Mik azok a biológiai polimerek?

Az élőlények sejtjeit alkotó fő anyagokat biomolekuláknak nevezzük . Ezek főleg szénatomokat tartalmaznak, egy olyan elem, amely több kötést képes létrehozni, és más atomokkal együtt erős és stabil láncokat képez. A biomolekulákat makromolekuláknak , nagy molekuláknak tekintik , amelyek polimereket képeznek , vagyis olyan anyagokat, amelyek egyszerűbb vegyületek, úgynevezett monomerek ismétlődéséből állnak .

A legelterjedtebb biológiai polimerek a lipidek, fehérjék, szénhidrátok és nukleinsavak.

lipidek

A zsírok, olajok, viaszok és koleszterin alkotórészei, a lipidek vízben oldhatatlanok és energiát raktároznak. Három zsírsav monomerhez kapcsolódó glicerin monomerből állnak . A glicerinből álló lipid szektor affinitást mutat a vízzel, míg a zsírsavakat tartalmazó szektor taszítja azt.

A lipidek közül kiemelkednek a foszfolipidek , amelyek szerkezetet adnak a sejtmembránoknak, és a glikolipidek , amelyek szintén a membránok részét képezik, és részt vesznek az ingerek és anyagok sejt általi felismerésében.

A lipidek a következő reakciókon mennek keresztül.

• Lipogenezis , amelyben zsírsavak képződnek, amikor az egyénnek szüksége van rájuk.
• Lipolízis vagy béta-oxidáció , amelyben a lipidek zsírsavakká alakulnak.

Fehérjék

A fehérjéket az jellemzi, hogy különböző formákat szereznek, attól függően, hogy a monomerek, az úgynevezett aminosavak milyen módon szerveződnek . Az aminosavszekvencia peptidkötésekként ismert csomópontokon keresztül kapcsolódik . A molekulában jelenlévő aminosavak számától függően dipeptidek (két aminosav), polipeptidek (több mint 10 aminosav) vagy fehérjék, mint olyanok (ha az aminosavlánc elég nagy és stabil) képződhetnek.

Ezek a biológiai polimerek az élőlények tömegének nagy részét alkotják, és szöveteiket alkotják. Katalizátorként is működnek (kémiai reakciókat felgyorsító anyagok), hormonként (egy másik szövet vagy szerv működését stimuláló vagy szabályozó anyagok) és a sejtmembránok részét képezik.

A fehérjék egy olyan folyamat során keletkeznek, amelyben riboszómák, sejtszervecskék vesznek részt az aminosavak egyesülésében. A fehérjék lebontásakor az aminosav-összetevők lebomlanak. Ezen komponensek egyike, az úgynevezett aminocsoport, eltávolítható különböző anyagok, úgynevezett nitrogéntartalmú hulladékok formájában; az ilyen hulladékok olyan anyagokon keresztül távoznak a szervezetből, mint a vizelet.

Szénhidrát

A szénhidrátokat, más néven szénhidrátokat, szénhidrátokat vagy cukrokat az jellemzi, hogy linkjeik nagy mennyiségű energiát tárolnak. A szénhidrátok monomerei a monoszacharidok , amelyek közül a legismertebb a glükóz. A monoszacharidok diszacharidokat képezhetnek, például szacharózt, növényi alapú cukrot és poliszacharidokat , amelyek nagy monoszacharidmolekulák.

Egyes poliszacharidok, mint például a keményítő a növényekben és a glikogén állatokban, a cukrok tárolási formái. Mások, mint például a cellulóz, növényi sejtek szerkezeti molekulái. A szénhidrátok az alábbiakhoz hasonló reakciókon mennek keresztül.

• Glükoneogenezis , amelyben a glükóz olyan anyagokból képződik, mint az aminosavak.
• Glikogenezis , amelyben a glükóz glikogénként raktározódik a májban.
• Glikolízis , amelyben a glükóz két egyszerű molekulára bomlik le, mindegyiket piroszőlősavnak nevezik.
• A Krebs-ciklus , amelynek során minden egyes piruvinsav-molekula belép a mitokondriumokba, ahol acetil-CoA-nak nevezett vegyület képződik. Ez a folyamat energia szabadul fel adenozin-trifoszfát (ATP) formájában, és szén-dioxidot és vizet termel.
• Glikogenolízis , melynek során glükóz szabadul fel a glikogénből.

nukleinsavak

A nukleinsavak nukleotidoknak nevezett egységekből álló biomolekulák, amelyek viszont nitrogénbázisból, szénhidrátból és foszfátcsoportból állnak. Kétféle nukleinsav létezik: dezoxiribonukleinsav vagy DNS és ribonukleinsav vagy RNS.

• A nitrogéntartalmú bázisok olyan molekulák, amelyek nitrogént tartalmaznak, és bázikus tulajdonságokkal rendelkeznek, azaz hajlamosak pozitív töltésű hidrogénatomokra. A DNS nitrogéntartalmú bázisai az adenin, guanin, citokin és timin; az RNS-ek az adenin, a guanin, a citokin és az uracil.
• A nukleinsav minden nukleotidjának szénhidrátja pentóz . A pentózok olyan cukrok , amelyek szerkezetében öt szénatom van. A dezoxiribóznak nevezett DNS-pentóz különbözik az RNS-pentóztól, amelyet ribóznak neveznek.
• A foszfátcsoport egy foszforatomból álló ion, amelyet négy oxigénatom vesz körül.

A DNS

A DNS két komplementer nukleotidszálból áll . Ezek a láncok kettős spirálba tekernek. A molekula milliónyi génből áll , DNS-szegmensekből, amelyek nukleotidszekvenciája meghatározza egy szervezet tulajdonságait: magasság, testsúly, bőrszín, vércsoport, sok más mellett.

RNS

Az RNS egyetlen nukleotidláncból áll. Az RNS-nek három típusa van: hírvivő (RNAm), riboszómális (RNAr) és transzfer (RNAt).

• A hírvivő RNS olyan nukleotidokból készül , amelyeket a DNS-ből másoltak le. Három nukleotidból álló szekvenciát, úgynevezett kodont hordoz , amely a tRNS által hordozott komplementer szekvenciával összekapcsolva lehetővé teszi fehérjék képződését.
• A riboszómális vagy riboszómális RNS riboszómákkal van kapcsolatban, amelyek funkciója a fehérjék képzése.
• A transzfer RNS egy három nukleotidból álló szekvenciát hordoz, amelyet antikodonnak neveznek , amely a kodonhoz kapcsolva különböző aminosavakat ad hozzá, amelyek összekapcsolódásukkor új fehérjét képeznek.

Források

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

Zumdahl, S. A kémia alapjai. 5. kiadás. McGraw-Hill Amerika-közi, Mexikó, 2007.