Was sind biologische Polymere?

Die Hauptsubstanzen, aus denen die Zellen von Lebewesen bestehen, sind als Biomoleküle bekannt . Diese enthalten hauptsächlich Kohlenstoffatome, ein Element, das Mehrfachbindungen eingehen und zusammen mit anderen Atomen starke und stabile Ketten bilden kann. Biomoleküle gelten als Makromoleküle , große Moleküle, die Polymere bilden , d. h. Substanzen, die aus der Wiederholung einfacherer Verbindungen bestehen, die als Monomere bezeichnet werden .

Die am häufigsten vorkommenden biologischen Polymere sind Lipide, Proteine, Kohlenhydrate und Nukleinsäuren.

Lipide

Lipide, Bestandteile von Fetten, Ölen, Wachsen und Cholesterin, zeichnen sich dadurch aus, dass sie wasserunlöslich sind und Energie speichern. Sie bestehen aus einem Glycerol- Monomer , das an drei Fettsäure- Monomere gebunden ist . Der Sektor des Lipids, der aus Glycerol besteht, neigt dazu, eine Affinität zu Wasser zu haben, während derjenige, der Fettsäuren enthält, es abstößt.

Unter den Lipiden stechen Phospholipide hervor , die Zellmembranen Struktur verleihen, und Glykolipide , die ebenfalls Teil von Membranen sind und an der Erkennung von Reizen und Substanzen durch Zellen beteiligt sind.

Lipide durchlaufen Reaktionen wie die folgenden.

• Lipogenese , bei der Fettsäuren gebildet werden, wenn das Individuum sie benötigt.
• Lipolyse oder Beta-Oxidation , bei der Lipide in Fettsäuren umgewandelt werden.

Proteine

Proteine ​​zeichnen sich dadurch aus, dass sie verschiedene Formen annehmen, je nachdem, wie ihre Monomere, Aminosäuren genannt, organisiert sind . Die Aminosäuresequenz ist durch Verbindungen, die als Peptidbindungen bekannt sind, verbunden . Abhängig von der Anzahl der im Molekül vorhandenen Aminosäuren können Dipeptide (zwei Aminosäuren), Polypeptide (mehr als 10 Aminosäuren) oder Proteine ​​als solche (wenn die Aminosäurekette groß und stabil genug ist) gebildet werden.

Diese biologischen Polymere machen einen großen Teil der Masse von Lebewesen aus und bilden deren Gewebe. Sie wirken auch als Katalysatoren (Stoffe, die chemische Reaktionen beschleunigen), als Hormone (Stoffe, die die Funktion eines anderen Gewebes oder Organs stimulieren oder regulieren) und sind Teil von Zellmembranen.

Proteine ​​werden während eines Prozesses gebildet, bei dem Ribosomen, Zellorganellen, an der Vereinigung von Aminosäuren beteiligt sind. Beim Abbau von Proteinen werden die Aminosäurebausteine ​​abgebaut. Eine dieser Komponenten, die als Aminogruppe bezeichnet wird, kann in Form verschiedener Substanzen, die als stickstoffhaltige Abfälle bekannt sind, entfernt werden; solche Abfallstoffe werden durch Substanzen wie Urin aus dem Körper ausgeschieden.

Kohlenhydrate

Kohlenhydrate, auch Kohlenhydrate, Kohlenhydrate oder Zucker genannt, zeichnen sich dadurch aus, dass ihre Verknüpfungen hohe Energiemengen speichern. Die Monomere von Kohlenhydraten sind Monosaccharide , von denen das bekannteste Glukose ist. Monosaccharide können Disaccharide wie Saccharose, einen pflanzlichen Zucker, und Polysaccharide bilden , die große Monosaccharidmoleküle sind.

Einige Polysaccharide wie Stärke in Pflanzen und Glykogen in Tieren sind Speicherformen von Zucker. Andere, wie Zellulose, sind Strukturmoleküle von Pflanzenzellen. Kohlenhydrate unterliegen Reaktionen wie den folgenden.

• Glukoneogenese , bei der Glukose aus Stoffen wie Aminosäuren gebildet wird.
• Glykogenogenese , bei der Glukose als Glykogen in der Leber gespeichert wird.
• Glykolyse , bei der Glukose in zwei einfache Moleküle zerlegt wird, die jeweils Brenztraubensäure genannt werden.
• Krebszyklus , während dessen jedes Brenztraubensäuremolekül in die Mitochondrien gelangt, wo eine Verbindung namens Acetyl-CoA gebildet wird. Dieser Prozess setzt Energie in Form von Adenosintriphosphat (ATP) frei und erzeugt Kohlendioxid und Wasser.
• Glykogenolyse , bei der Glucose aus Glykogen freigesetzt wird.

Nukleinsäuren

Nukleinsäuren sind Biomoleküle, die aus Einheiten bestehen, die Nukleotide genannt werden, die wiederum aus einer stickstoffhaltigen Base, einem Kohlenhydrat und einer Phosphatgruppe bestehen. Es gibt zwei Arten von Nukleinsäuren: Desoxyribonukleinsäure oder DNA und Ribonukleinsäure oder RNA.

• Stickstoffbasen sind Moleküle, die Stickstoff enthalten und basische Eigenschaften haben, das heißt, sie neigen dazu, positiv geladene Wasserstoffatome anzunehmen. Die stickstoffhaltigen Basen der DNA sind Adenin, Guanin, Zytokin und Thymin; die von RNA sind Adenin, Guanin, Cytokin und Uracil.
• Das Kohlenhydrat jedes Nukleotids in einer Nukleinsäure ist eine Pentose. Pentosen sind Zucker , die fünf Kohlenstoffe in ihrer Struktur haben. Die DNA-Pentose, genannt Desoxyribose, unterscheidet sich von der RNA-Pentose, genannt Ribose.
• Die Phosphatgruppe ist ein Ion, das aus einem Phosphoratom besteht, das von vier Sauerstoffatomen umgeben ist.

Die DNS

DNA besteht aus zwei komplementären Nukleotidsträngen . Diese Ketten wickeln sich in einer Doppelhelix auf. Das Molekül besteht aus Millionen von Genen , DNA-Segmenten, deren Nukleotidsequenz die Merkmale eines Organismus bestimmt: Größe, Gewicht, Hautfarbe, Blutgruppe und vieles mehr.

RNS

RNA besteht aus einer einzigen Kette von Nukleotiden. Es gibt drei Arten von RNA: Boten- (RNAm), ribosomale (RNAr) und Transfer-RNA (RNAt).

• Boten-RNA wird aus Nukleotiden hergestellt, die von der DNA kopiert wurden. Es trägt eine Sequenz aus drei Nukleotiden, die als Codon bezeichnet wird und die, wenn sie mit einer komplementären Sequenz der tRNA verbunden wird, die Bildung von Proteinen ermöglicht.
• Ribosomale oder ribosomale RNA ist mit Ribosomen assoziiert, deren Funktion die Bildung von Proteinen ist.
• Die Transfer-RNA trägt eine Sequenz aus drei Nukleotiden, Anticodon genannt , die, wenn sie mit dem Codon verbunden werden, verschiedene Aminosäuren hinzufügt, die, wenn sie verbunden werden, ein neues Protein bilden.

Quellen

Curtis, H., Barnes, N. S., Schnek, A., Massarini, A. Biology . 7. Auflage. Editorial Médica Panamericana., Buenos Aires, 2013.

Zumdahl, S. Grundlagen der Chemie. 5. Auflage. McGraw-Hill Inter-American., Mexiko, 2007.