Yaşayan canlı bir organizasyondur ve organize olmuş birimler
arasında iletişim,madde alışverişi ancak akışkan bir unsurun
varlığında mümkündür ve bu da sudur.
Suyun akışkan niteliği!

• Atom: en küçük kimyasal
ünite
• Atomik yapı elementin
davranışını tanımlar.
• Atomlar genelde 3
subatomik partikülden
oluşur.
– Proton
– Nötron
– Elektron

Molekül: 2 veya daha fazla atomdan oluşan madde.
Atomik bağlar: Atomlar arasında elektron etkileşimleri
sonucunda oluşan çekimler
İyonik bağlar: elektronların atomlar arası transferi
Kovalent bağlar: valens elektronların paylaşımı
Moleküller arası kimyasal bağlar:
Hidrojen bağları, van der Waals etkileşimleri

Suyun yaşam için diğer bir önemi; sıcaklık kontrolüne
katkısıdır.Su yüksek bir ısı kapasitesine sahiptir. Bu iç vücut
sıcaklığının korunmasına imkan verir.
Yüksek buharlaşma ısısı serinlemeye yani yükselen vücut
sıcaklığının düşürülmesine imkan verir.
Su donduğu zaman hacmi genişler.Yaşamın devamı için belkide en
önemli özellik!
Bazı canlıların kanlarında antifiriz görevi gören biyokimyasal
maddeler bulunur.
Bazı küçük canlılar (1mm) sıcaklık düşüşüyle vücut su içeriklerini
%85 den % 3 e düşürerek hayatta kalabilirler.

Asit – Baz Dengeleri ve Tampon Sistemleri
H2O + H+
H3O+
Hidronyum iyonu
OH-
Hidroksil iyonu
Asit ve Baz Kavramları!
pH Skalası
Saf suyun pH sı(7,0)
İnsanın kan pH sı 7,35-7,45 arasında oynar.
7,5-7-8 arası alkaloz
7,3-7,0 arası asidoz
Asidoz ve alkaloz fizyolojik
bozukluklara,organ hasarlarına ve
sonuçta ölüme neden olabilir.

Alınan birçok asidik ve alkali maddeye rağmen organizmanın p H
sı nasıl belli bir aralıkta sabit kalıyor?
Tampon sistemleri!
Önemli bir tanesi Karbonik asit/Sodyum
bikarbonat tampon sistemi
( H2CO3 / NaHCO3 )
HCl + NaHCO3 H2CO3 + NaCl
(Kuvvetli Asit) (Zayıf Asit)
NaOH + H2CO3 NaHCO3 + H2O
(Kuvvetli Baz) (Zayıf Baz)

YAŞAMIN BİYOKİMYASI
Organik Moleküller
Karbohidratlar
*C,O ve H den oluşurlar.
*Bunların arasındakibağların kırılmasıyla saklı enerji açığa
çıkar.
*Hücre ve dokular için destek materyalidirler.
*Bazı şekerler vücuttaki atık ve zehirli materyallerin özellikle
suda çözünmeyenlerin,glukurunid şeklindeki bağlarla çözünür
hale getirilmesi ve idrarla atılmasını sağlarlar.
En küçük birim ,monomer = monosakkarit
Glukoz(Kan şekeri), Fruktoz(Meyve Şekeri)

Oligosakkaritler; 2-100 monomerden oluşurlar.
Disakkarit =Dimer
Sukroz (Glukoz+Fruktoz)=Sakkaroz=(Kamış,Pancar Şekeri)
Trehaloz(Glukoz+Glukoz)=(Böceklerin kan şekeri)
Maltoz=2Glukozdan oluşan bir dimer(Çimlenen tohumların
enerji kaynağı)
Laktoz(Glukoz+Galaktoz)(Süt Şekeri)
Oligosakkaritlerin enerji kaynağı olmaları yanındaki diğer
önemli bir fonksiyonları dünya yüzeyi benzeri hücre yüzeyinin de
engebeli olmasına yol açmalarıdır.Bu engebeler genetik olarak
farklanacağı için bağışıklık sisteminin temellerinden birini
oluşturmaktadır.

Polisakkaritler çok sayıda şekerin(monomerin) birbirine
bağlanmasıyla oluşan polimerlerdir.
Selüloz; Bitkilerde destek ve iskelet maddesi
Nişasta; Bitkilerde depo maddesi
Glikojen; Hayvanlarda depo karbohidrat
Kitin; Kabuklulardave böcek kabuklarının
temel maddesi
Selüloz yeryüzündeki en yaygın ve büyük biyokütledir.Kitin
ondan sonra gelir.

