Monomer ne demek sorusuyla başlayalım dilerseniz. Monomer, daha büyük moleküller oluşturmak için bir araya gelen küçük moleküller olarak tanımlanabilir. Peki Monomer nedir? Bu soruyu tamamen anlamak için önce kısaca molekül tanımımızı gözden geçirelim. Moleküller, iki veya daha fazla atomun kimyasal kombinasyonu ile oluşan kararlı saf partiküller olarak tanımlanır. Makro moleküller veya makro moleküller olabilirler.
Monomer Nedir?
Monomer, mikro moleküller kategorisine aittir. Dev moleküller veya makromoleküller oluşturmak için bir araya getirilebilen en küçük kararlı saf madde formudur. Özdeş monomer madde, polimerler adı verilen dev moleküller oluşturmak için farklı kimyasal bağ türleri yoluyla bir araya gelir. Bu yazıda, monomerleri büyüklükleri, sınıflandırmaları, yapıları, kimyasal kombinasyonları, oluşumları ve diğer bazı gerçekler açısından tartışacağız.
Monomerler Nasıl Belirlenir?
Literatürde belirli bir monomer boyut aralığı yoktur, çünkü farklı kategorilerdeki ve hatta aynı kategorideki monomerler boyut olarak değişebilir. Bir monomeri tanımlamanın en basit yolu, yapısına bakmaktır. Her zaman birlikte, o sınıfın genel formülüne uygun bir moleküler formüle sahip benzersiz bir molekül oluşturan farklı atom kombinasyonları içerir. Örneğin, karbonhidrat monomerler için genel formül (CH2O)x‘dır.
Monomerlerin Sınıflandırılması
Monomerler iki geniş kategoriye ayrılır: doğal monomerler ve sentetik monomerler.
- Doğal monomerler, doğada var olan ve daha büyük biyolojik moleküller oluşturmak için bir araya gelen organik moleküllerdir. Bu moleküller, gezegenimizdeki tüm yaşam biçimlerinden sorumludur.
- Sentetik monomerler, insanlığın refahı için farklı atomların birleştirilmesiyle yapay olarak üretilir. Bu sentetik monomerler daha sonra çeşitli faydalı amaçlarla endüstrilerde kullanılan daha büyük molekülleri oluşturmak için birlikte reaksiyona sokulur.
Monomer Örnekleri
Daha önce de belirtildiği gibi, doğal monomerler, doğada zaten var olan ve dünyadaki yaşamın yapı taşları olan biyo-moleküllerdir. Daha büyük moleküller oluşturmak için bir araya gelirler ve daha sonra canlıların karmaşık yapılarının oluşmasına neden olurlar.
Doğal monomer veya biyolojik monomer çeşitleri beş kategoriye ayrılır.
- Monosakkaritler
- Amino asitler
- Nükleotidler
- Yağ Asitleri ve Alkoller
- İzopren
Tüm bu monomerler aşağıda ayrıntılı olarak anlatılmıştır.
Monosakkaritler
Bunlar, kompleks karbonhidratların monomerleri veya yapı taşlarıdır. Monosakkaritler, nişasta, selüloz ve glikojen gibi karmaşık karbonhidrat molekülleri oluşturmak için kimyasal kombinasyonlara girer.
Özellikleri
Monosakkaritlerin aşağıdaki özelliklere sahip olduğu bilinmektedir;
- Yalnızca bir şeker molekülü içerirler.
- Üç ila yedi karbon atomuna sahiptirler.
- Polihidroksi aldehitler veya ketonlardır.
- Hidrolize giremezler.
- Tadı tatlıdır.
- Suda tamamen çözünürler.
- Bazılarının halka yapısı olabilir.
Yapısı
Kimyasal olarak tüm monosakaritler ya polihidroksi aldehitler ya da ketonlardır. Bu, çoklu hidroksil gruplarına (-OH) sahip oldukları ve yapılarında bir aldehit grubuna (-CHO) veya bir ketonik gruba (-CO-) sahip oldukları anlamına gelir. Bir monosakkariddeki tüm karbon atomları, bir aldehidik grubun veya bir ketonik grubun parçası olan bir atom hariç, bir hidroksil grubuna eklenir.
Türler
Yapısındaki karbon atomlarının sayısına göre monosakkaritlerin aşağıdaki türleri vardır;
- Gliseraldehit ve dihidroksiaseton gibi triozlar.
- Eritroz ve eritruloz gibi tetrozlar.
- Riboz ve ribuloz gibi pentozlar.
- Heksozlar arasında glikoz, fruktoz ve galaktoz bulunur.
- Heptozlar böyle sudoheptuloz.
Biyolojik olarak önemli monosakkaritler triozlar, pentozlar ve heksozlardır.
