Biologické polyméry: Proteíny, sacharidy, lipidy

David Freund/Stockbyte/Getty Images

Biologické polyméry sú veľké molekuly zložené z mnohých podobných menších molekúl spojených dohromady reťazovým spôsobom. Jednotlivé menšie molekuly sa nazývajú monoméry . Keď sú malé organické molekuly spojené dohromady, môžu vytvárať obrovské molekuly alebo polyméry. Tieto obrovské molekuly sa tiež nazývajú makromolekuly. Na stavbu sa používajú prírodné polyméry tkaniva a ďalšie komponenty v živé organizmy .

Vo všeobecnosti sa všetky makromolekuly vyrábajú z malého súboru asi 50 monomérov. Rôzne makromolekuly sa líšia v dôsledku usporiadania týchto monomérov. Zmenou sekvencie možno vyrobiť neuveriteľne veľké množstvo makromolekúl. Zatiaľ čo polyméry sú zodpovedné za molekulárnu „jedinečnosť“ organizmu, bežné monoméry sú takmer univerzálne.

Variácia vo forme makromolekúl je do značnej miery zodpovedná za molekulárnu diverzitu. Veľkú časť variácií, ktoré sa vyskytujú v organizme aj medzi organizmami, možno nakoniec vysledovať v rozdieloch v makromolekulách. Makromolekuly sa môžu líšiť od bunka do bunky v tom istom organizme, ako aj z jedného druhu na druhý.

01 z 03

Biomolekuly

MOLEKUUL/VEDECKÁ FOTOGRAFIA / Getty Images

Existujú štyri základné druhy biologických makromolekúl: sacharidy, lipidy, proteíny a nukleové kyseliny. Tieto polyméry sa skladajú z rôznych monomérov a plnia rôzne funkcie.

Sacharidy :molekuly zložené z monomérov cukrov. Sú potrebné na skladovanie energie. Sacharidy sa tiež nazývajú sacharidy a ich monoméry sa nazývajú monosacharidy. Glukóza je dôležitý monosacharid, ktorý sa rozkladá počas bunkové dýchanie použiť ako zdroj energie. Škrob je príkladom polysacharidu (veľa sacharidov spojených dohromady) a je formou uskladnenej glukózy v rastliny . Lipidy :vo vode nerozpustné molekuly, ktoré možno klasifikovať akotukov, fosfolipidy , vosky a steroidy . Mastné kyseliny sú lipidové monoméry, ktoré pozostávajú z uhľovodíkového reťazca s karboxylovou skupinou pripojenou na konci. Mastné kyseliny tvoria komplexné polyméry, ako sú triglyceridy, fosfolipidy a vosky. Steroidy sa nepovažujú za skutočné lipidové polyméry, pretože ich molekuly netvoria reťazec mastných kyselín. Namiesto toho sa steroidy skladajú zo štyroch fúzovaných uhlíkových kruhových štruktúr. Lipidy pomáhajú uchovávať energiu, tlmia a chránia orgánov , izolovať telo a formovať bunkové membrány . Proteíny :biomolekuly schopné vytvárať zložité štruktúry. Proteíny sa skladajú z aminokyselina monoméry a majú širokú škálu funkcie vrátane transportu molekúl a sval pohyb. Kolagén, hemoglobín, protilátky a enzýmy sú príklady proteínov. Nukleové kyseliny :molekuly pozostávajúce z nukleotidových monomérov spojených dohromady za vzniku polynukleotidových reťazcov. DNA a RNA sú príklady nukleových kyselín. Tieto molekuly obsahujú inštrukcie pre Syntézy bielkovín a umožňujú organizmom prenášať genetickú informáciu z jednej generácie na druhú.

02 z 03

Montáž a demontáž polymérov

MAURIZIO DE ANGELIS/VEDECKÁ FOTOGRAFIA / Getty Images

Aj keď existujú rozdiely medzi typmi biologických polymérov nachádzajúcich sa v rôznych organizmoch, chemické mechanizmy na ich zostavovanie a rozoberanie sú v organizmoch do značnej miery rovnaké.

Monoméry sú vo všeobecnosti spojené prostredníctvom procesu nazývaného dehydratačná syntéza polyméry sa rozkladajú procesom nazývaným hydrolýza. Obe tieto chemické reakcie zahŕňajú vodu.

Pri dehydratačnej syntéze sa vytvárajú väzby spájajúce monoméry, pričom sa strácajú molekuly vody. Pri hydrolýze voda interaguje s polymérom, čo spôsobuje rozbitie väzieb, ktoré spájajú monoméry medzi sebou.

03 z 03

Syntetické polyméry

MirageC / Getty Images

Na rozdiel od prírodných polymérov, ktoré sa nachádzajú v prírode, synteticképolymérysú vyrobené ľuďmi. Sú odvodené z ropného oleja a zahŕňajú produkty ako nylon, syntetické kaučuky, polyester, teflón, polyetylén a epoxid.

Syntetické polyméry majú množstvo použití a sú široko používané vo výrobkoch pre domácnosť. Tieto produkty zahŕňajú fľaše, rúrky, plastové nádoby, izolované drôty, odevy, hračky a nepriľnavé panvice.