Lipidler
Lipidlerde genelde şekerler gibi C,H ve O ağırlıklı ama daha az
oksijen içeren yapılardır.Ancak suda çözünmez, organik çözgenlerde
çözünürler.
Fat; Katı yağ
Oil; Sıvı yağ
Trigliserid; 1Gliserin+3YağAsidi
Yağ Asidi; Doymamış(Ansature)
Doymuş(Sature)
Çoklu Doymamış(Poliansature)
*Lipidler hücreler için önemli yapıtaşlarıdır.
*Aynı zamanda en önemli enerji depo materyalidirler.
*Eşdeger ağırlıktaki karbohidrat veya proteinden iki
kat fazla enerji verirler.
*Bazı vitaminlerin alımı, kullanımı ve büyüme
için esansiyel önemleri vardır.

Steroller; ana yapı olarak karbon atomlarından oluşan dört
halka içeren lipidlerdir.
Kolesterol(Membrana akışkanlık kazandıran bir hücre
membran bileşeni,diğer pekçok lipidin sentezinde çıkış
maddesi,cinsiyet hormonlarından testesteron ve östrojenin
çıkış maddesi)
D-Vitamini(Kalsiyum metabolizmasında hormon etkisi)
Kortizol (Hormon)
Wakslar; Yağ asitleriyle alkol yada diğer hidrokarbonların
kombinasyonuyla oluşurlar.Bunlar suyu uzaklaştıran bir
çevre oluştururlar.Bunlar suyu uzaklaştıran bir çevre
oluştururlar.Özellikle yaprakları, meyveleri ve bazı
tohumları çevrelerler.Jajoba yağı , waksların kozmetik ve
şampuanlarda kullanılan bir örneğidir.

Proteinler
Proteinler yaşamın temel moleküllerindendirler.
Proteinler bir organizmada yapıtaşı olmaktan besin deposu
olmaya,reaksiyonlar için katalizatör olmaktan savunma maddesi
olmaya kadar pekçok farklı fonksiyona sahiptirler.
Proteinlerin temel yapı taşı aminoasitlerdir.
Proteinler; aminoasitlerin(monomer) polipeptid bağlarıyla
birbirlerine bağlanmasıyla oluşan polimerlerdir.

Canlı organizmaların yapılarında 20 tür aminoasit bulunur(20
farklı aminoasitle onmilyonlarca farklı protein dizisi
oluşturulabilir.
Oysa karbohidratlarda bu seçenekler daha sınırlıdır.
İnsan vücudunda yaklaşık 100.000 farklı türde protein vardır.
Proteinlerin yapıları primer,sekonder ,tersiyer ve bazılarında
kuarterner yapılarının tanımlanmasıyla belirlenir.
Enzimler proteinlerin önemli bir grubu.
Biyolojik sistemlerdeki katalizatörler(Biyokatalizatörler)
Organizmadaki biyokimyasal reaksiyonların reaksiyon hızını
,organizmanın fiziksel ve kimyasal koşullarında,108-1012 kat
arttırırlar.

LAKKAZ
FOTOSİSTEM II

Nükleik Asitler
Hayatın anahtar molekülleridir.
Genetik bilgiyi taşırlar ve protein sentezini yönlendirirler (DNA).
Protein sentezinde görev alırlar(RNA).
DNA(Deoksiribonükleik asit) ve RNA(Ribonükleik asitler) olmak
üzere iki ana gruba ayrılırlar.
Polinükleotid yapısındadırlar.
Nükleotid; Nükleobaz + Riboz Şeker +Fosfat grubundan
oluşurlar.
DNA da şeker Deoksiriboz,
RNA da Riboz,
DNA daki nükleobazlar; Adenin ,Guanin,Sitozin,Timin
RNA daki nükleobazlar; Adenin,Guanin,Sitozin,Urasil
Nükleik asitler genetik kodları içerirler.
Nükleik asit zincirindeki üç baz kodon olarak adlandırılır ve belirli
bir amino aside karşılık gelir.
DNA hücre içinde kromozomlarda paketlenmiştir