Genel formül
Monosakaritler (CH, aşağıdaki genel formüle sahip 2O)x karbon atomlu, ki burada x = sayısı. Bir monosakkaritteki su moleküllerinin sayısının, içindeki karbon atomlarının sayısına eşit olduğunu gösterir.
Kimyasal Kombinasyonlar
Monosakkaritler, disakkaritler, trisakkaritler ve polisakkaritler gibi daha büyük moleküller oluşturmak için glikosidik bağlar yoluyla birleşir. Glikozidik bir bağda, bir şekerin aldehit veya ketonik grubu, başka bir şekerin hidroksil grubu ile reaksiyona girer ve bir su molekülü salınır. İki monosakkarit, bir disakkarit oluşturmak için birleşir, üçü bir trisakarit oluşturmak için vb.
Oluşum
Kombine formda, tüm karmaşık biyolojik yapılarda bulunurlar. Kombine formdaki glikoz, nişasta, selüloz, glikojen, vb. içinde mevcuttur. Kombine formda, Riboz DNA‘da mevcuttur. Serbest formda, monosakkaritler meyvelerde ve bazı vücut sıvılarında bulunur. Örneğin incirde, hurmada, üzümde vb. glikoz bulunur. Ayrıca insan kanında da serbest halde bulunur. Ayrıca fruktoz insan menisinde bulunur.
Amino Asitler
Amino asitler, proteinlerin monomerleridir veya yapı taşlarıdır. Vücudumuzdaki tüm yapısal ve işlevsel proteinler amino asitlerden oluşur. Proteinlerin tamamen hidrolizinden sonra elde edilen en basit moleküllere amino asitler denir.
Yapısı
Tüm amino asitler, bir amino grubu ve alfa karbon olarak bilinen, merkezi karbon atomuna bağlanmış bir karboksilik grubudur (-COOH). Ayrıca alfa karbona bir hidrojen atomu ve bir yan zincir (-R) de bağlıdır. Tüm amino asitler, yan zincirin (-R) yapısına bağlı olarak birbirinden farklıdır.
Amino Asitlerin Sınıflandırılması
Amino asitleri sınıflandırmak için birkaç kriter vardır. Amino asitlerin mevcudiyetine göre şu şekilde sınıflandırılırlar;
- Esansiyel amino asitler: İnsan vücudunda oluşmazlar ve vücudun ihtiyacını karşılamak için diyet şeklinde alınmaları gerekir.
- Esansiyel olmayan amino asitler: İnsan vücudunda doğal olarak oluşurlar ve diyette bulunmazlarsa hiçbir zarar vermezler.
Yan zincirin yapısına göre amino asit sınıflarından bazıları şu şekildedir;
- Hidrofilik Amino Asitler: Suda çözünürler.
- Hidrofobik Amino Asitler: Suda çözünmezler.
- Polar Amino Asit: Polar bir yapıya sahiptirler.
- Polar Olmayan Amino Asitler: Polar olmayan bir yapıya sahiptirler.
- Sülfür Amino Asitler: Yan zincirlerinde bir Sülfür atomu içerirler.
Kimyasal Kombinasyonlar
Amino asitler, peptit bağları yoluyla daha büyük moleküller oluşturmak için birleşir. Karmaşık protein yapısındaki tüm amino asitler, birkaç peptit bağıyla birbirine bağlanır. İki amino asidin bir araya gelmesiyle oluşan yapıya dipeptid denir.
Bir dipeptid molekülü, bir amino grubu (= NH3 sahip başka amino asitler ile reaksiyona girebilen başka bir ucunda bir karboksilik grubu (-COOH) daha uzun yapılar oluşturmak için ise bir ucunda). Bu şekilde zincir uzunluğu artmaya devam eder ve binlerce amino asit içeren kompleks protein oluşur.
Oluşum
Amino asitler doğada her zaman birleşik formda bulunur. Hayvan ve bitki proteinlerinde bulunurlar. İnsanlar et ve süt vb. şeklinde amino asitler tüketirler. Bu diyet formlarında bulunan proteinler midede parçalanır ve bağırsakta kana emilen tek tek amino asitleri serbest bırakır.
Nükleotidler
Bunlar, DNA ve RNA gibi nükleik asitlerin yapı taşlarıdır. Bir organizmanın tüm genetik materyali, nükleotid adı verilen bu monomerlerden oluşur. Nükleik asitler, hücre tarafından gerçekleştirilen her tür faaliyet için bilgi taşır. Ayrıca hücre bölünmesi ve bilginin yeni nesil hücrelere aktarılması için de gereklidirler.
