Canlıların Temel Özellikleri ve Hücresel Yapı

Canlıları cansızlardan ayıran 11 temel özellik var. Bu özellikler arasında en önemli olanı hücresel yapıya sahip olma. Tüm canlılar hücrelerden oluşur ve bu hücreler çekirdeğe göre ikiye ayrılır: prokaryot (bakteriler, arkeler) ve ökaryot (protista, bitki, mantar, hayvan).

Beslenme yaşamın devamı için şart. Canlılar ototrof (kendi besinini üretir), heterotrof (hazır besin alır) veya mixotrof (her ikisini de yapabilir) olarak beslenir. Solunum ise besinlerden ATP üretmek için gerekli - aerobik solunumda 32 ATP, anaerobik solunumda 2-8 ATP elde edilir.

Metabolizma vücutta gerçekleşen tüm yapım (anabolizma) ve yıkım (katabolizma) olaylarının toplamıdır. Bu süreçler sayesinde canlılar büyür, gelişir, hareket eder ve çevresel değişikliklere uyum sağlar.

💡 Önemli Not: Tüm canlı hücrelerde hücre zarı, sitoplazma, ribozom ve nükleik asit ortak olarak bulunur!

Su ve Temel Biyomoleküller

Su canlılar için vazgeçilmez. İki önemli reaksiyon su ile gerçekleşir: dehidrasyon (su çıkışı ile moleküllerin birleşmesi) ve hidroliz (su girişi ile moleküllerin ayrılması). Bu reaksiyonlar özellikle karbonhidratların yapım ve yıkımında kritik rol oynar.

Karbonhidratlar basit şekerlerden (monomer) karmaşık yapılara (polimer) kadar uzanır. Glikoz, fruktoz gibi monosakkaritler temel yapı taşları. Bunlar birleşerek maltoz, sükroz gibi disakkaritleri; nişasta, selüloz, glikojen gibi polisakkaritleri oluşturur.

pH canlılar için kritik bir faktör. 7'den küçük değerler asidik, 7'den büyük değerler bazik ortamı gösterir. Mineraller inorganik maddeler olup canlılar bunları dış ortamdan hazır alır, üretemez. Eksiklikleri hastalıklara yol açar ve bir mineral eksikliği başka minerallerle giderilemez.

💡 Hatırla: Monomer küçük yapı taşı, polimer ise bu yapı taşlarından oluşan büyük moleküldür!

Proteinler ve Enzimler

Proteinler amino asitlerin peptid bağları ile birleşmesiyle oluşur. Her amino asidin amino grubu (NH2) ve karboksil grubu (COOH) vardır. Proteinlerin farklılığı amino asit sayısı, çeşidi, sırası ve kullanım sıklığından kaynaklanır.

Enzimler yaşamın kilit molekülleri. Protein + vitamin/mineral = holoenzim (aktif enzim) oluşur. Substratla geçici kompleks oluşturarak reaksiyonları hızlandırır. Vücut savunması, oksijen taşınması, kas kasılması gibi hayati işlevlerde görev alır.

Enzimlerin çalışma hızını sıcaklık, pH, su miktarı, substrat miktarı ve enzim miktarı etkiler. Her enzimin optimum çalışma koşulları vardır. Sıcaklık ve pH'daki aşırı değişiklikler enzimi deaktive eder.

Uzun süreli açlıkta besinler karbonhidrat → yağ → protein sırasıyla kullanılır. Parçalanma hızı ise protein > karbonhidrat > yağ şeklindedir.

💡 Dikkat: Enzim miktarı arttıkça reaksiyon hızı artar, ancak belirli bir noktadan sonra sabit kalır!

Enzim Kinetikleri ve Vitaminler

Substrat yüzeyi arttıkça (küçük parçalar) enzim daha etkili çalışır. Kıyma > kuşbaşı et > bütün et şeklinde sindirim kolaylaşır. Aktivatör enzimi hızlandırır, inhibitör ise yavaşlatır.

