Makromolekuly Charakteristiky, typy, funkcie a príklady

Ten Makromolekuly Sú to veľké molekuly - zvyčajne viac ako 1.000 atómov - tvorené spojením štruktúrujúcich blokov alebo menších monomérov. U živých bytostí nachádzame štyri typy hlavných makromolekúl: nukleové kyseliny, lipidy, uhľohydráty a proteíny. Existujú aj ďalšie syntetické pôvody, napríklad plasty.

Každý typ biologických makromolských.

Zdroj: Pixabay.com

Pokiaľ ide o ich funkciu, uhľohydráty a lipidy ukladajú energiu tak, aby bunka vykonávala svoje chemické reakcie a používajú sa aj ako štrukturálne komponenty.

Proteíny majú tiež štrukturálne funkcie, okrem molekúl s katalýzou a transportnou kapacitou. Nakoniec nukleové kyseliny ukladajú genetické informácie a zúčastňujú sa na syntéze proteínov.

Syntetické makromolekuly sledujú rovnakú štruktúru biologického: veľa prepojených monomérov za vzniku polyméru. Príkladom je polyetylén a nylon. Syntetické polyméry sa v priemysle široko používajú na výrobu tkanín, plastov, izolátorov atď.

[TOC]

Charakteristika

Veľkosť

Ako už názov napovedá, jednou z výrazných charakteristík makromolekúl je ich veľká veľkosť. Tvoria ich najmenej 1.000 atómov, zjednotených kovalentnými väzbami. V tomto type spojenia atómy zapojené do únie zdieľajú elektróny poslednej úrovne.

ústava

Ďalším výrazom, ktorý sa používa na označenie makromolekúl, je polymér („Mnoho častí“), ktoré sú tvorené opakovanými jednotkami nazývanými monoméry („časť“). Toto sú štrukturálne jednotky makromolekúl a môžu byť navzájom rovnaké alebo odlišné v závislosti od prípadu.

Mohli by sme použiť analógiu hry LEGO pre deti. Každý z kusov predstavuje monoméry a keď sa k nim pripojíme, aby sme vytvorili rôzne štruktúry, dostaneme polymér.

Ak sú monoméry rovnaké, polymér je homopolymér; A ak sú iné, bude to heteropolymér.

K dispozícii je tiež nomenklatúra na označenie polyméru v závislosti od jeho dĺžky. Ak je molekula vytvorená z niekoľkých podjednotiek, nazýva sa oligomér. Napríklad, keď sa chceme odvolávať na malú nukleovú kyselinu, nazývame to oligonukleotid.

Štruktúra

Vzhľadom na neuveriteľnú rozmanitosť makromolekúl je ťažké vytvoriť všeobecnú štruktúru. „Skeleton“ týchto molekúl je tvorený ich zodpovedajúcimi monomérmi (cukry, aminokyseliny, nukleotidy atď.), a môžu byť zoskupené lineárne, rozvetvené alebo majú zložitejšie formy.

Ako uvidíme neskôr, makromolekuly môžu byť biologického alebo syntetického pôvodu. Prvý z nich má nekonečné funkcie v živých bytostiach a druhá je široko využívaná spoločnosťou - napríklad plasty, napríklad plasty.

Biologické makromolekuly: funkcie, štruktúra a príklady

V organických bytostiach nájdeme štyri základné typy makromolekúl, ktoré vykonávajú obrovský počet funkcií, čo umožňuje vývoj a podporu života. Sú to proteíny, uhľohydráty, lipidy a nukleové kyseliny. Ďalej popíšeme jeho najrelevantnejšie charakteristiky.

Bielkovina

Proteíny sú makromolekuly, ktorých štrukturálne jednotky sú aminokyseliny. V prírode nachádzame 20 typov aminokyselín.

Štruktúra

Tento monomér₂), karboxylová skupina (COOH) a skupina R.