Yapısı
Bu monomerlerin yapısı, amino asitler ve monosakkaritler kadar basit değildir. Aksine, bu monomerler üç farklı molekülden oluşur:
- Bir pentoz şeker molekülü (riboz veya de-oksi riboz olabilir)
- Azot içeren bir baz
- Bir veya daha fazla fosfat grubu
Şeker molekülü ve fosfat grubu / grupları, bir nükleotid oluşturmak için tek bir nitrojen içeren baza bağlanır.
Nükleotid Türleri
Pentoz şekerinin türüne bağlı olarak nükleotidler;
- Ribonükleotid (riboz şekeri içeren)
- De-oksi ribonükleotid (oksijeni giderilmiş riboz şeker içerir)
Nükleotidler ayrıca yapılarında bulunan azotlu bazın doğasına bağlı olarak değişir. Nükleotidlerde bulunabilecek azotlu bazlar iki tiptedir
- Purin (yapılarında iki halka bulunur)
- Pirimidinler (yapılarında sadece bir halka bulunur)
Kimyasal Yapıştırma
Bir nükleotidin fosfat grubu, fosfodiester bağı olarak bilinen bir kimyasal bağ oluşturmak için başka bir nükleotidin pentoz şekeri üzerinde bulunan hidroksil grubu ile reaksiyona girer. Ortaya çıkan bileşiğe dinükleotid denir. Bu dinükleotit ayrıca bir ucunda serbest bir fosfat grubu ve diğer ucunda serbest bir hidroksil grubu içerir. Bu uçların her ikisi de fosfodiester bağları oluşturan ve nükleotid zincirini genişleten diğer nükleotidlerle reaksiyona girmeye hazırdır. Bu monomerlerin uzun zincirleri, yani nükleotidler daha sonra nükleik asitleri oluşturur.
Oluşum
Nükleotidler her canlı hücrede mevcuttur. Ücretsiz ve kombine formlarda bulunurlar. Adenozin Trifosfat (ATP), metabolik olarak aktif her hücrede bulunan serbest nükleotid örneğidir. Birleşik formda nükleotidler, çekirdek ve nükleolusta bulunan DNA’nın bir parçasıdır ve RNA hem çekirdekte hem de sitoplazmada bulunur.
Yağ Asitleri ve Alkol
Evrensel olarak uygulanmamasına rağmen, yağ asitleri ve alkoller, lipitlerin monomerleri olarak kabul edilebilir. Yağ asitleri alkolle reaksiyona girerek bir ester bağı oluşturur ve bir lipit oluşur.
Trigliseridler ve fosfolipidler bu bakımdan en önemlileridir.
Adından da anlaşılacağı gibi, trigliseridler, tek bir gliserol alkol molekülüne bağlanan üç yağ asidinden oluşur. Gliserol ve yağ asitleri, trigliseritlerin monomerleri olarak bilinir.
Fosfolipidleri oluşturmak için birleşen monomerler şunları içerir:
- İki yağ asidi molekülü
- Gliserol alkol
- Azotlu bir baz
- Bir fosfat grubu
Yağ asitleri ve fosfat grubu, gliserol ile ester bağı oluşturur. Azotlu baz fosfat grubuna bağlanır ve bir fosfolipid molekülü oluşur.
İzopren
İzopren, doğal kauçukların monomerleridir. İzopren, en saf haliyle uçucu renksiz bir sıvı olan organik bir bileşiktir. Birkaç izopren molekülü, doğal kauçuk oluşturmak için birleşir. Doğal kauçuk, birkaç tekrarlayan izopren biriminden oluşan bir polimerdir.
Özet
Monomer nedir sorusunu ele aldığımız bu makalenin kısaca bir özetini çıkartmamız gerekirse Monomerler, daha büyük moleküller oluşturmak için farklı kimyasal bağlantı formlarını kullanarak birleşen küçük moleküllerdir. Binlerce monomer, polimer adı verilen dev moleküller oluşturmak için birleşebilir. Monomerlerin belirli bir boyut aralığı yoktur. Monomerlerin her zaman tek bir molekül içermesi de gerekli değildir. Bir monomeri tanımlamanın en kolay yolu, her zaman bu sınıf bileşiklerin genel formülüne karşılık gelecek olan kimyasal formülüne bakmaktır.
İki geniş monomer kategorisi mevcuttur;
- Doğal monomerler, tüm canlı organizmalarda doğal olarak mevcuttur.
- Yapay monomerler, insanoğlunun refahı için endüstride kullanılmak üzere yapay olarak üretilir.
Doğal monomerler, gezegenimizdeki tüm yaşam türlerinden sorumlu olan tüm organik bileşiklerdir. Daha sonra karmaşık canlı yapılar oluşturan ve canlı vücutların işlevlerini yerine getiren dev yaşam molekülleri oluşturmak için birleşirler.
