Biopolymeerit ovat ... Kasvipolymeerejä

Valtava määrä eri kemiallisia aineita omaavia yhdisteitä pystyi syntetisoimaan laboratoriossa. Kaikkien elävien järjestelmien elämästä tärkeimmät ja merkittävimmät olivat kuitenkin, pysyvät ja pysyvät luonnossa luonnollisina luonnollisina aineina. Eli molekyylit, jotka osallistuvat tuhansiin biokemiallisiin reaktioihin organismeissa ja ovat vastuussa normaalista toiminnastaan.

Valtaosa heistä kuuluu ryhmään nimeltä "biologiset polymeerit".

Biopolymeerien yleinen käsite

Ensinnäkin on sanottava, että kaikki nämä yhdisteet ovat suurimolekyylisiä, ja niiden massa on jopa miljoonia daltoneja. Nämä aineet ovat eläin- ja kasviperäisiä polymeerejä, joilla on ratkaiseva merkitys solujen ja niiden rakenteiden rakentamisessa, mikä tuottaa aineenvaihduntaa, fotosynteesiä, hengitystä, ravitsemusta ja kaikkia elintärkeitä elintoimintoja.

On vaikea yliarvioida tällaisten yhdisteiden merkitystä. Biopolymeerit ovat luonnollisia alkuperää olevia luonnollisia aineita, jotka on muodostettu eläviin organismeihin ja ovat pohjimmiltaan koko planeettomme elämää. Mitkä ovat niihin liittyvät yhteydet?

Solun biopolymeerit

On paljon niitä. Niinpä tärkeimmät biopolymeerit ovat seuraavat:

• proteiinit;
• polysakkaridit;
• Nukleiinihapot (DNA ja RNA).

Niiden lisäksi tässä on myös monia sekapolymeerejä, jotka on muodostettu jo luetelluista yhdistelmistä. Esimerkiksi lipoproteiinit, lipopolysakkaridit, glykoproteiinit ja muut.

Yhteiset ominaisuudet

Voimme erottaa useita ominaisuuksia, jotka ovat luontaisia kaikissa tarkasteltavissa oleville molekyyleille. Esimerkiksi biopolymeerien seuraavat yleiset ominaisuudet:

• Suuri molekyylimassa, joka johtuu valtavien makrogeenien muodostumisesta, jotka haarautuvat kemiallisessa rakenteessa;
• Makromolekyylien sidokset (vety, ioniset vuorovaikutukset, sähköstaattinen vetovoima, disulfidisillat, peptidisidokset jne.);
• Kunkin ketjun rakenteellinen yksikkö on monomeeriyksikkö;
• Stereoregulariteetti tai sen puuttuminen ketjun rakenteessa.

Yleisesti ottaen kaikilla biopolymeereillä on yhä enemmän rakenteellisia ja toiminnallisia eroja kuin samankaltaisuudet.

proteiineja

Proteiinimolekyyleillä on äärimmäisen suuri merkitys elollisten elämässä. Tällaiset biopolymeerit ovat koko biomassan perusta. Loppujen lopuksi, jopa Oparin-Haldane-teorian mukaan, elämä maapallolla on peräisin koacervaattipikasta, joka oli proteiini.

Näiden aineiden rakenne tukee tiukkaa järjestystä rakenteessa. Jokaisen proteiinin perustana ovat aminohappotähteet, jotka pystyvät muodostamaan toisiinsa ketjun pituudeltaan rajoittamattoman. Tämä tapahtuu erityisten sidosten - peptidisidosten muodostamisen avulla. Tällainen sidos muodostuu neljän elementin välillä: hiili, happi, typpi ja vety.

Proteiinimolekyylin koostumus voi sisältää paljon aminohappotähteitä, jotka ovat identtisiä ja erilaisia (useita kymmeniä tuhansia tai enemmän). Näissä yhdisteissä olevien aminohappojen kokonaismäärä on 20. Kuitenkin niiden monipuolinen yhdistelmä mahdollistaa proteiinin kukoistuksen kvantitatiivisesti ja lajeittain.