YAŞAMIN EN KÜÇÜK BİRİMİ ;HÜCRE
*Hücre Tipleri;
Ökaryotik (Hayvan ,bitki hücreleri),
Prokaryotik(Bakteri)
Archea
*Prokaryotik ve Ökaryotik hücrelerin farkları!
Organizma Kategorileri
– Domain
– Kingdom
– Phylum
– Sınıf(Class)
– Sıra(Order)
– Aile(Family)
– Genus
– Türler(Species)
3 Domain
Bacteria
Archaea
Eukarya
– Bacteria: tek hücre, nukleus yok
– Archaea: tek hücre, nukleus yok
aşırı aquatic ortamda yaşam
(ısı, tuz, asit, oksijen eksikliği)
– Eukarya
5 Kingdom:
• Plantae
• Animalia
• Fungi
• Protista
• Monera

Archean hücreler 1970 lerin sonunda bulunmuşlardır.Yaşamın
öncü formu olarak nitelendirilirler.
Tam olarak prokaryotik ve ökaryotik hücreler olarak
nitelendirilememişlerdir.
Bu tür hücreler düşük sıcaklık ve yüksek basınçta bazılarıise
yüksek sıcaklık ve asidik koşullarda yaşamlarını sürdürebilirler.
Bu nitelikleri bazı bilim adamları tarafından diğer bir
gezegen kaynaklı olabilecekleri hipotezini ileri sürmektedirler.
Ancak dünyanın ilk zamanlarının da benzer atmosferik
koşullara sahip olma ihtimali de gözden uzak tutulmamalıdır.

(5) ~130,000 - 30,000 years. Homo neanderthalis "Neanderthal man"
•Probably not a direct ancestor - but another offshoot from H. erectus
•Shorter, stockier, stronger than modern man. Adapted to ice age.
•Larger brain size than modern man.
•Buried dead with flowers - first evidence of religeous/symbolic thinking.

– Prokaryotic: membranla çevrili
yapılardan yoksun
• Bacteria
• Archaea
– Eukaryotic: membran ile çevrili
organelleri içerirler.
(kompartmanlama/ özelleşme)
• Hayvanlar, bitkiler, protistler ve
fungi

Prokaryotik Hücreler
• Nükleus yoktur –DNA sitoplazmada bir bölgede paketlenmiş
olarak bulunur ve buna nükleoid bölge denir.
PROKARYOTIC CELL (BACTERIA)
CELL WALL
CELL MEMBRANE
DNA
RIBOSOMES

Ökaryotik Hücreler
• Bitki, hayvan, fungi ve protistler
– Protistler çoğunlukla küçük, tek-hücreliorganizmalardır ve
hiçbir sınıf içinde yer almazlar.
• Genelde prokaryotlardan hacimce 1000-kat büyük
- Kompleks internal yapılar ve mekanizmalar hızlı
transport ve hücrenin iç ve dış ortamı arasındaki
komünikasyonun sağlanması açısından gereklidir.
• Bitki hücreleri farklı olarak kloroplast ve vakuol içerirler,
genelde bir hücre duvarı ile çevrilidirler.

CELL MEMBRANERIBOSOMES
NUCLEUS
CHROMATIN
LYSOSOME
MITOCHONDRIA
BACTERIAL CELL
TO SCALE
EUKARYOTIC CELL
Hücre yapıları arasındaki majör farklılıklar iki sınıf
organizma tanımlar: Prokaryotik ve Ökaryotik
PROKARYOTİK
HÜCRE
ÖKARYOTİK HÜCRE
Boyut 0.2-5m çap 10-50 m çap
İç kompartmanlaşma Yok Var, çeşitli organellerde
DNA içermesi Sitoplazmada nükleoid
olarak serbest
Nükleusda, proteinlerle
kondanse
Hücre replikasyon
mekanizması
DNA replişkasyonunu
takiben basit bölünme
Somatik hücrelerde
mitoz, gametlerde
miyoz bölünme
Enerji metabolizması Mitokondri yok,
oksidatif enzimler
plazma membranına
bağlı
Oksidatif enzimler
mitokondride
Prokaryotlar tek tip hücreden oluşur. Ökaryotlar multiselüler bitkiler ve
hayvanları, basit multimoleküler organizmaları(protozoalar, fungiler ve
algler) içerirler.

Ökaryotik Hücre – Nukleus
• Hücrenin kontrol merkezi
• Nuklear sıvı Chromatin olarak
adlandırılır. DNA ve protein
kombinasyonundan oluşur.
• DNA replikasyonu ve DNA nın RNA ya
transkripsiyonu nukleusta gerçekleşir.
• Nuklear kılıf, endoplazmik
retikulum(protein sentezi) ile
bağlantılıdır.
Ökaryotik Hücre – Sitoplazma
• Sitoplazma: sitozol(hücre sıvısı) ve organelleri(
hücrenin metabolik aktivitelerini gerçekleştiren
özelleşmiş yapılar) içerir.
Ökaryotik Hücre – Plazma Membranı
• Hücreyi dış ortamdan
ayırır.
• Materyallerin hücre içi ve
dışına geçiş hareketlerini
düzenler.

