Makromolekyler egenskaper, typer, funktioner och exempel

De Makromolekyler De är stora molekyler - i allmänhet mer än 1.000 atomer - bildas av föreningen av struktureringsblock eller mindre monomerer. I levande varelser hittar vi fyra typer av huvudmakromolekyler: nukleinsyror, lipider, kolhydrater och proteiner. Det finns också andra av syntetiskt ursprung, till exempel plast.

Varje typ av biologisk makromoles.

Källa: Pixabay.com

När det gäller deras funktion lagrar och lipider kolhydrater och lipider så att cellen utför sina kemiska reaktioner och används också som strukturella komponenter.

Proteiner har också strukturella funktioner, förutom att de är molekyler med katalys och transportkapacitet. Slutligen lagrar nukleinsyror genetisk information och deltar i proteinsyntes.

Syntetiska makromolekyler följer samma struktur för en biologisk: många länkade monomerer för att bilda en polymer. Exempel på detta är polyeten och nylon. Syntetiska polymerer används ofta i branschen för tillverkning av tyger, plast, isolatorer etc.

[TOC]

Egenskaper

Storlek

Som namnet antyder är en av de distinkta egenskaperna hos makromolekyler deras stora storlek. De bildas av minst 1.000 atomer, förenade av kovalenta bindningar. I denna typ av länk delar atomerna som är involverade i unionen elektronerna på den sista nivån.

Konstitution

En annan term som används för att hänvisa till makromolekyler är polymer ("många delar"), som är bildade av upprepade enheter som heter monomerer ("en del"). Dessa är de strukturella enheterna för makromolekyler och kan vara desamma eller annorlunda än varandra, beroende på fallet.

Vi kunde använda Lego Children's Game Analogy. Var och en av bitarna representerar monomererna, och när vi går med dem för att bilda olika strukturer får vi polymeren.

Om monomererna är desamma är polymeren en homopolymer; Och om de är olika kommer det att vara en heteropolymer.

Det finns också en nomenklatur för att utse polymeren beroende på dess längd. Om molekylen är bildad av några subenheter kallas oligomer. Till exempel, när vi vill hänvisa till en liten nukleinsyra, kallar vi det oligonukleotid.

Strukturera

Med tanke på den otroliga mångfalden av makromolekyler är det svårt att skapa en allmän struktur. "Skelettet" av dessa molekyler bildas av deras motsvarande monomerer (socker, aminosyror, nukleotider etc.), och de kan grupperas linjärt, grenade eller ta mer komplexa former.

Som vi kommer att se senare kan makromolekyler vara av biologiskt eller syntetiskt ursprung. De förstnämnda har oändliga funktioner i levande varelser, och den andra används allmänt av samhället - till exempel plast, till exempel.

Biologiska makromolekyler: Funktioner, struktur och exempel

I organiska varelser hittar vi fyra grundläggande typer av makromolekyler, som utför ett enormt antal funktioner, vilket möjliggör utveckling och stöd för livet. Dessa är proteiner, kolhydrater, lipider och nukleinsyror. Därefter kommer vi att beskriva dess mest relevanta egenskaper.

Proteiner

Proteiner är makromolekyler vars strukturella enheter är aminosyror. I naturen hittar vi 20 typer av aminosyror.

Strukturera

Dessa monomer₂), en karboxylgrupp (COOH) och en R -grupp.

Det kan tjäna dig: Guanosín Triffosphate (GTP): Struktur, syntes, funktioner

De 20 typerna av aminosyror skiljer sig från varandra endast i R -gruppens identitet. Denna grupp varierar i sin kemiska natur, att kunna hitta grundläggande aminosyror, syror, neutrala, med långa, korta och aromatiska kedjor, bland andra, bland andra.

Aminosyrarester förblir förenade av varandra av peptidlänkar. Arten av aminosyror kommer att bestämma arten och egenskaperna hos det resulterande proteinet.

Den linjära aminosyrasekvensen representerar den primära strukturen för proteiner. Då är dessa vik- och grupp i olika mönster, som bildar de sekundära, tertiära och kvartära strukturerna.

Fungera

Proteiner uppfyller olika funktioner. Vissa fungerar som biologiska katalysatorer och kallas enzymer; Vissa är strukturella proteiner, såsom keratin närvarande i hår, naglar, etc.; Och andra utför transportfunktioner, till exempel hemoglobin i våra röda blodkroppar.

Nukleinsyror: DNA och RNA

Den andra typen av polymer som är en del av levande varelser är nukleinsyror. I detta fall är strukturella enheter inte aminosyror som i proteiner, men är monomerer som kallas nukleotider.