Proteiinien biopolymeereillä on erilainen spatiaalinen konformaatio. Siten kukin edustaja voi esiintyä primäärisen, sekundaarisen, tertiäärisen tai kvaternaarisen rakenteen muodossa.

Yksinkertaisin ja lineaarinen niistä on ensisijainen. Se on yksinkertaisesti sarja aminohapposekvenssejä, jotka liittyvät toisiinsa.

Toissijainen konformaatio eroaa monimutkaisemmasta rakenteesta, koska proteiinin kokonais makrokansi alkaa liukua yhteen muodostaen keloja. Kaksi läheistä makrostruktuuria pidetään lähellä toisiaan johtuen niiden atomien ryhmien välisistä kovalenttisista ja vetyvuorovaikutuksista. Proteiinien sekundäärirakenteesta on alfa- ja beta-heliskejä.

Tertiäärinen rakenne on proteiinin kiertynyt makromolekyyli (polypeptidiketju). Erittäin monimutkainen vuorovaikutussuhde verkon sisällä antaa sen olevan riittävän vakaa ja pitää hyväksytty lomake.

Kvaternaarinen konformaatio on polypeptidiketjujen joukko, joka kierretään ja kierretään palloon, joka muodostaa myös erilaisia tyyppejä. Monimutkainen globulaarinen rakenne.

Proteiinimolekyylien tehtävät

1. Liikkuminen. Sitä suorittavat proteiinisolut, jotka muodostavat plasmamembraanin. Ne muodostavat ionikanavat, joiden kautta nämä tai muut molekyylit voivat kulkea. Myös monet proteiinit ovat osa protozoan ja bakteerien liikkumisen organoideja, joten ne ottavat suoraa osaa niiden liikkeistä.
2. Nämä molekyylit suorittavat energiafunktio hyvin aktiivisesti. Yksi gramma proteiineja aineenvaihduntaprosessissa muodostaa 17,6 kJ energiaa. Siksi näitä yhdisteitä sisältävien kasvi- ja eläinperäisten tuotteiden kulutus on elintärkeitä eläville organismeille.
3. Rakennustoiminto on proteiinimolekyylien osallistuminen useimpien solurakenteiden, itse solujen, kudosten, elinten ja niin edelleen. Lähes jokin solu perustuu näihin molekyyleihin (sytoplasman sytoskeletoni, plasmamembraani, ribosomi, mitokondriot ja muut rakenteet osallistuvat proteiiniyhdisteiden muodostumiseen).
4. Katalyyttinen toiminta toteutetaan entsyymeillä, jotka niiden kemiallisella luonteella ovat vain proteiineja. Ilman entsyymejä biokemialliset reaktiot elimistössä olisivat mahdottomia, koska ne ovat biologisia katalyyttejä elävissä järjestelmissä.
5. Reseptori (myös signaali) -toiminto auttaa soluja suuntaamaan itsensä ja reagoimaan oikein kaikkiin mekaanisiin ja kemiallisiin muutoksiin ympäristössä.

Jos tarkastellaan proteiineja syvemmälle, voimme tunnistaa joitain toissijaisia toimintoja. Kuitenkin luetellut ovat tärkeimmät.

Nukleiinihapot

Tällaiset biopolymeerit ovat tärkeä osa jokaista solua, olipa se prokaryoottinen tai eukaryoottinen. Loppujen lopuksi nukleiinihapot ovat DNA-molekyylejä (deoksiribonukleiinihappo) ja RNA: ta (ribonukleiinihappoa), joista jokainen on hyvin tärkeä linkki eläville asioille.

Niiden kemiallisessa luonteessa DNA ja RNA ovat nukleotidisekvenssejä, jotka ovat sitoutuneet vetysidoksilla ja fosfaattisiltoilla. DNA-koostumus sisältää sellaiset nukleotidit kuin:

• adeniini;
• tyrniini;
• guaniini;
• sytosiini;
• Viisi hiilidioksidista deoksiriboosia.