Plazma membranı başlıca lipid ve proteinlerden
oluşur.
• Lipidler: Çoğunlukla fosfolipidler, bilayer
• Proteinler: İntegral veya peripheral
• Karbohidratlar: Membranın dış yüzeyinde lipid veya proteine
bağlı olarak bulunurlar.
Endoplasmik Retikulum (ER)
• Pürüzsüz ER:
Lipid sentezi, detox, karbohidrat
metabolizması
• Pürüzlü ER:
Protein sentezi
(bağlı ribozomlar içerir)

Ribozomlar
• Protein Sentezi
• Serbest veya bağlı
– Serbest olanlar hücre içinde kullanılacak proteinlerin
sentezinden sorumlu
– Bağlı olanlar ER membranına bağlıdır ve dışarı transfer
edilen tipik proteinlerin sentezinden sorumludur.
Golgi Apparatus
• Hücrenin ürünlerinin oluşumunun
sonlandırılması, sınıflandırılması ve
paketlenmesi
• Bir ucundan ER ürünlerini alır.
• Diğer ucundan ise materyaller
hücrenin diğer kısımlarına (genelde
plazma membranı) gönderilir.

Lizozomlar
• Membrana bağlı yapılar;
atık organel ve besinlerin
degradasyonundan sorumlu.
• Hidrolitik enzimleri
içerirler.
Vakuoller
• Membrana bağlı depolama
bölgeleri

Mitokondri, Kloroplast
• Mitokondri:ATP sentezi
• Kloroplast: Karbohidrat sentezi
Sitoskeletal
Elementler
• Hücrenin yapısal iskeletini
oluşturur.
• Hücre yüzeyinde ve içinde
materyallerin hareketinden
sorumludur.
• Mikrotübüller
– Centrosome dan büyürler
• Mikrofilamentler
– İtici kuvvetler

*Gelişmiş canlılarda özel üretimler için özelleşmiş hücreler
vardır!(Örneğin;Süt üretimi)

*Metabolizmaları olmadığı için canlı olarak kabul edilmeyen ancak
konuk oldukları organizmadan yararlanarak çoğalabilen
yapılar;Virüsler,Viroidler,Prionlar.
Virüsler; *Nükleik asit çekirdek(RNA yada DNA; tek yada
çift sarmal)
*Kapsid olarak da adlandırılan bir proteid kılıf
içerirler.
Viroidler; *Virüslerden daha basit yapılardır.
*Tek sarmallı bir RNA içerirler(Bir metre
uzunluğunda olabilen bu genetik materyal çok iyi
bir şekilde katlanmıştır).
*Genellikle bitkileri hedef almışlardır.
Prionlar; *Sadece bir glikoproteinden oluşurlar.Bilinen
en küçük virüsün bile 1/100 –1/1000
kadarıdırlar(Deli dana hastalığının nedeni bir
prion)

Hücresel Mimari-Membran Yapıları-Biyokimya İlişkisi
*Hücre Membranı ;Çift Tabakalı Akışkan Mozaik Yapısı
*Membranın temel bileşenleri Lipid ve Proteinler
*Lipidler daha çok fosfolipidlerdir
*Protein oranı%40-60(Bu oran hücre yada
organel tipine göre değişir)
*Mitokondri iç membranında ~%80 Protein
*Sinir hücresi miyelin kılıfında ~%75 Lipid
*Membran Proteinlerinin Fonksiyonları!

Membranlardan Transport-Proteinlerin Rolü!
*Büyük Çaplı Membran Transportu(Ekzositoz,Endositoz)!
*Vezikül Trafiği!
*Hücrelerarası Bağlantılar!
*Hücre İskeleti!
*Hücrelerarası İlişkiler!
*Sinyal İletimi!
*Onarım!

