Substrat Nedir?

29.04.2018 - 16:56

Substrat nedir sorusunu 9. sınıf biyoloji müfredatında sormaya başlarız. Substrat bununla birlikte orgnaik kimyada da kullanılan bir tabirdir. Substrat yüzeyi, substrat düzeyinde fosforilasyon gibi kavramları duydukça nedir bu substrat diye merak etmemiz normal. Bu yazıda bu soruya cevap verip substrat örnekleri üzerinde duracağız.

Enzimlerin etki ettiği organik moleküllere substrat denir.

Substrat enzimin aktif bölgesine bağlanır. Enzim ve substrat molekülleri arasında zayıf bağların oluşmasıyla bu ikisi bir araya gelerek "enzim substrat kompleksi" oluşturur. Enzim ve substratın birbirine bağlanmasıyla substratta çeşitli değişikliklere neden olur. Bu da istenilen işlemin daha kolay olmasını sağlar. Her işlem bir enzimle yapılır ve enzimler canlılardaki kimyasal reaksiyonları yüzlerce kat hızlandırabilir.

Bu açıdan bakarsak vücudumuzdaki bütün organik moleküller birer substrat örneğidir.

Enzim ve Substrat İlişkisi

Canlılarda çoğu reaksiyonun gerçekleşmesi için büyük miktarda enerji ve zaman gereklidir. Bu nedenle her reaksiyonun bu duruma yardımcı olması için belirli bir enzime ihtiyacı vardır. Dolayısıyla vücudumuzda meydana gelen kimyasal reaksiyon kadar enzim çeşidi vardır diyebiliriz.

Bir enzim, organik substrat molekülleri ile ilgili yapılacak herhangi bir işlem için aktivasyon enerjisini düşürür ve bu işlemi çok daha hızlı hale getirir. Enzimler biyolojik katalizörlerdir.

substrat nedir

Reaksiyon gerçekleştiğinde, substrat artık kimyasal olarak farklıdır ve reaksiyonda ürün olarak adlandırılır. Bununla birlikte, vücudumuz tarafından üretilen birçok kimyasal, her biri kendi enzimine sahip ara ürünler olarak bilinen birçok küçük adımla gerçekleşir. Yani ana işlemin gerçekleşmesi için birçok ara işlem gereklidir.

Örneğin biz oksijenli solunumun ana denklemini biliriz. Ancak oksijenli solunumun gerçekleşmesi için birçok ara tepkime gerçekleşir. Başta glikoz olan substrat zamanla parçalanarak pirüvik aside ve sonra da Asetil CoA'ya dönüşür: Bu süreçte substrat sürekli değişmektir. Buna bağlı olarak da enzimler de değişmektedir. Yani oksijenli solunumun her basamağında farklı enzim kullanılmaktadır.

Bir reaksiyonun ürünleri, son ürün elde edilene kadar, bir sonraki reaksiyonun substratı haline gelir. Bu şekilde vücudumuzdaki tüm maddeler şekillenir.

Bir hayvan tarafından tüketilen besinler bağırsakta sindirilir. Burada enzimler, üzerinde çalıştıkları yani substrat olarak kullandıkları çeşitli besin türlerini tanırlar. Çünkü substrat ile ona özgü enzim arasında "anahtar kilit ilişkisi" vardır. Böylece her enzim hedeflediği besin türünü parçalar.

Sindirim sağlandığında, bu ürünler vücuttaki çeşitli hücrelere taşınır. Hücrelerde bu moleküller çeşitli amaçlarla kullanılır. Örneğin bunlar birleştirilerek yeni ürünler elde edilir veya solunumda yakılarak enerji sağlanır. Bütün bu aşamalarda enzimler kullanılır, sürekli substratlar değişir ve enerji harcanır.

Enzimler reaksiyondan etkilenmeden çıkar ve yeniden kullanılırlar. Substratlar ise değişme uğrar ve tüketilirler.

Substrat Örnekleri

Yukarıda canlılarda bulunan bütün organik moleküllerin birer substrat olabileceğini söyledik. Substrat olarak kullanılan bazı organik molekül örnekleri verelim.

Örneğin glikoz ve galaktoz birer organik substrat molekülüdür. Bunlar bir araya geldiğinde ise laktoz atı verilen yeni bir substrat oluşur.

Yemeği çok çiğneyip yuttuğumuzda sindirim daha kolay gerçekleşir. Çünkü madde küçük hale geldiği için substrat yüzeyi artmaktadır. Bu nedenle enzimler daha etkin bağlanabilmekte ve işlem hızlanmaktadır. Mesela kıyma et, kuşbaşı etten daha kolay sindirilir.

Canlılarda meydana gelen yapım ve yıkım olaylarının tamamında enzimler kullanılır. Enzimin olduğu yerde ona bağlanan bir substrat da vardır. Bu karmaşık süreçlerin hepsinde birden fazla enzim sırayla değişik substratlara bağlanır. Bir yerde aksaklık olursa işlem tamamlanamaz.

Enzimleri bina yapan birer işçi gibi düşünürsek tuğlalar, beton harcı gibi binayı yapan ana malzemeler de birer substrat olur.


Etiketler:
  • biyoloji    
  • Yorumlar
    Yorum Yap