De makromolekyler De er store molekyler - vanligvis mer enn 1000 atomer - dannet av foreningen av byggesteiner eller mindre monomerer. I levende ting finner vi fire hovedtyper av makromolekyler: nukleinsyrer, lipider, karbohydrater og proteiner. Det er også andre av syntetisk opprinnelse, for eksempel plast.
Hver type biologisk makromolekyl består av en spesifikk monomer, nemlig: nukleinsyrer av nukleotider, karbohydrater av monosakkarider, proteiner av aminosyrer og lipider av hydrokarboner av variabel lengde.
Når det gjelder funksjonen deres, lagrer karbohydrater og lipider energi for at cellen skal utføre kjemiske reaksjoner, og brukes også som strukturelle komponenter.
Proteiner har også strukturelle funksjoner, i tillegg til at de er molekyler med katalyse og transportkapasitet. Til slutt lagrer nukleinsyrer genetisk informasjon og deltar i proteinsyntese..
Syntetiske makromolekyler følger samme struktur som en biologisk: mange monomerer koblet sammen for å danne en polymer. Eksempler på dette er polyetylen og nylon. Syntetiske polymerer er mye brukt i industrien for produksjon av tekstiler, plast, isolasjon, etc..
Artikkelindeks
Som navnet antyder, er en av de karakteristiske egenskapene til makromolekyler deres store størrelse. De består av minst 1000 atomer, bundet av kovalente bindinger. I denne typen binding deler atomene som er involvert i bindingen elektronene på det siste nivået.
Et annet begrep som brukes til å referere til makromolekyler er polymer ("mange deler"), som består av gjentatte enheter kalt monomerer ("fra hverandre"). Dette er strukturelle enheter av makromolekyler og kan være like eller forskjellige fra hverandre, avhengig av tilfelle..
Vi kunne bruke analogien til Lego-barnespillet. Hver av bitene representerer monomerene, og når vi forbinder dem for å danne forskjellige strukturer, får vi polymeren.
Hvis monomerene er de samme, er polymeren en homopolymer; og hvis de er forskjellige, vil det være en heteropolymer.
Det er også en nomenklatur for å betegne polymeren avhengig av lengden. Hvis molekylet består av noen få underenheter, kalles det en oligomer. Når vi for eksempel vil referere til en liten nukleinsyre, kaller vi det et oligonukleotid..
Gitt det utrolige mangfoldet av makromolekyler, er det vanskelig å etablere en generell struktur. "Skjelettet" til disse molekylene består av deres tilsvarende monomerer (sukker, aminosyrer, nukleotider, etc.), og de kan grupperes på en lineær, forgrenet måte, eller ta mer komplekse former..
Som vi vil se senere, kan makromolekyler være av biologisk eller syntetisk opprinnelse. Førstnevnte har uendelig mange funksjoner i levende vesener, og sistnevnte er mye brukt av samfunnet - for eksempel plast..
I organiske vesener finner vi fire grunnleggende typer makromolekyler, som utfører et enormt antall funksjoner, som tillater utvikling og næring av livet. Dette er proteiner, karbohydrater, lipider og nukleinsyrer. Deretter vil vi beskrive de mest relevante egenskapene.
Proteiner er makromolekyler hvis strukturelle enheter er aminosyrer. I naturen finner vi 20 typer aminosyrer.
Disse monomerene er sammensatt av et sentralt karbonatom (kalt alfakarbon) bundet av kovalente bindinger til fire forskjellige grupper: et hydrogenatom, en aminogruppe (NHto), en karboksylgruppe (COOH) og en R-gruppe.
De 20 typene aminosyrer skiller seg fra hverandre bare i identiteten til gruppen R. Denne gruppen varierer når det gjelder kjemisk natur, og er i stand til å finne basiske, sure, nøytrale aminosyrer, med lange, korte og aromatiske kjeder, blant andre..
Aminosyrerester holdes sammen av peptidbindinger. Aminosyrenes art vil bestemme arten og egenskapene til det resulterende proteinet..
Den lineære aminosyresekvensen representerer den primære strukturen til proteiner. Disse blir deretter brettet og gruppert i forskjellige mønstre, og danner de sekundære, tertiære og kvartære strukturer..
