Moleküler biyolojide biyosentez, substratların canlı organizmalarda daha karmaşık ürünlere dönüştürüldüğü çok aşamalı, enzim katalizli bir süreçtir. Biyosentezde basit bileşikler modifiye edilir, başka bileşiklere dönüştürülür veya makromoleküller oluşturur. Bu süreç genellikle metabolik yollardan sağlanır. Biyosentetik yollardan bazıları tek bir hücresel organel içinde bulunurken, diğerleri birden fazla hücresel organelde yeralan enzimleri içerir. Bu biyosentetik yolların tipik örnekleri, lipit membran bileşenlerinin ve nükleotitlerin üretimini içerir. Biyosentez genellikle anabolizma ile eş anlamlıdır.
Biyosentez için ön koşul unsurlar, öncü bileşikler, kimyasal enerji
(örn. ATP-adenozin trifosfat) ve koenzimlere ihtiyaç duyan katalitik enzimlerdir
[örn. NADH (nikotinamid adenin dinükleotid), NADPH (nikotinamid adenin
dinükleotid fosfat)]. Bu elementler makromoleküllerin yapı taşları olan
monomerleri oluşturur. Bazı önemli biyolojik makromoleküller, peptit bağları
yoluyla bağlanan amino asit monomerlerinden oluşan proteinler ve fosfodiester
bağlarıyla bağlanan nükleotidlerden oluşan DNA (deoksiribonükleik asit) molekülleridir.
Kimyasal
reaksiyonların özellikleri
Lipid:
Birçok karmaşık makromolekül, basit, tekrarlanan yapılardan oluşan bir modelde
sentezlenir.
·
Fosfolipitler: Tüm biyomembranların temeli, çift
katmanlı fosfolipid yapısından oluşur.
·
Sfingolipidler: Fosfolipidler gibi, bu yağ asidi
türevlerinin de polar bir başı ve polar olmayan kuyrukları vardır.
·
Kolesterol: Bu lipit, sterol adı verilen bir
molekül sınıfına aittir. Sterollerin dört kaynaşmış halkası ve bir hidroksil
grubu vardır.
Nükleotidler:
Nükleotidlerin biyosentezi, substratları daha karmaşık ürünlere dönüştüren
enzim katalizli reaksiyonları içerir.
·
Purin nükleotidleri: DNA nükleotidleri adenosin
ve guanozin, bir glikosidik bağ ile bir riboz şekerine bağlı bir purin bazından
oluşur.
·
Pirimidin nükleotidleri: Riboz şekerine
glikosidik bağ yoluyla bağlanan diğer DNA ve RNA nükleotid bazları, timin,
sitozin ve urasildir (yalnızca RNA'da bulunur). Üridin monofosfat biyosentevardır.zi,
mitokondriyal iç zarda bulunan bir enzimi ve sitozolde bulunan çok işlevli
enzimleri içerir.
DNA:
Ökaryotik ve prokaryotik DNA sentezleri arasında bazı farklılıklar vardır. iki
organizma tarafından paylaşılan DNA replikasyonu temel özellikler içerir.
Amino
asitler: Bir protein, peptit bağlarıyla bağlanan amino asitlerden oluşan bir
polimerdir. Doğada 300'den fazla amino asit bulunur ve bunların yalnızca
yirmisi, yani standart amino asitler, proteinin yapı taşıdır.
·
Amino asit temel yapısı: Standart amino
asitlerin genel yapısı, bir birincil amino grubunu, bir karboksil grubunu ve a-karbona bağlı fonksiyonel grubu içerir.
·
Azot kaynağı: Amino asit biyosentezindeki önemli
bir adım, a-karbon üzerine bir nitrojen
grubunun dahil edilmesini içerir.
·
Amino asitlerin glutamat ailesi: Amino asitlerin
glutamat ailesi, amino asit glutamattan türetilen amino asitleri içerir.
·
Amino asitlerin serin ailesi: Amino asitlerin
serin ailesi şunları içerir: serin, sistein ve glisini içerir.
·
Amino asitlerin aspartat ailesi: Amino asitlerin
aspartat ailesi, treonin, lizin, metiyonin, izolösin ve aspartatları içerir.
Proteinler: Protein sentezi, çeviri adı verilen bir
işlemle gerçekleşir. Çeviri sırasında mRNA adı verilen genetik materyal
ribozomlar tarafından okunarak bir protein polipeptit zinciri oluşturulur.
·
Ek arka plan: Çeviri başlamadan önce, belirli
bir amino asidin karşılık gelen tRNA'sına bağlanma işleminin gerçekleşmesi
gerekir.
·
Adımlar halinde çeviri: Çeviri üç aşamada
gerçekleşir: başlangıç, uzama ve sonlanma.
Makromolekül eksikliği ile ilişkili hastalıklar:
Biyosentetik yollardaki hatalar, makromoleküllerin malformasyonu veya
fonksiyonel moleküllerin yetersiz üretimi dahil olmak üzere zararlı sonuçlara
yol açabilir.
Bazı kimyasal kodların orijinal
açılımları: ADP: adenosine diphosphate; Asp: aspartic acid (the ionic form is known as aspartat; ATP: adenosine triphosphate; CAD: carbamoyl-phosphate synthetase
2, aspartate transcarbamylase, dihydroorotase; CTP: cytidine triphosphate; DHODH: dihydroorotate dehydrogenase; OMP: orotidine 5'-Monophosphate; UMP: uridine monophosphate; UMPS: uridine
monophosphate synthetase, UTP: uridine-5′-triphosphate
https://en.wikipedia.org/wiki/Biosynthesis
20 Eylül 2023