Strukturera

Nukleotiderna som består av en fosfatgrupp, ett fem -kolsocker (molekylens centrala komponent) och en kvävebas.

Det finns två typer av nukleotider: ribonukleotiderna och deoxyribonukleotiderna, som varierar i termer av centralt socker. De första är de strukturella komponenterna i ribonukleinsyra eller RNA, och de senare de av deoxyribonukleisk eller DNA -syra.

I båda molekylerna förblir nukleotider förenade tillsammans med en fosfodiésterbindning - motsvarande peptidlänken som håller proteiner tillsammans.

De strukturella komponenterna i DNA och RNA är liknande olika i dess struktur, eftersom RNA finns i form av ett enda band och dubbelband -DNA.

Fungera

RNA och DNA är de två typerna av nukleinsyror som vi hittar i levande varelser. RNA är en multifunktionell, dynamisk molekyl, som förekommer i olika strukturella konformationer och deltar i proteinsyntes och reglering av genuttryck.

DNA är den makromolekyl som ansvarar för att lagra all genetisk information om en organisme, nödvändig för dess utveckling. Alla våra celler (med undantag för mogna röda blodkroppar) har lagrat i sin kärna, på ett mycket kompakt och organiserat sätt, det genetiska materialet.

Kolhydrater

Kolhydrater, även kända som kolhydrater eller helt enkelt som sockerarter, är makromolekyler som bildas av block som kallas monosackarider (bokstavligen "ett socker").

Strukturera

Den molekylära formeln för kolhydrater är (Cho₂ANTINGEN)_n. Värdet av n Det kan variera från 3, att det enklaste sockret, till tusentals i de mest komplexa kolhydraterna, som är ganska varierande när det gäller längd.

Dessa monomerer har förmågan att polymerisera med varandra genom en reaktion som involverar två hydroxylgrupper, vilket resulterar i bildandet av en kovalent bindning som kallas glukosidbindning.

Denna bindning håller kolhydrater på samma sätt som peptidbindningar och fosfodiésterbindningar håller proteinerna respektive nukleinsyror.

Emellertid förekommer peptid- och fosfodiésterlänkar i specifika områden i monomererna som utgör dem, medan glukosidbindningar kan bildas med vilken hydroxylgrupp som helst.

Det kan tjäna dig: Urea Cycle: Steges, EnzyMes, Function, Regulation

Som vi nämnde i föregående avsnitt betecknas små makromolekyler med prefixet Oligo. När det gäller små kolhydrater används termen oligosackarider, om de bara är två länkade monomerer är det en disackarid, och om de är större, polysackarider.

Fungera

Sockerarter är grundläggande makromolekyler för livet, eftersom de uppfyller energi och strukturella funktioner. Dessa ger den kemiska energi som krävs för att öka ett viktigt antal reaktioner i cellerna och används som "bränsle" av levande varelser.

Andra kolhydrater, såsom glykogen, tjänar till att lagra energi, så att cellen kan ta till den vid behov.

De har också strukturella funktioner: de är en del av andra molekyler, såsom nukleinsyror, cellväggar i vissa organismer och insektsexoskeletoner.

I växter och i vissa protister, till exempel, hittar vi ett komplext kolhydrat som kallas cellulosa, bildas endast från glukosenheter. Denna molekyl är oerhört rik på jorden, eftersom den finns i cellväggarna i dessa organismer och i andra stödstrukturer.

Lipider

"Lipid" är en term som används för att omfatta ett stort antal apolära eller hydrofoba molekyler (med fobi eller vattenavstötning) bildad av kolkedjor. Till skillnad från de tre nämnda molekylerna, proteiner, nukleinsyror och kolhydrater, finns det ingen punktmonomer för lipider.

Strukturera

Ur strukturell synvinkel kan en lipid förekomma på flera sätt. Såsom bildas av kolväten (C-H) laddas inte länkarna delvis, så de är inte lösliga i polära lösningsmedel såsom vatten. De kan emellertid lösas i andra typer av icke -polära lösningsmedel som bensen.

En fettsyra består av de nämnda kolvätekedjorna och en karboxylgrupp (COOH) som en funktionell grupp. Generellt innehåller en fettsyra 12 till 20 kolatomer.

Fettsyrakedjor kan vara mättade när alla kolhydrater förenas med enkla, omättade länkar, när det finns mer än en dubbelbindning inuti strukturen. Om den innehåller flera dubbelbindningar är det en fleromättad syra.

Typer av lipider enligt deras struktur

Det finns tre typer av lipider i cellen: steroider, fetter och fosfolipider. Steroider kännetecknas av en skrymmande struktur av fyra ringar. Kolesterol är det mest kända och är en viktig komponent i membranen, eftersom det styr fluiditeten hos samma.