YAŞAM BİLGİSİNİN ŞİFRESİ ;
GENLER
*Gen Kavramı
*İnsan Genom Projesi
*DNA Yapısı,Yapı Taşları
*DNA,
Histon,
Kromozom
*Replikasyon,
Transkripsiyon,
Translasyon
*Metabolizma
*Yapı
*DNA Onarımı
*RNA Olgunlaşması
*Ribozomlar
*Posttranslasyonal Modifikasyonlar

Metafazik Kromozom

YAŞAM VE ENERJİ
*Yaşam enerjiye gereksinim duyar.(Hareket eden herşeyde bir
enerji söz konusu, hareketsiz olanlarda da saklı bir enerji söz
konusu)
*Enerji iş yapma yeteneği olarak tanımlanabilir.
Klasik olarak kalori ile tanımlanır(cal); 1kalori 1gram suyun
sıcaklığını 14,5 0C den 15,5 0c ye çıkarmak için gereken enerji
miktarıdır.
Aynı zamanda bir gıdanın enerji içeriğinin ve bir organizmanın
yaydığı ısıyı ifade etmek için de kullanılır.
*Biyoenerjetik ise yaşayan canlıların yaşam aktivitelerini
gerçekleştirmek için enerjiyi nasıl kullandıklarını inceleyen bir
bilimdir.
*Enerji Kaynakları;
Güneş,
Rüzgar,
Jeotermal ,
Ayın Çekim Etkisi,
Bu enerji kaynaklarının
Fosil Yakıtlar, esas kaynağı nedir?
Organik Maddeler.
*Güneşin sıcaklığı merkezinde 10 000 000 0C dir.
*Hidrojen atomları helyuma dönüşür ve gama ışınları salar.Bu ışınlar
daha sonra elektron ve fotonlar yayar.Fotonlar dalga halinde yayılan
ışık enerjisi partikülleridir.Yaşam ışık enerjisini kimyasal enerjiye
çevirir.Daha sonra ısı enerjisine de çevirebilir.
*Güneşin total enerji yayımı 3,8 sekstilyon megawattır.
*Dünya ‘ya bunun yalnızca~2 milyar megawat lık kısmı ulaşır.Bunun
karşılığı 200 trilyon ton kömür/ yıl yakılmasına eşdeğerdir.

*Bu enerjininde çoğu yaşama ulaşmaz;
Güneşten dünya ya ulaşan enerjinin yaklaşık üçte biri uzaya
yansıtılır.
Yarısı gezegenler tarafından absorblanır, ısıya dönüştürülür ve
uzaya verilir.
Alınan solar radyasyonun %19’u rüzgar, dalga ve fotosentez de
kullanılır.
Bu % 19’ un sadece % 0,05-% 1,5’u bitki materyaliyle ilişkilidir.
Bunun yalnızca onda biri bitki yiyen hayvanların vücutlarına girer.
Çok daha azı bitki yiyen hayvanları yiyen canlılara ulaşır.
*Gerçekte dünya yaşamı, güneş enerjisinin çok çok küçük bir
kısmını kullanır.Ancak çok büyük bir oranda buna bağımlıdır.
Ancak bazı archean hücreler derin denizlerdeki volkanlardan
kaynaklanan erimiş kaya ve lavların ve gazların yakınında
yaşarlar.Jeotermal enerjinin ısısından yararlanırlar ve H2S gazının
kimyasal bağlarından yararlanırlar.CO2, salınan hidrojeni bağlayıp
organik moleküller sentezlerler(Besin bileşenlerini üretmek için
inorganik molekülleri kullanan Bu canlılar kemoototrof olarak
sınıflandırılırlar.)
*Enerji Tipleri;
Potansiyel Enerji; İş yapmak için varolan saklı enerji(1 çay kaşığı
şeker,Top fırlatmak için gerilmiş bir sporcu).Organizmada
potansiyel enerji; karbohidrat, lipid ve proteinler gibi moleküllerin
kimyasal bağlarında saklanırlar.
Kinetik Enerji; İş yapmak için kullanılmakta olan enerji(Yanan
şeker, fırlatılmış top)Kinetik enerji bir maddeyi hareket
ettirir,Akan suyun türbün çevirmesi,ısı ve ses de kinetik enerjinin
tipleridir çünkü molekül hareketlerinin sonuçlarıdır.
Kinetik ve potansiyel enerjiler birbirlerine birebir dönüşemezler.

*Termodinamiğin Kanunları;
1.Kanun: Enerjinin Korunumu : Enerji yoktan varedilemez veya
varken yok edilemez. Ancak bir şekilden diğer bir şekle
dönüştürülür.(Evrenin enerjisi sabittir.)
2.Kanun:Entropi: Düzensizliğe (Kaosa ) eğilim sözkonusudur.
Bütün enerji dönüşümleri verimsizdir.Çünkü her reaksiyon entropide
artışla sonuçlanır ve çevreye bir miktar kullanılabilir enerji ısı
olarak yayılır.Enerjinin diğer formlarından farklı olarak ısı enerjisi
düzensiz moleküllerin hareketinden kaynaklanır.
*Enerjinin herhangibir formu tamamen ısıya dönüştürülebilir.Ancak
ısı, enerjinin herhangibir diğer formuna tamamen dönüştürülemez.

