Anahtar Fark – Lignin ve Selüloz
Bitki hücre duvarı, birincil ve ikincil duvarlardan oluşur. Birincil hücre duvarı, bir glikoz polisakarit olan çok sayıda selüloz katmanından oluşur. Selüloz, dünyadaki en yaygın organik bileşiktir. Tüm bitki maddelerinin %33'ü selülozdan oluşur. Kağıt, ilaç ve tekstil gibi farklı malzemelerin üretiminde kullanılan ticari olarak önemli bir bileşiktir. Lignin, yalnızca selüloz tarafından geride bırakılan, yeryüzünde en bol bulunan ikinci bileşiktir; esas olarak odunsu bitkilerde bulunur. Lignin ve selüloz arasındaki temel fark, selülozun bir karbonhidrat polimeri olması ve ligninin karbonhidrat olmayan aromatik bir polimer olmasıdır.
Lignin nedir?
Genel lignin terimi, 4-hidroksifenilpropanoidlerin oksidatif bağlanmasının bir sonucu olarak bir araya gelen büyük bir aromatik polimer grubunu tanımlar. Vasküler bitkilerde ve bazı alglerde yapısal bileşikler olarak bulunan organik polimerlerdir. Vasküler bitkilerde lignin, ikincil kalınlaşma ve ikincil hücre duvarının oluşumu sırasında önemli bir yapısal bileşiktir. Bu, gövdenin kabuğuna ve ahşabına sertlik sağlar ve hücre duvarı polisakkaritlerini mikrobiyal bozulmadan koruyarak çürümeye karşı direnç kazandırır.
Lignin, suyun damarlı bitki gövdelerinde iletilmesi sürecinde önemli bir rol oynar. Bitki hücre duvarında bulunan selüloz gibi polisakkarit polimerler, hidrofilik yapıları nedeniyle su geçirgendir. Lignin aromatik yapısından dolayı daha hidrofobiktir ve polisakkaritler arasında çapraz bağlar oluşturarak suyun hücre duvarı tarafından emilmesine engel oluşturur. Bu, bitkinin damar dokusunun suyu herhangi bir engel olmadan iletebilmesi için verimli bir yol sağlar.
Şekil 01: Lignin Yapısı
Yapısal bir bileşik olmasının yanı sıra lignin, karbon döngüsünü yönlendiren ve ölü bitki örtüsünün yavaş parçalayıcı bir ajanı olarak işlev gören önemli bir bileşiktir. Bitki biyokütlesinin biyoyakıtlara dönüştürülmesinde önemli bir sınırlayıcı faktördür.
Ticari açıdan ligninin bitki biyokütlesinden uzaklaştırılması karmaşık ve maliyetli bir işlemdir. Bu nedenle, daha az lignin birikimi olan bitkiler oluşturmak ve zahmetsiz kimyasal sindirime daha duyarlı bir lignin formu geliştirmek için bu umut üzerinde birçok araştırma çalışması yapılmaktadır.
Selüloz Nedir?
Selüloz, β glikozdan oluşan bir polimerdir ve yeryüzünde en bol bulunan organik moleküldür. Selüloz esas olarak bitkilerde bulunur ve bitki hücre duvarının %40'ı selülozdan oluşur. Bitki hücre duvarında farklı katmanlar halinde düzenlenir, birincil ve ikincil duvarlara ayrılır. Selülozun yapısı, β 1-4 gliyosidik bağlarla birbirine bağlanan lineer β glikoz zincirlerinden oluşur. Her zincirden her yöne doğru çıkıntı yapan hidroksil gruplarının (-OH) varlığı, bitişik β glikoz zincirleri arasındaki bağlantıyı arttırır. Bu çapraz bağ sayesinde selüloz yapının çekme mukavemeti artar. Bu yüksek çekme mukavemeti, ozmoz yoluyla hücreye su girdiğinde hücrenin patlamasını önler. Hücrenin şekli, selüloz demetlerinin dizilişine göre belirlenir.
Şekil 02: Selülozun Kimyasal Yapısı
Yapısal bir bileşik olarak birincil işlevinin yanı sıra, selüloz bazı hayvanlar, bakteriler ve mantarlar için önemli bir besin kaynağı olarak hizmet eder. Selüloz, selülaz enzimi tarafından glikoza katabolize edilir. Selüloz iyi bir glikoz kaynağı olmasına rağmen, insanlar sistemlerinde selülaz enzimi bulunmadığından onu kullanamazlar. İnekler gibi memeliler, selülozu katabolize etme yeteneğine sahip bağırsak mikroorganizmaları tarafından selülozu sindirir. Ticari açıdan selüloz, kağıt, tekstil ve ilaç endüstrilerinde önemli bir bileşiktir.
Lignin ve Selüloz Arasındaki Benzerlikler Nelerdir?
- Lignin ve selüloz tüm bitkilerde bulunur.
- Bitki hücrelerinin hücre duvarının ana bileşenleridir.
- Her iki bileşik de bitkiye yapısal sağlamlık sağlamayı içerir.
- Organik bileşiklerdir.
Lignin ve Selüloz Arasındaki Fark Nedir?
Lignin ve Selüloz |
|
| Lignin, bitkilerde bulunan karbonhidrat olmayan aromatik bir polimerdir. | Selüloz, bitkilerde bulunan bir karbonhidrat (β glikoz) polimeridir. |
| Konum | |
| Lignin, bitki ikincil kalınlaşmayla karşılaştığında temel olarak ikincil hücre duvarında bulunur. | Selüloz birincil hücre duvarında bulunur. |
| Yapı | |
| Lignin üç boyutludur. | Selüloz, doğrusal β glikoz zincirlerine sahip doğrusal bir yapıdır. |
| Çapraz Bağlantı | |
| Lignin, fenolik polimerler arasında çapraz bağlara sahiptir. | Selüloz, β glikoz zincirlerinin bitişik –OH grupları arasında çapraz bağlara sahiptir. |
| Tahvil | |
| Lignin, ester bağları veya eter bağları oluşturur. | Selüloz, hidrojen bağları veya β 1-4 glikozidik oluşturur. |
| Su ile Etkileşim | |
| Lignin hidrofobiktir. | Selüloz hidrofiliktir. |
Özet – Lignin ve Selüloz
Selüloz ve lignin, bitki hücre duvarının önemli yapısal bileşenleridir. Selüloz, bir β glikoz polimeridir ve birincil hücre duvarında bulunur. Aromatik bir polimer olan lignin, ikincil kalınlaşmaya yardımcı olur ve temel olarak ikincil hücre duvarında bulunur. Lignin ve selüloz arasındaki fark budur. Farklı kimyasal ve fiziksel özellikleri nedeniyle damarlı bitkiler sistemi içinde birçok farklı işlevde yer alırlar.
