10
KISIM 1 CANLIDA MOLEKÜLER ORGANİZASYON
C
C
Hidrojen
alc
O
N
O
O
O
N
Hidrojen
verici
H
H
H
H
H
H
O
O
O
N
N
N
ŞEKİL 2-3. Çeşitli fonksiyonel gruplar
arasındaki hidrojen bağları.
Şekil 2.3 Çeşitli fonksiyonel gruplar arasndaki hidrojen bağlar.
gösterir. Su molekülü açısal bir yapıya sahip olduğunR
dan dipol momenti yüksektir. Bu nedenleH su molebir
külü yapısındaki R atomu ile diğer bir su molekülünün
O
R
R2
1
C
N
H’i arasında hidrojen bağı olarak adlandırılan molekülO
C
H
C
ler arası bir kuvvet oluşur (Şekil 2.2).
Hidrojen bağı, elektronegativitesi yüksek bir atoma
O
H
O
(F,N,O) kovalent bağla bağlanması nedeniyle elektronca fakirleşen hidrojen atomunun, diğer bir moleküldeki
H
yine O
elektronegativitesi yüksek bir atom (F,N,O) taraH
fından eşH
zamanlı çekilmesiyle ortaya çıkar. Bir çeşit diH
pol-dipol etkileşmesi O
sonucu oluşan hidrojen bağında,
N
Alkol ve su
H
bir hidrojen atomu iki elektronegatif atom arasındadır.
C
C
Ancak bunlardanKeton ve su
birine kovalent bağla diğerine ise
C
C
elektrostatik çekim kuvvetiyle bağlıdır. Hidrojenin koR
O
valent bağla bağlı olduğu atom hidrojen verici (donör),
Hidrojen
N
O
O İki polipeptid
O
diğer atom ise hidrojen alıcı (akseptör) olarak adlandıalc
zinciri
rılır. Biyolojik sistemlerde oksijen ve azot verici ve alıcı
Hidrojen
olan atomlardır. H
Moleküller arası bir H
kuvvet olan hidH
H
verici
rojen bağı kovalent bağlardan daha zayıf, ancak diğer
O
O
N
O
moleküllerBiyolojik önemi olan baz güçlü bir bağlar.
Şekil 2.4 arası kuvvetlerden daha hidrojen bağdır.
Hidrojen bağını koparmak için 5–10 kcal/mol enerji ge-
rekirken O-H arasındaki kovalent bağı koparmak için
yaklaşık 100 kcal/mol gerekmektedir. Sıvı haldeki bir
R
C
CH3
su molekülü ortalama 3–4 adet başka su molekülüyle
N bağı yapabilir.
C
(~3.4) hidrojen
Su molekülleri arasında hidrojen bağlanması olabildiği gibi su ile yapısında O ve N bulunduran çeşitli
C
C
O
N
biyomoleküller arasında ya da iki biyomolekül arasında
O
hidrojen bağlanması olabilir (Şekil 2.3 ; 2.4).
H
Polar bir molekül olanH NaCl gibi iyonik bileşiksu,
leri çözebilme özelliğine sahiptir. Su, NaCl gibi iyonik
N
NH
H
bileşiklerde iyonların (Na+ ve Cl¯ ) etrafını çevreleyerek
C elektrostatik çekimi azaltarak onların
C
ve aralarındaki
yeniden kristal bir ağ oluşturmasını önler. Suda çözünN
C
müş Na+ ve Cl¯ iyonları hidrate olurlar.
N
C
Su, iyonik bileşikler için iyi bir çözücü olduğu kadar,
N
O
ufak molekül ağırlıklı iyonik olmayan polar bileşikler
R N
(şeker, alkol vb.) için deCH özelliği taşır. Yapılarında
aynı
hem polar veya iyonik (hidrofilik gruplar) hem de polar
DNA'nn tamamlayc
H
H
olmayan uzun hidrokarbon zinciri (hidrofobik gruplar)
bazlar
N
N
içeren bileşikler amfipatik bileşikler olarak adlandırılır.
Bu tür bileşiklerin her bir molekülü tek tek suda çözün-
Polar bir molekül olan su, NaCl gibi iyonik hidrojen bağlar.
Şekil 2.3 Çeşitli fonksiyonel gruplar arasndaki bileşikleri çözebilme özelliğine sahiptir.
Su, NaCl gibi iyonik bileşiklerde iyonlarn (Na+ ve Cl¯ ) etrafn çevreleyerek ve aralarndaki
elektrostatik çekimi azaltarak onlarn yeniden kristal bir ağ oluşturmasn önler. Suda
R
H
R
R
R1
R2
çözünmüş Na+ ve Cl¯ iyonlar hidrate olurlar. N
O
C
H
C
C
N
C
CH3
C
Su, iyonik bileşikler için iyi bir çözücü olduğu kadar, ufak molekül ağrlkl iyonik
C
C
O
H
olmayan polar bileşikler (şeker, alkol v.b.) için de ayn özelliği taşr. Yaplarnda hem polar
O
N
O
O
veya iyonik O
(hidrofilik gruplar) hem de polar olmayan uzun hidrokarbon H
zinciri (hidrofobik
H
H
H
gruplar) içeren H
bileşikler amfipatik bileşikler olarak adlandrlr. Bu tür N
bileşiklerin her bir
H
NH
H
O
Alkol ve susuda çözünmez. Ancak miçel N verilen ufak topluluklar C
C
molekülü tek tek
ad
halinde birçok
H
C
C
R
Keton ve su
O
molekül (yüzbinlerce) bir araya gelerek küresel, silindirik veya elipsoid yaplar oluştururlar.
N
C
N
C
Miçelin dşa bakan yüzeyinde (su ile ilişkili olan yüzey) molekülün hidrofilik grubu, merkeze
İki polipeptid
zinciri
doğru yönelmiş iç ksmnda ise hidrofobik bölümü yer alr. Miçeller su ileNhidrofil gruplar 2-4.
ŞEKİL
CH
R
Biyolojik önemi
DNA'nn tamamlayc
sayesinde hidrojen bağ oluştururken, iç ksmndaki moleküller aras ilişkilerden van der bazı hidroolan
Waals kuvvetleri ve hidrofobik çekimler sorumludur.
Şekil 2.4 Biyolojik önemi olan baz hidrojen bağlar.
bazlar
jen bağları.
Polar bir molekül olan su, NaCl gibi iyonik bileşikleri çözebilme özelliğine sahiptir.