Biološki polimeri: beljakovine, ogljikovi hidrati, lipidi

David Freund/Stockbyte/Getty Images

Biološki polimeri so velike molekule, sestavljene iz številnih podobnih manjših molekul, povezanih v verigo. Posamezne manjše molekule imenujemo monomeri . Ko se majhne organske molekule združijo, lahko tvorijo velikanske molekule ali polimere. Te velikanske molekule imenujemo tudi makromolekule. Za gradnjo se uporabljajo naravni polimeri tkivo in druge komponente v živi organizmi .

Na splošno so vse makromolekule proizvedene iz majhnega sklopa približno 50 monomerov. Različne makromolekule se razlikujejo zaradi razporeditve teh monomerov. S spreminjanjem zaporedja je mogoče proizvesti neverjetno veliko različnih makromolekul. Medtem ko so polimeri odgovorni za molekularno 'edinstvenost' organizma, so navadni monomeri skoraj univerzalni.

Različnost v obliki makromolekul je v veliki meri odgovorna za molekularno raznolikost. Velik del variacij, ki se pojavljajo tako znotraj organizma kot med organizmi, lahko na koncu izsledimo v razlikah v makromolekulah. Makromolekule se lahko razlikujejo od celica na celico v istem organizmu, pa tudi od ene vrste do druge.

01 od 03

Biomolekule

MOLEKUUL/ZNANSTVENA FOTOKNJIŽNICA / Getty Images

Obstajajo štiri osnovne vrste bioloških makromolekul: ogljikovi hidrati, lipidi, beljakovine in nukleinske kisline. Ti polimeri so sestavljeni iz različnih monomerov in opravljajo različne funkcije.

Ogljikovi hidrati :molekule, sestavljene iz sladkornih monomerov. Potrebni so za shranjevanje energije. Ogljikove hidrate imenujemo tudi saharidi, njihove monomere pa monosaharidi. Glukoza je pomemben monosaharid, ki se med celično dihanje uporabiti kot vir energije. Škrob je primer polisaharida (veliko saharidov, povezanih skupaj) in je oblika shranjene glukoze v rastline . Lipidi :v vodi netopne molekule, ki jih lahko razvrstimo kotmaščobe, fosfolipidi , voski in steroidi . Maščobne kisline so lipidni monomeri, ki so sestavljeni iz ogljikovodikove verige s karboksilno skupino, vezano na koncu. Maščobne kisline tvorijo kompleksne polimere, kot so trigliceridi, fosfolipidi in voski. Steroidi se ne štejejo za prave lipidne polimere, ker njihove molekule ne tvorijo verige maščobnih kislin. Namesto tega so steroidi sestavljeni iz štirih spojenih ogljikovih obročastih struktur. Lipidi pomagajo pri shranjevanju energije, blaženju in zaščiti organov , izolirajte telo in oblikujte celične membrane . Beljakovine :biomolekul, ki lahko tvorijo kompleksne strukture. Beljakovine so sestavljene iz aminokislina monomerov in imajo široko paleto funkcije vključno s transportom molekul in mišica premikanje. Kolagen, hemoglobin, protitelesa , encimi pa so primeri beljakovin. Nukleinska kislina :molekule, ki so sestavljene iz nukleotidnih monomerov, povezanih v polinukleotidne verige. DNK in RNA so primeri nukleinskih kislin. Te molekule vsebujejo navodila za sinteza beljakovin in omogočajo organizmom prenos genetskih informacij iz ene generacije v drugo.

02 od 03

Sestavljanje in razstavljanje polimerov

MAURIZIO DE ANGELIS/ZNANSTVENA FOTOKNJIŽNICA/Getty Images

Medtem ko obstajajo razlike med vrstami bioloških polimerov, ki jih najdemo v različnih organizmih, so kemični mehanizmi za njihovo sestavljanje in razstavljanje večinoma enaki med organizmi.

Monomeri so na splošno med seboj povezani skozi proces, imenovan dehidracijska sinteza, medtem ko polimeri se razgradijo s postopkom, imenovanim hidroliza. Obe kemični reakciji vključujeta vodo.

Pri dehidracijski sintezi nastanejo vezi, ki povezujejo monomere skupaj, medtem ko izgubljajo molekule vode. Pri hidrolizi voda medsebojno deluje s polimerom, kar povzroči prekinitev vezi, ki povezujejo monomere med seboj.

03 od 03

Sintetični polimeri

MirageC / Getty Images

Za razliko od naravnih polimerov, ki jih najdemo v naravi, so sintetičnipolimeriso narejeni s strani ljudi. Pridobivajo se iz naftnega olja in vključujejo izdelke, kot so najlon, sintetični kavčuk, poliester, teflon, polietilen in epoksi.

Sintetični polimeri imajo številne uporabe in se pogosto uporabljajo v gospodinjskih izdelkih. Ti izdelki vključujejo steklenice, cevi, plastične posode, izolirane žice, oblačila, igrače in ponve proti prijemanju.