Proteiner har forskjellige funksjoner. Noen fungerer som biologiske katalysatorer og kalles enzymer; noen er strukturelle proteiner, slik som keratin i hår, negler osv. og andre utfører transportfunksjoner, for eksempel hemoglobin i våre røde blodlegemer.
Den andre typen polymer som er en del av levende vesener er nukleinsyrer. I dette tilfellet er strukturelle enheter ikke aminosyrer som i proteiner, men er monomerer som kalles nukleotider.
Nukleotider består av en fosfatgruppe, et sukker med fem karbon (den sentrale komponenten i molekylet) og en nitrogenholdig base..
Det er to typer nukleotider: ribonukleotider og deoksyribonukleotider, som varierer med hensyn til kjernesukker. Førstnevnte er strukturelle komponenter i ribonukleinsyre eller RNA, og sistnevnte er de av deoksyribonukleinsyre eller DNA..
I begge molekyler holdes nukleotider sammen av en fosfodiesterbinding - tilsvarende peptidbinding som holder proteiner sammen..
De strukturelle komponentene i DNA og RNA er like og har forskjellige strukturer, siden RNA finnes i form av et enkelt bånd og DNA i et dobbeltbånd..
RNA og DNA er de to typene nukleinsyrer som vi finner i levende ting. RNA er et multifunksjonelt, dynamisk molekyl som vises i forskjellige strukturelle konformasjoner og deltar i proteinsyntese og i reguleringen av genuttrykk..
DNA er makromolekylet som har ansvaret for å lagre all den genetiske informasjonen til en organisme, nødvendig for dens utvikling. Alle cellene våre (med unntak av modne røde blodlegemer) har genetisk materiale lagret i kjernen, på en veldig kompakt og organisert måte..
Karbohydrater, også kjent som karbohydrater eller ganske enkelt som sukker, er makromolekyler som består av blokker som kalles monosakkarider (bokstavelig talt "et sukker")..
Molekylformelen for karbohydrater er (CHtoELLER)n. Verdien av n det kan variere fra 3, det av det enkleste sukkeret, til tusenvis av de mest komplekse karbohydratene, og er ganske variabelt når det gjelder lengde.
Disse monomerene har evnen til å polymerisere med hverandre gjennom en reaksjon som involverer to hydroksylgrupper, noe som resulterer i dannelsen av en kovalent binding kalt glykosidbinding..
Denne bindingen holder karbohydratmonomerer sammen på samme måte som peptidbindinger og fosfodiesterbindinger holder henholdsvis proteiner og nukleinsyrer..
Imidlertid forekommer peptid- og fosfodiesterbindinger i spesifikke områder av deres sammensatte monomerer, mens glykosidbindinger kan dannes med en hvilken som helst hydroksylgruppe..
Som vi nevnte i forrige avsnitt, er små makromolekyler betegnet med prefikset oligo. Når det gjelder små karbohydrater, brukes uttrykket oligosakkarider. Hvis de bare er to sammenkoblede monomerer, er det et disakkarid, og hvis de er større, er polysakkarider.
Sukker er grunnleggende makromolekyler for livet, siden de oppfyller energiske og strukturelle funksjoner. Disse gir den kjemiske energien som er nødvendig for å drive et betydelig antall reaksjoner i cellene og brukes som "drivstoff" for levende vesener..
Andre karbohydrater, som glykogen, tjener til å lagre energi, slik at cellen kan trekke på den når det er nødvendig.
De har også strukturelle funksjoner: de er en del av andre molekyler, for eksempel nukleinsyrer, celleveggene til noen organismer og eksoskelettene til insekter..
I planter og i noen protister, for eksempel, finner vi et komplekst karbohydrat som kalles cellulose, bestående av bare glukosenheter. Dette molekylet er utrolig rikelig på jorden, da det er tilstede i celleveggene til disse organismer og i andre støttestrukturer..
"Lipid" er et begrep som brukes for å omfatte et stort antall apolare eller hydrofobe molekyler (med fobi eller vannavstøtende middel) dannet av karbonkjeder. I motsetning til de tre nevnte molekylene, proteiner, nukleinsyrer og karbohydrater, er det ingen poengmonomer for lipider.
