Fundamentals Mitoz Mayoz
kaynağı değiştir]
Daha fazla bilgi: Biyoenerjetik
Tüm hücreler, hücresel süreçleri sürdürebilmek için enerjiye ihtiyaç duyar. Metabolizma, bir organizmadaki kimyasal reaksiyonlar bütünüdür. Metabolizmanın üç ana amacı şunlardır: hücresel süreçleri yürütmek için gıdanın enerjiye dönüştürülmesi; gıda/yakıtın monomer yapı taşlarına dönüştürülmesi; ve metabolik atıkların ortadan kaldırılması. Enzimkatalizli bu reaksiyonlar organizmaların büyümesini ve çoğalmasını, yapılarını korumasını ve çevrelerine tepki vermesini sağlar. Metabolik reaksiyonlar katabolik - bileşiklerin parçalanması (örneğin, glikozun hücresel solunumlapiruvata parçalanması); veya anabolik - bileşiklerin oluşturulması (sentez) (proteinler, karbonhidratlar, lipitler ve nükleik asitler gibi) olarak kategorize edilebilir. Genellikle katabolizma enerji açığa çıkarır ve anabolizma enerji tüketir. Metabolizmanın kimyasal reaksiyonları, bir kimyasalın bir dizi adımla başka bir kimyasala dönüştürüldüğü ve her adımın belirli bir enzim tarafından kolaylaştırıldığı metabolik yollar halinde düzenlenir. Enzimler metabolizma için çok önemlidir, çünkü organizmaların enerji gerektiren ve kendiliğinden gerçekleşmeyecek reaksiyonları, enerji açığa çıkaran spontane reaksiyonlara bağlayarak yürütmelerini sağlarlar. Enzimler, reaktanlarıürünlere dönüştürmek için gereken aktivasyon enerjisi miktarını azaltarak katalizör görevi görürler - bir reaksiyonun daha hızlı ilerlemesini sağlarlar. Enzimler ayrıca, örneğin hücrenin çevresindeki değişikliklere veya diğer hücrelerden gelen sinyallere yanıt olarak bir metabolik reaksiyonun hızının düzenlenmesine de izin verir.
Hücresel solunum[değiştir kaynağı değiştir]
Ayrıca bakınız: Gezegensel yaşanabilirlik, Yaşanabilir bölge ve Dünya üzerindeki su dağılımı
Yaşam, yaklaşık 3,8 milyar yıl önce oluşan Dünya'nın ilk okyanusundan ortaya çıktı.[31] O zamandan beri su, her organizmada en çok bulunan molekül olmaya devam etmektedir. Su, sulu bir çözelti oluşturmak için sodyum ve klorür iyonları veya diğer küçük moleküller gibi çözünen maddeleri çözebilen etkili bir çözücü olduğu için yaşam için önemlidir. Suda çözündükten sonra, bu çözünen maddelerin birbirleriyle temas etme olasılığı daha yüksektir ve bu nedenle yaşamı sürdüren kimyasal reaksiyonlarda yer alırlar.[31] Moleküler yapısı bakımından su, iki hidrojen (H) atomunun bir oksijen (O) atomuna (H2O) polar kovalent bağlarla bağlanmasıyla oluşan bükülmüş bir şekle sahip küçük bir polar moleküldür.[31] O-H bağları polar olduğundan, oksijen atomu hafif bir negatif yüke ve iki hidrojen atomu hafif bir pozitif yüke sahiptir.[31] Suyun bu polar özelliği, hidrojen bağları yoluyla diğer su moleküllerini çekmesini sağlar ve bu da suyu kohezyon hale getirir.[31]Yüzey gerilimi, sıvı yüzeyindeki moleküller arasındaki çekimden kaynaklanan kohezif kuvvetten kaynaklanır.[31] Su aynı zamanda polar veya yüklü su dışı moleküllerin yüzeyine yapışabildiği için adeziftir.[31] Su, sıvı olarak katı (veya buz) olduğundan daha yoğundur.[31] Suyun bu benzersiz özelliği, buzun göletler, göller ve okyanuslar gibi sıvı suyun üzerinde yüzmesine ve böylece aşağıdaki sıvıyı yukarıdaki soğuk havadan yalıtmasına olanak tanır.[31] Su, etanol gibi diğer çözücülerden daha yüksek bir özgül ısı kapasitesi sağlayarak enerjiyi emme kapasitesine sahiptir.[31] Bu nedenle sıvı suyu, su buharına dönüştürmek üzere su molekülleri arasındaki hidrojen bağlarını kırmak için büyük miktarda enerjiye ihtiyaç vardır.[31] Bir molekül olarak su tamamen kararlı değildir, çünkü her bir su molekülü tekrar bir su molekülüne dönüşmeden önce sürekli olarak hidrojen ve hidroksil iyonlarına ayrışır.[31]Saf suda, hidrojen iyonlarının sayısı hidroksil iyonlarının sayısını dengeler (veya eşitler), bu da pH'ın nötr olmasıyla sonuçlanır.
Organik bileşikler[değiştir kaynağı değiştir]
Ana madde: Klasik genetik
Genetik, kalıtım üzerine yapılan bilimsel bir çalışmadır.[61][62][63] Özellikle Mendel kalıtımı, genlerin ve özelliklerin ebeveynlerden yavrulara aktarıldığı süreçtir.[27] Birkaç prensibi vardır. Bunlardan ilki, genetik özelliklerin, yani alellerin birbirinden ayrı olduğu ve her biri iki ebeveynden birinden miras alınan alternatif formlara sahip olduğudur (örneğin, mor ile beyaz veya uzun ile cüce). Bazı alellerin baskın, diğerlerinin ise çekinik olduğunu belirten baskınlık ve tekdüzelik yasasına göre; en az bir baskın alele sahip bir organizma, bu baskın alelin fenotipini sergileyecektir. Gamet oluşumu sırasında, her gen için aleller ayrışır, böylece her gamet her gen için yalnızca bir alel taşır. Heterozigotik bireyler eşit sıklıkta iki alele sahip gametler üretir. Son olarak, bağımsız çeşitlilik yasası, farklı özellikteki genlerin, gametlerin oluşumu sırasında bağımsız olarak ayrışabileceğini, yani genlerin bağlantısız olduğunu belirtir. Bu kuralın bir istisnası, cinsiyete bağlı olan özellikleri içerir. Baskın bir fenotipe sahip bir organizmanın altta yatan genotipini deneysel olarak belirlemek için test çaprazlamaları yapılabilir.[64] Bir test çaprazlamasının sonuçlarını tahmin etmek için bir Punnett karesi kullanılabilir. Genlerin kromozomlar üzerinde bulunduğunu belirten kromozom kalıtım teorisi, Thomas Hunt Morgan'ın meyve sinekleriyle yaptığı ve bu böceklerde göz rengi ile cinsiyet arasındaki bağlantıyı ortaya koyan deneylerle desteklenmiştir.[65]