Yarışmacı inhibitör substratı taklit ederek aktif bölgeyi işgal eder. Yarışmacı olmayan inhibitör ise enzimin yapısını bozarak devre dışı bırakır. Bu mekanizmalar metabolik süreçlerin kontrolünde önemli.

Vitaminler iki gruba ayrılır: suda çözünenler (B, C) fazlası idrarla atılır, günlük alınmalı. Yağda çözünenler (A, D, E, K) karaciğerde depolanır, eksiklikleri geç ortaya çıkar. Fazla alınması zehirlenmeye yol açabilir.

Nükleik asitler (DNA, RNA) kalıtsal bilgileri taşır. Pürin bazlar (Adenin, Guanin) ve pirimidin bazlar $Sitozin, Timin/Urasil$ + pentoz şeker + fosfat gruplarından oluşur.

💡 Formül: Timin sadece DNA'da, Urasil sadece RNA'da bulunur!

Hücre Yapısı ve Membran Taşınım

RNA üç tipte bulunur: mRNA (mesajcı), tRNA (taşıyıcı), rRNA (ribozomal). Her hücre aynı DNA'ya sahip olsa da aktif genler farklı olduğu için hücreler farklı görevler üstlenir.

Hücre zarı çift katlı fosfolipit tabakası, protein, kolesterol içerir. Glikoprotein ve glikolipit hücreye kimlik kazandırır. Tüm canlılarda hücre zarı, sitoplazma, ribozom, nükleik asit ortaktır.

Taşınım mekanizmaları pasif (enerji gerektirmez) ve aktif (enerji gerektirir) olarak ikiye ayrılır. Difüzyon derişim farkına göre hareket. Osmoz su moleküllerinin hareketi. Endositoz büyük moleküllerin içeri alınması.

Bakteri hücreleri hücre duvarı, halkasal DNA, ribozom içerir. Endosimbiyozis teorisine göre mitokondri ve kloroplastlar eski bakterilerden gelişmiş.

💡 Temel Kural: Peptidoglikan bakterilerde, kitin mantarlarda, selüloz bitkilerde hücre duvarı yapısında bulunur!

Organeller ve Beslenme Şekilleri

Organeller üç gruba ayrılır: zarsız (ribozom, sentrozom), tek zarlı (ER, Golgi, lizozom), çift zarlı (mitokondri, kloroplast). Her organelin özel görevi vardır.

Endositoz ve ekzositoz büyük moleküllerin hücreye girip çıkmasını sağlar. Fagositoz (katı), pinositoz (sıvı) endositozun alt türleridir. Amipin beslenmesi, akyuvarın mikrobu sarması örneklerdir.

Beslenme şekilleri iki ana grupta toplanır: Ototrof (üretici) kendi besinini üretir, heterotrof (tüketici) hazır besin alır. Ototroflar fotosentetik veya kemosentetik olabilir.

Fotosentez denklemleri farklı canlılarda değişir. Yeşil bitkiler CO2 + H2O → glikoz + O2 şeklinde fotosentez yapar. Kükürt bakterileri H2S kullanır, O2 yerine S üretir.

💡 Endosimbiyozis: Aerobik bakteriler → mitokondri, siyanobakteriler → kloroplast haline gelmiş!

Ekoloji ve Hücre Bölünmeleri

Azot döngüsü ekosistemde kritik. Azot bağlayıcı bakteriler atmosferik azotu bağlar. Nitrifikasyon ve denitrifikasyon bakterileri döngüyü tamamlar. Ötrofikasyon sulardaki mineral artışı sonucu alg patlaması ve oksijen azalması.

Mitoz büyüme ve onarım için gerekli. İnterfaz → Profaz → Metafaz → Anafaz → Telofaz sırası izlenir. Sonuçta iki özdeş hücre oluşur.

