De makromolekyler De är stora molekyler - i allmänhet mer än 1000 atomer - bildade av föreningen av byggstenar eller mindre monomerer. I levande saker hittar vi fyra huvudtyper av makromolekyler: nukleinsyror, lipider, kolhydrater och proteiner. Det finns också andra av syntetiskt ursprung, såsom plast.
Varje typ av biologisk makromolekyl består av en specifik monomer, nämligen: nukleinsyror av nukleotider, kolhydrater av monosackarider, proteiner av aminosyror och lipider av kolväten med varierande längd.
När det gäller deras funktion lagrar kolhydrater och lipider energi för att cellen ska kunna utföra dess kemiska reaktioner och används också som strukturella komponenter.
Proteiner har också strukturella funktioner, förutom att de är molekyler med katalys och transportkapacitet. Slutligen lagrar nukleinsyror genetisk information och deltar i proteinsyntes..
Syntetiska makromolekyler följer samma struktur som en biologisk: många monomerer kopplade ihop för att bilda en polymer. Exempel på detta är polyeten och nylon. Syntetiska polymerer används ofta inom industrin för tillverkning av tyger, plast, isolering etc..
Artikelindex
Som namnet antyder är en av de särskiljande egenskaperna hos makromolekyler deras stora storlek. De består av minst 1000 atomer, kopplade av kovalenta bindningar. I denna typ av bindning delar atomerna i bindningen elektronerna på den sista nivån.
En annan term som används för att hänvisa till makromolekyler är polymer ("många delar"), som består av upprepade enheter som kallas monomerer ("en del"). Dessa är de strukturella enheterna i makromolekyler och kan vara desamma eller skilja sig från varandra, beroende på fallet..
Vi kan använda analogin med Lego-barnspelet. Var och en av bitarna representerar monomererna, och när vi förenar dem för att bilda olika strukturer får vi polymeren.
Om monomererna är desamma är polymeren en homopolymer; och om de är olika blir det en heteropolymer.
Det finns också en nomenklatur för att beteckna polymeren beroende på dess längd. Om molekylen består av några underenheter kallas den en oligomer. När vi till exempel vill hänvisa till en liten nukleinsyra kallar vi det en oligonukleotid..
Med tanke på den otroliga mångfalden av makromolekyler är det svårt att skapa en allmän struktur. "Skelettet" för dessa molekyler består av deras motsvarande monomerer (sockerarter, aminosyror, nukleotider, etc.), och de kan grupperas på ett linjärt, grenat sätt eller ta mer komplexa former..
Som vi kommer att se senare kan makromolekyler ha biologiskt eller syntetiskt ursprung. De förstnämnda har oändliga funktioner hos levande varelser, och de senare används i stor utsträckning av samhället - till exempel plast..
I organiska varelser hittar vi fyra grundläggande typer av makromolekyler, som utför ett enormt antal funktioner, vilket möjliggör utveckling och näring av livet. Dessa är proteiner, kolhydrater, lipider och nukleinsyror. Därefter kommer vi att beskriva dess mest relevanta egenskaper.
Proteiner är makromolekyler vars strukturella enheter är aminosyror. I naturen hittar vi 20 typer av aminosyror.
Dessa monomerer består av en central kolatom (kallad alfa-kol) kopplad genom kovalenta bindningar till fyra olika grupper: en väteatom, en aminogrupp (NHtvåen karboxylgrupp (COOH) och en R-grupp.
De 20 typerna av aminosyror skiljer sig från varandra endast vad gäller identiteten för gruppen R. bland andra..
Aminosyrarester hålls samman av peptidbindningar. Aminosyrornas natur kommer att avgöra det resulterande proteinets natur och egenskaper..
Den linjära aminosyrasekvensen representerar proteins primära struktur. Dessa vikas sedan och grupperas i olika mönster och bildar de sekundära, tertiära och kvartära strukturerna..
Proteiner har olika funktioner. Vissa fungerar som biologiska katalysatorer och kallas enzymer; vissa är strukturproteiner, såsom keratin som finns i hår, naglar, etc. och andra utför transportfunktioner, såsom hemoglobin i våra röda blodkroppar.