Môže vám slúžiť: Guanosín Triffosfát (GTP): Štruktúra, syntéza, funkcie

20 typov aminokyselín sa navzájom líši iba v identite skupiny R. Táto skupina sa líši vo svojej chemickej povahe a okrem iného je schopná nájsť základné aminokyseliny, kyseliny, neutrálne, s dlhými, krátkymi a aromatickými reťazcami, okrem iného.

Aminokyselinové zvyšky zostávajú navzájom spojené peptidovými väzbami. Povaha aminokyselín určí povahu a charakteristiky výsledného proteínu.

Lineárna aminokyselinová sekvencia predstavuje primárnu štruktúru proteínov. Potom sú záhyby a skupiny v rôznych vzoroch, ktoré tvoria sekundárne, terciárne a kvartérne štruktúry.

Funkcia

Proteíny plnia rôzne funkcie. Niektoré slúžia ako biologické katalyzátory a nazývajú sa enzýmy; Niektoré sú štrukturálne proteíny, ako je keratín prítomný vo vlasoch, nechtoch atď.; A iní vykonávajú transportné funkcie, ako je hemoglobín v našich červených krvinkách.

Nukleové kyseliny: DNA a RNA

Druhým typom polyméru, ktorý je súčasťou živých bytostí, sú nukleové kyseliny. V tomto prípade štrukturálne jednotky nie sú aminokyseliny ako v proteínoch, ale sú to monoméry nazývané nukleotidy.

Štruktúra

Nukleotidy zložené z fosfátovej skupiny, päťkarbónového cukru (centrálna zložka molekuly) a dusíkatej bázy.

Existujú dva typy nukleotidov: ribonukleotidy a deoxyribonukleotidy, ktoré sa líšia v závislosti od centrálneho cukru. Prvými sú štrukturálne zložky kyseliny ribonukleovej alebo RNA a druhé zložky deoxyribonukleickej alebo DNA kyseliny.

V obidvoch molekulách zostávajú nukleotidy spojené spolu pomocou fosfodiérovej väzby - ekvivalentné peptidovému spojeniu, ktoré udržuje proteíny pohromade pohromade.

Štrukturálne zložky DNA a RNA sú podobné jej štruktúrou, pretože RNA sa nachádza vo forme jedného pásma a dvojitého pásma DNA.

Funkcia

RNA a DNA sú dva typy nukleových kyselín, ktoré nachádzame v živých bytostiach. RNA je multifunkčná, dynamická molekula, ktorá sa vyskytuje v rôznych štrukturálnych konformáciách a podieľa sa na syntéze proteínov a regulácie génovej expresie.

DNA je makromolekula zodpovedná za uloženie všetkých genetických informácií organizmu, ktoré sú potrebné pre jeho vývoj. Všetky naše bunky (s výnimkou zrelých červených krviniek) sa vo svojom jadre skladovali veľmi kompaktným a organizovaným spôsobom genetický materiál.

Uhľohydráty

Sacharidy, známe tiež ako uhľohydráty alebo jednoducho ako cukry, sú makromolekuly tvorené blokmi nazývanými monosacharidmi (doslova „cukor“).

Štruktúra

Molekulárny vzorec uhľohydrátov je (CHO₂Buď)_n. Hodnota n Môže sa meniť od 3, že najjednoduchší cukor, tisíce v najkomplexnejších uhľohydrátoch, čo je dosť variabilné z hľadiska dĺžky.

Tieto monoméry majú schopnosť polymerizovať sa navzájom prostredníctvom reakcie, ktorá zahŕňa dve hydroxylové skupiny, čo vedie k tvorbe kovalentnej väzby nazývanej glukozidická väzba.

Táto väzba udržuje uhľohydráty rovnakým spôsobom ako peptidové väzby a fosfodiérové ​​väzby udržiavajú proteíny a nukleové kyseliny, v danom poradí, respektíve.

Peptidové a fosfodiérové ​​väzby sa však vyskytujú v špecifických oblastiach monomérov, ktoré ich tvoria, zatiaľ čo glukozidické väzby sa môžu tvoriť s akýmkoľvek hydroxylovou skupinou.

