Biopolymers ni ... Kupanda polymers

Idadi kubwa ya misombo mbalimbali ya asili ya asili ya kemikali iliweza kuunganisha katika hali ya maabara. Hata hivyo, sawa, muhimu zaidi na muhimu kwa maisha ya mifumo yote ya maisha yalikuwa, kuna na itabaki dutu asili, asili. Hiyo ni, molekuli hizo zinazohusika katika maelfu ya athari za biochemical ndani ya viumbe na zinawajibika kwa kazi zao za kawaida.

Wengi wao ni wa kikundi kinachoitwa "polima za kibaiolojia."

Jumuiya ya jumla ya wataalamu

Kwanza kabisa, ni lazima ilisemekane kwamba misombo hii yote ni ya juu-Masi, na kuwa na wingi kufikia mamilioni ya Daltons. Dutu hizi ni polima za wanyama na za mboga ambazo zina jukumu kubwa katika ujenzi wa seli na miundo yao, kutoa kimetaboliki, photosynthesis, kupumua, lishe na kazi nyingine zote muhimu za viumbe hai.

Ni vigumu kuzingatia umuhimu wa misombo hiyo. Biopolymers ni vitu vya kawaida vya asili, viliumbwa katika viumbe hai na ni msingi wa maisha yote duniani. Je, ni uhusiano gani maalum kwao?

Biopolymers ya seli

Kuna mengi yao. Hivyo, biopolymers kuu ni yafuatayo:

• Protini;
• Polysaccharides;
• Nucleic asidi (DNA na RNA).

Mbali nao, polymers nyingi zilizochanganywa zilizoundwa kutoka kwa mchanganyiko wa tayari zilizoorodheshwa pia zinajumuishwa hapa. Kwa mfano, lipoproteins, lipopolysaccharides, glycoproteini na wengine.

Proper Properties

Tunaweza kutofautisha vipengele kadhaa ambavyo vinahusika katika molekuli zote zinazozingatiwa. Kwa mfano, mali kuu yafuatayo ya biopolymers:

• Masi kubwa ya molekuli kutokana na kuundwa kwa macrochains kubwa na matawi katika muundo wa kemikali;
• Aina ya vifungo katika macromolecules (hidrojeni, mwingiliano wa ionic, kivutio cha umeme, madaraja ya disulfide, vifungo vya peptidi, nk);
• Kitengo cha kimuundo cha kila mlolongo ni kitengo cha monomer;
• Uhaba au kutokuwepo kwao katika muundo wa mlolongo.

Lakini kwa ujumla, biopolymers bado wana tofauti zaidi katika muundo na kazi kuliko kufanana.

Protini

Molekuli za protini zina umuhimu mkubwa katika maisha ya vitu vilivyo hai. Viumbe hivyo ni msingi wa majani yote. Baada ya yote, hata kulingana na nadharia ya Oparin-Haldane, uhai duniani ulitoka kwenye droplet ya coacervate, ambayo ilikuwa protini.

Mfumo wa dutu hizi hutii amri kali katika muundo. Msingi wa kila protini ni mabaki ya asidi ya amino, ambayo yanaweza kuunganisha kila mmoja kwa urefu wa mnyororo usio na kikomo. Hii hutokea kwa kuundwa kwa vifungo maalum - vifungo vya peptide. Bango hilo linaundwa kati ya vipengele vinne: kaboni, oksijeni, nitrojeni na hidrojeni.

Utungaji wa molekuli ya protini unaweza kuhusisha mabaki mengi ya amino asidi, sawa na tofauti (makumi kadhaa ya maelfu na zaidi). Idadi ya asidi ya amino inayopatikana katika misombo hii ni 20. Hata hivyo, mchanganyiko wao unawezesha protini kuongezeka kwa kiasi kikubwa na aina ya hekima.

Biopolymers ya protini zina muundo tofauti wa spatial. Hivyo, kila mwakilishi anaweza kuwepo kwa mfumo wa msingi, sekondari, elimu ya juu au ya quaternary.

Rahisi na mstari wao ni moja ya msingi. Ni mfululizo wa utaratibu wa amino asidi kushikamana kwa kila mmoja.

Conformation ya sekondari inajulikana na muundo tata zaidi, kwa kuwa jumla ya macrochain ya protini huanza coalesce, kutengeneza coils. Miundo miwili ya jirani inachukuliwa karibu kwa kila mmoja kwa sababu ya ushirikiano unaofanana na hidrojeni kati ya makundi ya atomi zao. Kuna heli ya alpha na beta ya muundo wa sekondari wa protini.

Muundo wa juu ni macromolecule coiled moja (mnyororo polypeptide) ya protini. Mtandao unao ngumu sana wa ushirikiano ndani ya giza iliyotolewa unawezesha kuwa imara imara na kuweka fomu iliyokubalika.

Conformation quaternary ni mfululizo wa minyororo polypeptide, coiled na inaendelea katika mpira, ambayo pia kuunda vifungo mbalimbali ya aina mbalimbali. Muundo wa globular ngumu zaidi.