Fetter består av tre förenade fettsyror med hjälp av en esterbindning till en molekyl som kallas glycerol.

Slutligen bildas fosfolipider av en glycerolmolekyl kopplad till en fosfatgrupp och två kedjor av fettsyror eller isoprenoider.

Fungera

Liksom kolhydrater fungerar lipider också som en energikälla för cellen och som komponenter i vissa strukturer.

Lipider har en oumbärlig funktion för alla levande former: de är en väsentlig beståndsdel av plasmamembranet. Dessa utgör den avgörande gränsen mellan de levande och inte levande, som fungerar som en selektiv barriär som bestämmer vad som kommer in och vad som inte kommer till cellen, tack vare dess semipermeabla egendom.

Kan tjäna dig: proline: egenskaper, struktur, funktioner, mat

Förutom lipider bildas membranen också av olika proteiner, som fungerar som selektiva transportörer.

Vissa hormoner (som kön) är lipid natur och är nödvändiga för utvecklingen av organismen.

Transport

I biologiska system transporteras makromolekyler mellan inre och utsidan av cellerna med processer som kallas endo och exocytos (de involverar bildning av vesiklar) eller med aktiv transport.

Endocytos täcker alla mekanismer som cellen använder för att uppnå inträde av stora partiklar och klassificeras som: fagocytos, när elementet till uppsluk är en fast partikel; Pinocytos, när den kommer in i extracellulär vätska; och endocytos, medierad av mottagarna.

De flesta av molekylerna som intas av denna rutt slutar sin väg i en organell som ansvarar för matsmältningen: lysosomen. Andra slutar i fagosom - som har fusionsegenskaper med lysosomer och bildar en struktur som kallas fagolisosomas.

På detta sätt hamnar det enzymatiska batteriet som finns i lysosomen med att förnedra makromolekylerna som initialt kom in. Monomererna som bildade dem (monosackarider, nukleotider, aminosyror) transporteras igen till cytoplasma, där de används för bildandet av nya makromolekyler.

Under tarmen finns celler som har specifika transportörer för absorption av varje makromolekyl som konsumerades i kosten. Till exempel används PEP1- och PEP2 -transportörer för proteiner och glukos SGLT.

Syntetiska makromolekyler

I syntetiska makromolekyler hittar vi också samma strukturella mönster som beskrivs för makromolekyler av biologiskt ursprung: små monomerer eller underenheter som är kopplade genom medielänkar för att bilda en polymer.

Det finns olika typer av syntetiska polymerer, som är den enklaste polyeten. Detta är en inert plast av kemisk formel₂-Ch₂ (kopplad av en dubbelbindning) ganska vanligt i branschen, eftersom det är ekonomiskt och enkelt att producera.

Som man kan se är strukturen för denna plast linjär och har ingen gren.

Polyuretan är en annan polymer som är helt används i branschen för tillverkning av skum och isolatorer. Vi kommer säkert att ha en svamp av detta material i våra kök. Detta material erhålls genom kondensation av hydroxylbaser blandade med element som kallas diisocianatos.

Det finns andra syntetiska polymerer med större komplexitet, såsom nylon (eller nilón). Inom dess egenskaper är det mycket resistent, med en märkbar elasticitet. Textilindustrin drar nytta av dessa egenskaper för tillverkning av vävnader, sår, lugnande, etc. Det används också av läkare för att utföra suturer.

Referenser

1. Berg, J. M., Stryer, L., & Tymoczko, J. L. (2007). Biokemi. Jag reverserade.
2. Campbell, m. K., & Farrell, s. ANTINGEN. (2011). Biokemi. Thomson. Brooks/Cole.
3. Devlin, t. M. (2011). Lärobok om biokemi. John Wiley & Sons.
4. Freeman, s. (2017). Biologisk vetenskap. Pearson Education.
5. Koolman, J., & Röhm, K. H. (2005). Biokemi: Text och Atlas. Ed. Pan -amerikansk medicin.
6. Moldaveanu, s. C. (2005). Analytisk pyrolys av syntetiska organiska polymerer (Vol. 25). Annars.
7. Moore, j. T., & Langley, r. H. (2010). Biokemi för dummies. John Wiley & Sons.
8. Mougies, v. (2006). Träningsbiokemi. Mänsklig kinetik.
9. Müller -esterl, w. (2008). Biokemi. Grundläggande för medicin och livsvetenskap. Jag reverserade.
10. Poortmans, J.R. (2004). Principer för träningsbiokemi. 3^Rd, Reviderad upplaga. Karare.
11. Voet, D., & Voet, J. G. (2006). Biokemi. Ed. Pan -amerikansk medicin.