Môže vám slúžiť: cyklus močoviny: fázy, enzýmy, funkcia, regulácia

Ako sme spomenuli v predchádzajúcej časti, malé makromolekuly sú označené predponou Oligo. V prípade malých uhľohydrátov sa používa termín oligosacharidy, ak sú to iba dva prepojené monoméry, je to disacharid a ak sú väčšie, polysacharidy.

Funkcia

Cukry sú základnými makromolekulami na celý život, pretože plnia energiu a štrukturálne funkcie. Poskytujú chemickú energiu potrebnú na zvýšenie dôležitého počtu reakcií vo vnútri buniek a používajú sa ako „palivo“ živých bytostí.

Iné uhľohydráty, ako napríklad glykogén, slúžia na ukladanie energie, aby sa bunka mohla v prípade potreby uchýliť.

Majú tiež štrukturálne funkcie: sú súčasťou iných molekúl, ako sú nukleové kyseliny, bunkové steny niektorých organizmov a exoskelet hmyzu.

Napríklad v rastlinách av niektorých protistoch nachádzame komplexný uhľohydrát nazývaný celulóza, tvorený iba z glukózových jednotiek. Táto molekula je neuveriteľne hojná na Zemi, pretože je prítomná v bunkových stenách týchto organizmov a v iných podporných štruktúrach.

Lipidy

„Lipid“ je termín používaný na zahrnutie veľkého počtu apolárnych alebo hydrofóbnych molekúl (s fóbia alebo odpudenie z vody) tvorené uhlíkové reťazce. Na rozdiel od týchto troch zmienených molekúl, proteínov, nukleových kyselín a uhľohydrátov, pre lipidy neexistuje žiadny monomér.

Štruktúra

Zo štrukturálneho hľadiska sa môže vyskytnúť lipid viacerými spôsobmi. Ako sa tvorí z uhľovodíkov (C-H), odkazy nie sú čiastočne naložené, takže nie sú rozpustné v polárnych rozpúšťadlách, ako je voda. Môžu sa však rozpustiť v iných typoch nepolárnych rozpúšťadiel, ako je benzén.

Mastná kyselina sa skladá z uvedených uhľovodíkových reťazcov a karboxylovej skupiny (COOH) ako funkčnej skupiny. Všeobecne platí, že mastná kyselina obsahuje 12 až 20 atómov uhlíka.

Reťaze mastných kyselín môžu byť nasýtené, keď sú všetky uhlíky spojené jednoduchými, nenasýtenými väzbami, keď je vo vnútri štruktúry viac ako dvojitá väzba. Ak obsahuje viacnásobné dvojité väzby, je to polynenasýtená kyselina.

Typy lipidov podľa ich štruktúry

V bunke sú tri typy lipidov: steroidy, tuky a fosfolipidy. Steroidy sa vyznačujú objemnou štruktúrou štyroch krúžkov. Cholesterol je najznámejší a je dôležitou súčasťou membrán, pretože riadi plynulosť toho istého.

Tuky sa skladajú z troch zjednotených mastných kyselín pomocou esterovej väzby na molekulu nazývanú glycerol.

Nakoniec sú fosfolipidy tvorené molekulami glycerolu spojenou s fosfátovou skupinou a dvoma reťazcami mastných kyselín alebo izoprenoidov.

Funkcia

Rovnako ako sacharidy, aj lipidy fungujú aj ako zdroj energie pre bunku a ako zložky niektorých štruktúr.

Lipidy majú nevyhnutnú funkciu pre všetky živé formy: sú nevyhnutnou zložkou plazmovej membrány. Tieto tvoria zásadný limit medzi živými a nie živými, slúžia ako selektívna bariéra, ktorá rozhoduje, čo vstupuje a čo nie je bunke, a to vďaka svojej semiperperibilnej vlastnosti.

Môže vám slúžiť: Prolín: Charakteristiky, štruktúra, funkcie, jedlo

Okrem lipidov sú membrány tiež tvorené rôznymi proteínmi, ktoré fungujú ako selektívne transportéry.

Niektoré hormóny (napríklad sex) sú lipidová povaha a sú nevyhnutné pre rozvoj organizmu.