Kazi za molekuli za protini

1. Usafiri. Inafanywa na seli za protini ambazo hufanya utando wa plasma. Nio ambao huunda njia za ion kupitia ambayo haya au molekuli nyingine zinaweza kupita. Pia, protini nyingi ni sehemu ya organoids ya harakati za protozoa na bakteria, hivyo huchukua sehemu moja kwa moja katika harakati zao.
2. Kazi ya nishati inafanywa kikamilifu na molekuli hizi. Gramu moja ya protini katika mchakato wa metabolism aina 17.6 kJ ya nishati. Kwa hiyo, matumizi ya bidhaa za mimea na wanyama zilizo na misombo hii ni muhimu kwa viumbe hai.
3. Kazi ya ujenzi ni ushiriki wa molekuli za protini katika ujenzi wa miundo mingi ya seli, seli wenyewe, tishu, viungo, na kadhalika. Karibu kiini chochote kinatokana na molekuli hizi (cytoskeleton ya cytoplasm, plasma membrane, ribosome, mitochondria na miundo mingine ni kushiriki katika malezi ya misombo ya protini).
4. Kazi ya kichocheo inafanywa na enzymes, ambayo kwa asili ya kemikali yao sio zaidi ya protini. Bila enzymes, haiwezekani kwa athari nyingi za biochemical katika mwili, kwa kuwa ni kichocheo cha kibiolojia katika mifumo ya maisha.
5. Kazi ya kupokeza (pia ishara) husaidia seli kuelekea na kuitikia kwa usahihi kwa mabadiliko yoyote katika mazingira, wote mitambo na kemikali.

Ikiwa tunazingatia protini kwa kina zaidi, tunaweza kutambua kazi za sekondari. Hata hivyo, waliotajwa nio kuu.

Nucleic Acids

Viumbe hivyo ni sehemu muhimu ya kila seli, iwe ni prokaryotic au eukaryotic. Baada ya yote, asidi nucleic ni molekuli za DNA (deoxyribonucleic acid) na RNA (ribonucleic asidi), ambayo kila mmoja ni kiungo muhimu sana kwa vitu vilivyo hai.

Katika asili yao ya kemikali, DNA na RNA ni utaratibu wa nucleotide unaohusishwa na vifungo vya hidrojeni na madaraja ya phosphate. Utungaji wa DNA unajumuisha nucleotidi kama vile:

• Adenine;
• Nzuri;
• Guanine;
• Cytosine;
• Tano-kaboni sukari deoxyribose.

RNA inatofautiana katika thymine hiyo inabadilishwa na uracil, na sukari - na ribose.

Kutokana na shirika maalum la kimuundo, molekuli za DNA zinaweza kufanya kazi nyingi muhimu. RNA pia ina jukumu kubwa katika seli.

Kazi za asidi kama hizo

Nucleic asidi ni biopolymers kuwajibika kwa kazi zifuatazo:

1. DNA ni mlinzi na mtoaji wa habari za maumbile katika seli za viumbe hai. Katika prokaryotes molekuli hii inashirikiwa kwenye cytoplasm. Katika seli ya eukaryotiki iko ndani ya kiini, ikitenganishwa na karyolemma.
2. Molekuli ya DNA iliyopigwa mara mbili imegawanywa katika sehemu - jeni zinazounda miundo ya chromosomu. Jeni la kila kiumbe huunda kanuni maalum ya maumbile, ambayo ishara zote za viumbe zimefichwa.
3. RNA ni ya aina tatu - matrix, ribosomal na usafiri. Ribosomal inashiriki katika awali na mkusanyiko wa molekuli za protini kwenye miundo sahihi. Matrix na usafiri hubeba habari kutoka kwa DNA na kuelezea maana yake ya kibiolojia.

Polysaccharides

Mchanganyiko haya hupanda sana polima, yaani, hupatikana katika seli za wawakilishi wa flora. Hasa matajiri katika polysaccharides ni ukuta wa seli zao , ambayo ina selulosi.

Katika asili yao ya kemikali, polysaccharides ni macromolecules ya wanga tata. Wanaweza kuwa mstari wa mstari, uliovua, unaohusishwa na msalaba. Monomers ni rahisi tano-, mara nyingi zaidi sukari sita za kaboni - ribose, glucose, fructose. Wao ni muhimu sana kwa viumbe hai, kwa vile wao ni sehemu ya seli, ni mimea ya hifadhi ya mimea, yanagawanywa na kutolewa kwa kiasi kikubwa cha nishati.

Umuhimu wa wawakilishi tofauti

Muhimu sana ni polimia za kibiolojia kama wanga, cellulose, inulini, glycogen, chitin na wengine. Ni vyanzo muhimu vya nishati katika viumbe hai.

Hivyo, cellulose ni sehemu ya lazima ya ukuta wa seli za mimea, bakteria. Inatoa nguvu, fomu fulani. Katika sekta ya binadamu, hutumiwa kuzalisha karatasi, nyuzi za thamani za acetate.

Wanga ni virutubisho vya mmea wa hifadhi, ambayo pia ni bidhaa muhimu ya chakula kwa wanadamu na wanyama.

Glycogen, au mafuta ya wanyama, ni virutubisho wa hifadhi kwa wanyama na wanadamu. Inafanya kazi za insulation ya mafuta, chanzo cha nishati, ulinzi wa mitambo.

Mixed biopolymers katika muundo wa viumbe hai

Mbali na yale tuliyoyachunguza, pia kuna mchanganyiko mbalimbali wa misombo ya juu-Masi. Vipengele vilivyotokana na aina hiyo ni miundo mchanganyiko mchanganyiko kutoka kwa protini na lipids (lipoproteins) au kutoka kwa polysaccharides na protini (glycoproteins). Mchanganyiko wa lipids na polysaccharides (lipopolysaccharides) pia inawezekana.

Kila mmoja wa viumbe hawa ana aina nyingi zinazofanya katika viumbe hai kazi kadhaa muhimu: usafiri, signal, receptor, udhibiti, enzymatic, ujenzi, na wengine wengi. Mfumo wao ni wa kifahari sana na haujapoteuliwa kwa wawakilishi wote, kwa hiyo, kazi hazitambui kabisa. Leo, ni ya kawaida tu inayojulikana, lakini sehemu muhimu inabaki zaidi ya mipaka ya ujuzi wa binadamu.