Mayoz gamet üretimi için yapılır. İki aşamalı (Mayoz I ve II) bölünme. Krossing over kalıtsal çeşitliliği artırır. Sonuçta dört farklı gamet oluşur.

Üreme şekilleri eşeysiz ve eşeyli olmak üzere ikiye ayrılır. Partenogenez (bal arısı erkekleri), rejenerasyon, vejetatif üreme eşeysiz üreme örnekleri.

💡 Formül: 2n=kromozom sayısı, n=gamet kromozomu, tetrat sayısı = n

Kalıtım ve Üreme Detayları

Mayoz hesaplamaları: Somatik hücre 2n=36 ise, tetrat sayısı n=18, kromatid sayısı 2n=36, gamet kromozomu n=18 olur. Bal arılarında kraliçe 2n, erkekler n kromozomludur.

Eşeysiz üreme çeşitleri: sporla üreme, bölünerek üreme, tomurcuklanma, vejetatif üreme, rejenerasyon, partenogenez. Rejenerasyonda mitoz ve hücre farklılaşması görülür.

Eşeyli üreme iki ata bireyin gametlerinin döllenmesiyle gerçekleşir. Konjugasyon bakterilerde genetik materyal alışverişi sağlar. Çeşitliliği artıran en önemli mekanizma.

Partenogenez örnekleri: erkek bal arıları, bazı kertenkele türleri. Mayoz sonucu oluşan yumurta döllenmeden gelişir. Genetik çeşitlilik sınırlıdır.

💡 Bal Arısı: Kraliçe arı sütü, işçi polen ile beslendiğinde farklı fenotipler gelişir!

Sınıflandırma ve Canlı Alemleri

Sınıflandırma basamakları: Tür → Cins → Familya → Takım → Sınıf → Şube → Alem. "Türkiye Cumhuriyeti Futbol Takımı Sahada Şut Attı" ile hatırla. Üst basamaklara çıkıldıkça birey sayısı artar, ortak gen sayısı azalır.

Arkeler ekstrem ortamlarda yaşar: metanojenler (metan üreticiler), termofiller (sıcak seven), halofiller (tuzlu ortam), psikrofiller (soğuk seven). Antibiyotik testleri ile bakteri duyarlılığı belirlenir.

Protista Alemi tek hücreli ökaryotlar: kamçılılar, köksayaklılar, silliler, sporlular, algler. Bitkiler Alemi çok hücreli, fotosentetik, selüloz hücre duvarlı, nişasta depolayan canlılar.

Omurgalılar farklı özellikler gösterir: balıklar soğukkanlı-solungaçlı, kuşlar sıcakkanlı-tüylü, memeliler sıcakkanlı-kıllı. Boşaltım ürünleri ve üreme şekilleri de farklıdır.

💡 Kural: Aynı sınıflandırma basamağındaki canlıların üst basamakları kesinlikle aynıdır!

Kalıtım ve Kan Grupları

Aleller arasında baskınlık ilişkisi olabilir. Çoklu alel durumunda genotip sayısı fazla, fenotip sayısı sınırlı olur. ABO kan grubu sistemi en bilinen örnek.

Kan grupları testinde antijen-antikor reaksiyonu sonucu çökelme görülür. A grubu anti-A ile, B grubu anti-B ile, AB grubu her ikisiyle, O grubu hiçbiriyle çökelme vermez. Rh faktörü ayrı test edilir.

Soy ağaçları kalıtım şekillerini belirlemede kullanılır. Otozomal baskın: her nesilde görülür, etkilenen bireylerden en az biri etkilenmiş. Otozomal çekinik: etkilenmemiş ebeveynlerden etkilenmiş çocuk doğabilir.

Akrabalık derecesi kan karışım testleriyle belirlenir. Yakın akrabalar arasında çökelme oranı yüksektir. Farklı türler arasında çökelme oranı düşüktür.

💡 Test Stratejisi: Soy ağacında her nesilde görülen özellik baskın, ara nesillerde kaybolabilen çekiniktir!