Preprava

V biologických systémoch sa makromolekuly transportujú medzi vnútorným a exteriérom buniek procesmi nazývanými endo a exocytóza (zahŕňajú tvorbu vezikúl) alebo aktívnym transportom.

Endocytóza pokrýva všetky mechanizmy, ktoré bunka používa na dosiahnutie vstupu veľkých častíc, a je klasifikovaná ako: fagocytóza, keď je prvok na pohlcovanie tuhej častice; Pinocytóza, keď vstupuje do extracelulárnej tekutiny; a endocytóza, sprostredkovaná príjemcami.

Väčšina molekúl, ktoré požívajú touto cestou, sa končí v organele zodpovednej za trávenie: lyzozóm. Iní končia fagozómami - ktoré majú vlastnosti zlúčenia s lyzozómami a tvoria štruktúru nazývanú fagolisozómy.

Týmto spôsobom enzymatická batéria prítomná v lyzozóme končí a degraduje makromolekuly, ktoré pôvodne vstúpili. Monoméry, ktoré ich tvorili (monosacharidy, nukleotidy, aminokyseliny), sa opäť transportujú do cytoplazmy, kde sa používajú na tvorbu nových makromolekúl.

V celom čreve existujú bunky, ktoré majú špecifické transportéry na absorpciu každej makromolekuly, ktorá bola konzumovaná v diéte. Napríklad transportéry PEP1 a PEP2 sa používajú na proteíny a glukózový SGLT.

Syntetické makromolekuly

V syntetických makromolekulách tiež nachádzame rovnaký štrukturálny vzorec opísaný pre makromolekuly biologického pôvodu: malé monoméry alebo podjednotky, ktoré sú spojené prostredníctvom mediálnych odkazov na tvorbu polyméru.

Existujú rôzne typy syntetických polymérov, ktoré sú najjednoduchším polyetylénom. Toto je inertný plast chemického vzorca₂-Chvály₂ (spojené dvojitým dlhopisom) v priemysle celkom bežné, pretože je ekonomické a ľahko sa vyrába.

Ako je zrejmé, štruktúra tohto plastu je lineárna a nemá vetvu.

Polyuretán je ďalší polymér, ktorý sa v priemysle úplne používa na výrobu penov a izolátorov. Určite budeme mať špongiu tohto materiálu v našich kuchyniach. Tento materiál sa získa kondenzáciou hydroxylových báz zmiešaných s prvkami nazývanými diisocianatos.

Existujú aj ďalšie syntetické polyméry s väčšou zložitosťou, ako je nylon (alebo nilón). V rámci jeho charakteristík je veľmi odolný, so značnou elasticitou. Textilný priemysel využíva tieto vlastnosti na výrobu tkanív, prasníc, sedal atď. Lekári ho tiež používajú na vykonávanie stehu.

Odkazy

1. Berg, J. M., Stryer, L., & Tymoczko, J. L. (2007). Biochémia. Obrátil som sa.
2. Campbell, m. Klimatizovať., & Farrell, s. Ani. (2011). Biochémia. Thomson. Brooks/cole.
3. Devlin, T. M. (2011). Učebnica biochémie. John Wiley & Sons.
4. Freeman, s. (2017). Biologická veda. Pearson Vzdelanie.
5. Koolman, J., & Röhm, K. H. (2005). Biochémia: text a atlas. Edimatizovať. Pan -American Medical.
6. Moldinganu, s. C. (2005). Analytická pyrolýza syntetických organických polymérov (Zv. 25). Elsevier.
7. Moore, J. Tón., & Langley, R. H. (2010). Biochémia pre figuríny. John Wiley & Sons.
8. Mougies, v. (2006). Biochémia cvičenia. Ľudská kinetika.
9. Müller-esterl, w. (2008). Biochémia. Základy pre medicínu a vedy. Obrátil som sa.
10. Poortmans, J.R. (2004). Zásady biochémie cvičenia. 3^Rd, Revidované vydanie. Karger.
11. Voet, D., & Voet, J. G. (2006). Biochémia. Edimatizovať. Pan -American Medical.