Fra et strukturelt synspunkt kan en lipid presentere seg på flere måter. Ettersom de er dannet av hydrokarboner (C-H), er ikke bindingene delvis ladet, så de er ikke oppløselige i polare løsemidler som vann. Imidlertid kan de oppløses i andre typer ikke-polære løsningsmidler som benzen..
En fettsyre er sammensatt av de nevnte hydrokarbonkjedene og en karboksylgruppe (COOH) som en funksjonell gruppe. Vanligvis inneholder en fettsyre 12 til 20 karbonatomer.
Fettsyrekjedene kan være mettet når alle karbonene er bundet sammen med enkeltbindinger, eller umettede, når det er mer enn en dobbeltbinding tilstede inne i strukturen. Hvis den inneholder flere dobbeltbindinger, er det en flerumettet syre.
Det er tre typer lipider i cellen: steroider, fett og fosfolipider. Steroider er preget av en klumpete fireringsstruktur. Kolesterol er den mest kjente og er en viktig komponent i membraner, siden den styrer flytbarheten.
Fett består av tre fettsyrer koblet via en esterbinding til et molekyl som kalles glyserol..
Til slutt består fosfolipider av et glyserolmolekyl festet til en fosfatgruppe og to kjeder av fettsyrer eller isoprenoider..
I likhet med karbohydrater fungerer lipider også som en energikilde for cellen og som komponenter i noen strukturer.
Lipider har en viktig funksjon for alle levende former: de er en essensiell bestanddel av plasmamembranen. Disse danner den avgjørende grensen mellom levende og ikke-levende, og tjener som en selektiv barriere som bestemmer hva som kommer inn og hva som ikke kommer inn i cellen, takket være dens semi-permeable egenskap..
I tillegg til lipider består membraner også av forskjellige proteiner, som fungerer som selektive transportører..
Noen hormoner (for eksempel seksuelle) er lipide og er avgjørende for kroppens utvikling.
I biologiske systemer transporteres makromolekyler mellom det indre og ytre av celler ved prosesser som kalles endo og eksocytose (som involverer dannelse av vesikler) eller ved aktiv transport..
Endocytose omfatter alle mekanismene som brukes av cellen for å oppnå inngangen til store partikler og er klassifisert som: fagocytose, når elementet som skal svelges er en fast partikkel; pinocytose, når ekstracellulær væske kommer inn; og endocytose, formidlet av reseptorer.
De fleste av molekylene som inntas på denne måten havner i en organell som har ansvaret for fordøyelsen: lysosomet. Andre havner i fagosomer - som har fusjonsegenskaper med lysosomer og danner en struktur som kalles fagolysosomer..
På denne måten ender det enzymatiske batteriet som er tilstede i lysosomet, nedverdigende makromolekylene som opprinnelig kom inn. Monomerer som dannet dem (monosakkarider, nukleotider, aminosyrer) blir transportert tilbake til cytoplasmaet, der de brukes til dannelse av nye makromolekyler.
Gjennom tarmen er det celler som har spesifikke transportører for absorpsjon av hvert makromolekyl som ble konsumert i dietten. For eksempel brukes transportørene PEP1 og PEP2 til proteiner og SGLT for glukose..
I syntetiske makromolekyler finner vi også det samme strukturelle mønsteret som er beskrevet for makromolekyler av biologisk opprinnelse: monomerer eller små underenheter som er forbundet med bindinger for å danne en polymer..
Det finnes forskjellige typer syntetiske polymerer, den enkleste er polyetylen. Dette er en inert plast med kjemisk formel CHto-CHto (koblet med en dobbeltbinding) ganske vanlig i bransjen, siden den er billig og lett å produsere.
Som det fremgår er strukturen til denne plasten lineær og har ingen forgrening..
Polyuretan er en annen polymer som er mye brukt i industrien for fremstilling av skum og isolatorer. Vi vil helt sikkert ha en svamp av dette materialet på kjøkkenet vårt. Dette materialet oppnås ved kondensering av hydroksylbaser blandet med grunnstoffer som kalles diisocyanater..
Det er andre syntetiske polymerer med større kompleksitet, som nylon (eller nylon). Blant egenskapene er å være veldig motstandsdyktig, med en betydelig elastisitet. Tekstilindustrien utnytter disse egenskapene til fremstilling av tekstiler, bust, linjer osv. Det brukes også av leger til å utføre suturer.
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.