RNA eroaa siinä, että tymiini korvataan uracililla ja sokerilla riboosilla.

Erityisen organisatorisen organisaation ansiosta DNA-molekyylit kykenevät suorittamaan useita elintärkeitä toimintoja. RNA: lla on myös suuri rooli solussa.

Tällaisten happojen tehtävät

Nukleiinihapot ovat biopolymeerejä, jotka vastaavat seuraavista toiminnoista:

1. DNA on geneettisen tiedon haltija ja lähetin elävien organismien soluissa. Prokaryooteissa tämä molekyyli jakautuu sytoplasmaan. Eukaryoottisolussa sijaitsee ytimen sisällä, erotettu karyolemma.
2. Kaksoisjuosteinen DNA-molekyyli jaetaan osioihin - geeneihin, jotka muodostavat kromosomin rakenteet. Kunkin luodun geenit muodostavat erityisen geneettisen koodin, jossa kaikki organismin merkit salataan.
3. RNA on kolmesta tyypistä - matriisista, ribosomaaleista ja kuljetuksista. Ribosomali osallistuu proteiinimolekyylien synteesiin ja kokoonpanoon sopivissa rakenteissa. Matriisi ja kuljetus kuljettavat tietoa DNA: lta ja tulkitsevat sen biologisen merkityksen.

polysakkaridit

Nämä yhdisteet ovat pääasiassa kasvipolymeerejä eli niitä löytyy kasvien edustajien soluista. Erityisen runsaasti polysakkarideja ovat niiden soluseinä, joka sisältää selluloosaa.

Kemiallisen luonteensa vuoksi polysakkaridit ovat monimutkaisten hiilihydraattien makromolekyylejä. Ne voivat olla lineaarisia, kerrostettuja, ristisilloitettuja konformaatioita. Monomeerit ovat yksinkertaisia viisi, useammin kuuden hiilen sokereita - riboosia, glukoosia ja fruktoosia. Ne ovat erittäin tärkeitä eläville olentoille, koska ne ovat osa soluja, ne ovat kasvien vararuoan ravintoaineita, ja ne jakautuvat suuren energian vapautumisen avulla.

Eri edustajien merkitys

Erittäin tärkeitä ovat biologiset polymeerit, kuten tärkkelys, selluloosa, inuliini, glykogeeni, kitsiini ja muut. Ne ovat tärkeitä energianlähteitä elävissä organismeissa.

Siksi selluloosa on pakollinen osa kasvien soluseinää, jotkut bakteerit. Antaa voimaa, tiettyä muotoa. Ihmisen teollisuudessa sitä käytetään paperin, arvokkaiden asetaattikuitujen tuottamiseen.

Tärkkelys on ravintoaineen ravintoaine, joka on myös ihmisille ja eläimille arvokas elintarvike.

Glykogeeni tai eläinrasva on ravintoaine eläimille ja ihmisille. Se suorittaa lämpöeristeen, energianlähteen, mekaanisen suojan toiminnot.

Sekoitetut biopolymeerit elävien olentojen koostumuksessa

Tutkittujen lisäksi on olemassa myös erilaisia yhdistelmiä suurmolekyylisistä yhdisteistä. Tällaiset biopolymeerit ovat monimutkaisia sekarakenteita proteiineista ja lipideistä (lipoproteiineista) tai polysakkarideista ja proteiineista (glykoproteiineista). Myös lipidien ja polysakkaridien (lipopolysakkaridien) yhdistelmä on mahdollinen.

Jokaisella näistä biopolymeereistä on monia lajikkeita, jotka elävät olentoissa useita tärkeitä toimintoja: liikenne, signaali, reseptori, säätely, entsymaattinen, rakentaminen ja monet muut. Niiden rakenne on kemiallisesti hyvin monimutkainen ja kaukana kaikista edustajista, joten toimintoja ei ole täysin määritelty. Nykyään tunnetaan vain yleisimpiä, mutta merkittävä osa on edelleen ihmisten tietämyksen rajoissa.