Den andra typen av polymer som ingår i levande varelser är nukleinsyror. I detta fall är de strukturella enheterna inte aminosyror som i proteiner, utan är monomerer som kallas nukleotider.
Nukleotider består av en fosfatgrupp, ett socker med fem kol (molekylens centrala komponent) och en kvävebas..
Det finns två typer av nukleotider: ribonukleotider och deoxiribonukleotider, som varierar i termer av kärnsockret. De förstnämnda är de strukturella komponenterna i ribonukleinsyra eller RNA, och de senare är de av deoxiribonukleinsyra eller DNA..
I båda molekylerna hålls nukleotider samman av en fosfodiesterbindning - motsvarande peptidbindningen som håller proteiner samman..
De strukturella komponenterna i DNA och RNA är lika och skiljer sig åt i sin struktur, eftersom RNA finns i form av ett enda band och DNA i ett dubbelband..
RNA och DNA är de två typerna av nukleinsyror som vi hittar i levande saker. RNA är en multifunktionell, dynamisk molekyl som förekommer i olika strukturella konformationer och deltar i proteinsyntes och i regleringen av genuttryck..
DNA är den makromolekyl som ansvarar för att lagra all genetisk information i en organism som är nödvändig för dess utveckling. Alla våra celler (med undantag för mogna röda blodkroppar) har det genetiska materialet lagrat i sin kärna, på ett mycket kompakt och organiserat sätt..
Kolhydrater, även kända som kolhydrater eller helt enkelt som sockerarter, är makromolekyler som består av block som kallas monosackarider (bokstavligen "ett socker")..
Molekylformeln för kolhydrater är (CHtvåELLER)n. Värdet av n det kan variera från 3, det för det enklaste sockret, till tusentals i de mest komplexa kolhydraterna, och är ganska varierande när det gäller längd.
Dessa monomerer har förmågan att polymerisera med varandra genom en reaktion som involverar två hydroxylgrupper, vilket resulterar i bildandet av en kovalent bindning som kallas en glykosidbindning..
Denna bindning håller kolhydratmonomerer tillsammans på samma sätt som peptidbindningar och fosfodiesterbindningar håller proteiner respektive nukleinsyror..
Emellertid förekommer peptid- och fosfodiesterbindningar i specifika områden av deras ingående monomerer, medan glykosidbindningar kan bildas med vilken hydroxylgrupp som helst..
Som vi nämnde i föregående avsnitt betecknas små makromolekyler med prefixet oligo. När det gäller små kolhydrater används termen oligosackarider, om de bara är två kopplade monomerer är det en disackarid, och om de är större är polysackarider.
Sockerarter är grundläggande makromolekyler för livet, eftersom de fyller energiska och strukturella funktioner. Dessa ger den kemiska energi som krävs för att driva ett betydande antal reaktioner inuti celler och används som ”bränsle” för levande varelser..
Andra kolhydrater, såsom glykogen, tjänar till att lagra energi, så att cellen kan dra på den vid behov.
De har också strukturella funktioner: de är en del av andra molekyler, såsom nukleinsyror, cellväggarna i vissa organismer och insekts exoskelett..
I växter och i vissa protister, till exempel, hittar vi en komplex kolhydrat som kallas cellulosa, bestående av endast glukosenheter. Denna molekyl är oerhört riklig på jorden, eftersom den finns i cellväggarna i dessa organismer och i andra stödjande strukturer..
"Lipid" är en term som används för att omfatta ett stort antal apolära eller hydrofoba molekyler (med fobi eller vattenavvisande) bildad av kolkedjor. Till skillnad från de tre nämnda molekylerna, proteiner, nukleinsyror och kolhydrater, finns det ingen poängmonomer för lipider.
Ur strukturell synvinkel kan en lipid presentera sig på flera sätt. Eftersom de bildas av kolväten (C-H), är bindningarna inte delvis laddade, så de är inte lösliga i polära lösningsmedel som vatten. De kan dock lösas i andra typer av icke-polära lösningsmedel såsom bensen..
