Biologiniai polimerai: baltymai, angliavandeniai, lipidai

Davidas Freundas/Stockbyte/Getty Images

Biologiniai polimerai yra didelės molekulės, sudarytos iš daugybės panašių mažesnių molekulių, sujungtų grandinės būdu. Atskiros mažesnės molekulės vadinamos monomerai . Kai mažos organinės molekulės yra sujungtos, jos gali sudaryti milžiniškas molekules arba polimerus. Šios milžiniškos molekulės dar vadinamos makromolekulėmis. Statybai naudojami natūralūs polimerai audinių ir kiti komponentai gyvieji organizmai .

Paprastai tariant, visos makromolekulės gaminamos iš nedidelio maždaug 50 monomerų rinkinio. Skirtingos makromolekulės skiriasi dėl šių monomerų išsidėstymo. Keičiant seką, galima pagaminti neįtikėtinai daug įvairių makromolekulių. Nors polimerai yra atsakingi už molekulinį organizmo „unikalumą“, įprasti monomerai yra beveik universalūs.

Makromolekulių formos kitimas daugiausia lemia molekulinę įvairovę. Didelė dalis skirtumų, atsirandančių tiek organizme, tiek tarp organizmų, galiausiai gali būti siejama su makromolekulių skirtumais. Makromolekulės gali skirtis nuo ląstelė į ląsteles tame pačiame organizme, taip pat iš vienos rūšies į kitą.

01 iš 03

Biomolekulės

MOLEKUUL / MOKSLO FOTO BIBLIOTEKA / Getty Images

Yra keturios pagrindinės biologinių makromolekulių rūšys: angliavandeniai, lipidai, baltymai ir nukleino rūgštys. Šie polimerai yra sudaryti iš skirtingų monomerų ir atlieka skirtingas funkcijas.

Angliavandeniai :molekulės, sudarytos iš cukraus monomerų. Jie būtini energijos kaupimui. Angliavandeniai dar vadinami sacharidais, o jų monomerai – monosacharidais. Gliukozė yra svarbus monosacharidas, kuris suskaidomas per ląstelinis kvėpavimas naudoti kaip energijos šaltinį. Krakmolas yra polisacharido pavyzdys (daug sacharidų susijungę) ir yra gliukozės kaupimosi forma augalai . Lipidai :vandenyje netirpios molekulės, kurios gali būti klasifikuojamos kaipriebalų, fosfolipidai , vaškai ir steroidai . Riebalų rūgštys yra lipidų monomerai, sudaryti iš angliavandenilių grandinės su karboksilo grupe, pritvirtinta prie galo. Riebalų rūgštys sudaro sudėtingus polimerus, tokius kaip trigliceridai, fosfolipidai ir vaškai. Steroidai nelaikomi tikrais lipidų polimerais, nes jų molekulės nesudaro riebalų rūgščių grandinės. Vietoj to, steroidai yra sudaryti iš keturių lydyto anglies žiedo struktūrų. Lipidai padeda kaupti energiją, minkština ir saugo organai , izoliuoti korpusą ir formuoti ląstelių membranos . Baltymai :biomolekulės, galinčios sudaryti sudėtingas struktūras. Baltymai susideda iš amino rūgštis monomerų ir turi daug įvairių funkcijas įskaitant molekulių transportavimą ir Raumuo judėjimas. Kolagenas, hemoglobinas, antikūnų , o fermentai yra baltymų pavyzdžiai. Nukleino rūgštys :molekulės, susidedančios iš nukleotidų monomerų, sujungtų tarpusavyje, kad sudarytų polinukleotidų grandines. DNR ir RNR yra nukleorūgščių pavyzdžiai. Šiose molekulėse yra instrukcijos baltymų sintezė ir leisti organizmams perduoti genetinę informaciją iš vienos kartos į kitą.

02 iš 03

Polimerų surinkimas ir išmontavimas

MAURIZIO DE ANGELIS / MOKSLO NUOTRAUKŲ BIBLIOTEKA / Getty Images

Nors skirtinguose organizmuose aptinkami biologinių polimerų tipai skiriasi, cheminiai jų surinkimo ir išmontavimo mechanizmai visuose organizmuose iš esmės yra vienodi.

Monomerai paprastai yra sujungti per procesą, vadinamą dehidratacijos sinteze polimerai yra išardomi per procesą, vadinamą hidrolize. Abi šios cheminės reakcijos apima vandenį.

Dehidratacijos sintezėje susidaro ryšiai, jungiantys monomerus kartu prarandant vandens molekules. Hidrolizės metu vanduo sąveikauja su polimeru, dėl kurio nutrūksta ryšiai, jungiantys monomerus vienas su kitu.

03 iš 03

Sintetiniai polimerai

MirageC / Getty Images

Skirtingai nuo natūralių polimerų, kurie randami gamtoje, sintetiniaipolimeraiyra pagaminti žmonių. Jie gaunami iš naftos aliejaus ir apima tokius produktus kaip nailonas, sintetinė guma, poliesteris, teflonas, polietilenas ir epoksidas.

Sintetiniai polimerai naudojami įvairiais būdais ir plačiai naudojami namų apyvokos gaminiuose. Šie produktai yra buteliai, vamzdžiai, plastikiniai indai, izoliuoti laidai, drabužiai, žaislai ir nepridegančios keptuvės.