*Canlı Organizmalarda Enerji Kullanımı
Anabolizma(Sentez) ve Katabolizma(Yıkım)
Endergonik ve Ekzergonik Reaksiyonlar
*Organizma da enerji nasıl taşınır?
En önemli taşıyıcılardan biri: ATP = Adenozin trifosfat
*Kimyasal enerjinin ışık enerjisine dönüşümüne bir örnek;
Ateşböceği
*Organizmada biyokatalizatör olarak görevli proteinler olan
enzimler ve enerji ilişkileri

HÜCRELERİN ENERJİ ÜRETİMİ
*Nefes alma anlamındaki solunum ile hücresel solunumun farkı!
(Benzerliği her ikisinin de oksijen alıp karbondioksit vermeleri)
*Hücresel solunumun oksijen varlığında biyokimyasal
reaksiyonlarla besin moleküllerinin kimyasal bağlarından enerji
alımını ifade eder.
*Oksijenli ve oksijensiz solunumun farkı!
*Besin bileşenleri (veya yıkıma uğrayan yapısal maddeler) enerji
kazanım yollarına nasıl girerler?
*Enerji kazanımları hücrede nerede olur?
*Glikoliz *-Oksidasyon*Sitrat Çevrimi*Solunum Zinciri

Fotosentez ve Önemi
*Biyokimya ve yaşam arasındaki ilişkide organik moleküllerin bağları
içinde saklı enerji ile güneş enerjisi arasındaki ilişkiyi ortaya
koyabilmek için fotosentezin temel hatlarıyla vurgulanması gerekir.
*Fotosentez yapan canlılar= heterotroflar= Güneş ışığının
enerjisinden yararlanarak karbondioksitten karbohidratların
sentezini yaparlar.
1.Suyun fotolitik parçalanması;
2H2O + 2 NADP+ O2 + 2NADPH + H
Pigment (Klorofil, vb )
2.Karbondioksidin yakalanması;
6CO2 + 12H2O C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O
h
*Fotosentez sayesinde bu komplekslikte bir yaşam ve çeşitli türler
varolabilmiştir.(Belki kemoototrof olan archeanlar olabilirdi).
*Güneş dakikada 120 milyar ton maddeyi radyant enerjiye
dönüştürür ve radyasyon dalgaları şeklinde dışarıya yayar.
8 dakikalık bir yolculuktan sonra bunun yaklaşık 2 milyon tona
karşılık gelen kısmı dünyanın dış atmosferine ulaşır ve bunun
yalnızca % 1 lik kısmı fotosentezde kullanılır.
*Güneş enerjisinin bu çok küçük miktarı bir yılda 3 katrilyon pound
karbohidrat sentezini sağlar.
*Güneş ışığının% 4 ü ultraviyole(UV) radyasyonu,% 53 ü infrared(IR)
% 44 ü görünür ışıktan oluşur.

*UV radyasyonu yüksek enerjili fotonlar içerir.
*Bunlar elektronları moleküllerden ayırır ve iyonlar oluşturur. Bu
nedenle UV, iyonize edici radyasyon olarak tanımlanır.(Güneş
yanığı, deri kanseri, kseroderma pigmentosum)
*Fotosentezde ışık bağımlı reaksiyonlarda ATP ve NADPH
üretimi- ışık enerjisinden kimyasal enerji üretimi.
*Işığı kimler yakalar,Pigmentler,Fotosistem I veII, Kloroplastta
proton gradienti.
*Kalvin çevrimi,ışık bağımsız reaksiyonlar,enerji harcanması ve
sentez

KAYNAKLAR
*S.Alters,B.Alters,”Biology, Understanding Life” Wiley &Sons
Inc.(2006)
*J.Koolman,K.H.Roehm, “Color Atlas of Biochemistry”
Thieme(2005)
*D. E. Metzler,”Biochemistry: The Chemical Reactions o Living
Cells”, Academic Press Inc. (2003)
*W.K.Purves,D.Sadava,G.H.Orians,H.C.Heller,”Life, The
Science of Biology”W.H.Freeman.(2001)