En fettsyra består av nämnda kolvätekedjor och en karboxylgrupp (COOH) som en funktionell grupp. I allmänhet innehåller en fettsyra 12 till 20 kolatomer.
Fettsyrakedjorna kan vara mättade, när alla kol är sammanbundna med enkelbindningar, eller omättade, när det finns mer än en dubbelbindning närvarande inne i strukturen. Om den innehåller flera dubbelbindningar är det en fleromättad syra.
Det finns tre typer av lipider i cellen: steroider, fetter och fosfolipider. Steroider kännetecknas av en skrymmande fyrringstruktur. Kolesterol är det mest kända och är en viktig komponent i membran, eftersom det kontrollerar deras flytbarhet.
Fetter består av tre fettsyror kopplade via en esterbindning till en molekyl som kallas glycerol..
Slutligen består fosfolipider av en glycerolmolekyl bunden till en fosfatgrupp och två kedjor av fettsyror eller isoprenoider..
Liksom kolhydrater fungerar lipider också som en energikälla för cellen och som komponenter i vissa strukturer.
Lipider har en viktig funktion för alla levande former: de är en väsentlig beståndsdel i plasmamembranet. Dessa utgör den avgörande gränsen mellan levande och icke-levande, och fungerar som en selektiv barriär som bestämmer vad som kommer in och vad som inte kommer in i cellen, tack vare dess halvgenomträngliga egenskap..
Förutom lipider består membran också av olika proteiner, som fungerar som selektiva transportörer..
Vissa hormoner (som sexuella) är lipidiska och är väsentliga för kroppens utveckling.
I biologiska system transporteras makromolekyler mellan cellernas inre och yttre genom processer som kallas endo och exocytos (som involverar bildandet av vesiklar) eller genom aktiv transport.
Endocytos omfattar alla mekanismer som används av cellen för att uppnå inträde av stora partiklar och klassificeras som: fagocytos, när elementet som ska sväljas är en fast partikel; pinocytos, när extracellulär vätska tränger in; och endocytos, medierad av receptorer.
De flesta molekyler som intas på det här sättet hamnar i en organell som ansvarar för matsmältningen: lysosomen. Andra hamnar i fagosomer - som har fusionsegenskaper med lysosomer och bildar en struktur som kallas fagolysosomer..
På detta sätt hamnar det enzymatiska batteriet som finns i lysosomen och bryter ner de makromolekyler som ursprungligen kom in. Monomererna som bildade dem (monosackarider, nukleotider, aminosyror) transporteras tillbaka till cytoplasman, där de används för bildandet av nya makromolekyler.
Under hela tarmen finns celler som har specifika transportörer för absorption av varje makromolekyl som konsumerades i kosten. Till exempel används transportörerna PEP1 och PEP2 för proteiner och SGLT för glukos..
I syntetiska makromolekyler hittar vi också samma strukturella mönster som beskrivs för makromolekyler av biologiskt ursprung: monomerer eller små underenheter som förenas med bindningar för att bilda en polymer..
Det finns olika typer av syntetiska polymerer, den enklaste är polyeten. Detta är en inert plast med kemisk formel CHtvå-CHtvå (länkad med en dubbel obligation) ganska vanlig i branschen, eftersom den är billig och lätt att producera.
Som framgår är strukturen hos denna plast linjär och har ingen förgrening..
Polyuretan är en annan polymer som ofta används inom industrin för tillverkning av skum och isolatorer. Vi kommer säkert att ha en svamp av detta material i våra kök. Detta material erhålls genom kondensation av hydroxylbaser blandade med element som kallas diisocyanater..
Det finns andra syntetiska polymerer med större komplexitet, såsom nylon (eller nylon). Bland dess egenskaper är att vara mycket resistent, med en märkbar elasticitet. Textilindustrin utnyttjar dessa egenskaper för tillverkning av tyger, borst, linjer etc. Det används också av läkare för att utföra suturer.
Ingen har kommenterat den här artikeln än.