MACROMOLECULES: MGA KATANGIAN, URI, PAG-ANDAR AT HALIMBAWA - BIOLOGY - 2026

Ang mga macromolecules ay malalaking molekula - sa pangkalahatan ay higit sa 1,000 mga atomo - na nabuo ng unyon ng mga monomer estructurares o mas maliit na mga bloke. Sa mga buhay na bagay, nakita namin ang apat na pangunahing uri ng macromolecules: mga nucleic acid, lipids, karbohidrat at protina. Mayroon ding iba pang mga gawa ng tao, tulad ng plastik.

Ang bawat uri ng biological macromolecule ay binubuo ng isang tiyak na monomer, lalo na: mga nucleic acid sa pamamagitan ng mga nucleotide, mga karbohidrat sa pamamagitan ng monosaccharides, mga protina ng mga amino acid at lipids ng hydrocarbons ng variable na variable.

Pinagmulan: pixabay.com

Tungkol sa kanilang pag-andar, ang mga karbohidrat at lipids ay nag-iimbak ng enerhiya para sa cell upang maisagawa ang mga reaksiyong kemikal nito, at ginagamit din sila bilang mga sangkap na istruktura.

Ang mga protina ay mayroon ding mga pag-andar ng istruktura, bilang karagdagan sa pagiging mga molekula na may catalysis at kapasidad ng transportasyon. Panghuli, ang mga nucleic acid ay nag-iimbak ng impormasyong genetic at nakikilahok sa synt synthesis.

Ang mga sintetikong macromolecule ay sumusunod sa parehong istraktura bilang isang biological: maraming mga monomer na magkasama upang makabuo ng isang polimer. Ang mga halimbawa nito ay polyethylene at naylon. Ang mga sintetikong polimer ay malawakang ginagamit sa industriya para sa paggawa ng mga tela, plastik, pagkakabukod, atbp.

katangian

Laki

Tulad ng ipinahihiwatig ng pangalan, ang isa sa mga nakikilala na katangian ng macromolecules ay ang kanilang malaking sukat. Ang mga ito ay binubuo ng hindi bababa sa 1,000 mga atomo, na naka-link sa pamamagitan ng mga covalent bond. Sa ganitong uri ng bono, ang mga atom na kasangkot sa bono ay nagbabahagi ng mga electron ng huling antas.

Konstitusyon

Ang isa pang term na ginamit upang sumangguni sa macromolecules ay polimer ("maraming bahagi"), na binubuo ng paulit-ulit na mga yunit na tinatawag na monomer ("isang bahagi"). Ito ang mga istrukturang yunit ng macromolecules at maaaring pareho o magkakaiba sa bawat isa, depende sa kaso.

Maaari naming gamitin ang pagkakatulad ng laro ng mga bata ng Lego. Ang bawat isa sa mga piraso ay kumakatawan sa mga monomer, at kapag sinamahan namin sila upang makabuo ng iba't ibang mga istraktura nakuha namin ang polimer.

Kung ang mga monomer ay pareho, ang polimer ay isang homopolymer; at kung magkakaiba sila ay magiging isang heteropolymer.

Mayroon ding isang katawagan upang italaga ang polimer depende sa haba nito. Kung ang molekula ay binubuo ng ilang mga subunits ay tinatawag itong isang oligomer. Halimbawa, kapag nais naming sumangguni sa isang maliit na nucleic acid, tinawag namin itong isang oligonucleotide.

Istraktura

Dahil sa hindi kapani-paniwalang pagkakaiba-iba ng macromolecules, mahirap magtatag ng isang pangkalahatang istraktura. Ang "balangkas" ng mga molekulang ito ay nabuo sa pamamagitan ng kanilang kaukulang mga monomer (asukal, amino acid, nucleotides, atbp.), At maaari silang mapangkat sa isang linya, branched na paraan, o kumuha ng mas kumplikadong mga form.

Tulad ng makikita natin sa ibang pagkakataon, ang macromolecules ay maaaring mula sa biological o synthetic na pinagmulan. Ang dating ay may mga infinities ng mga pag-andar sa mga buhay na nilalang, at ang huli ay malawakang ginagamit ng lipunan - tulad ng plastik, halimbawa.

Biological macromolecules: function, istraktura at halimbawa

Sa mga organikong nilalang nakita namin ang apat na pangunahing uri ng macromolecules, na isinasagawa ang napakalawak na bilang ng mga pag-andar, na nagpapahintulot sa pag-unlad at pamumuhay ng buhay. Ito ang mga protina, karbohidrat, lipid, at mga nucleic acid. Ilalarawan namin ang mga pinaka may-katuturang katangian nito sa ibaba.

Protina

Ang mga protina ay mga macromolecules na ang mga yunit ng istruktura ay mga amino acid. Sa likas na katangian, nakita namin ang 20 mga uri ng mga amino acid.

Istraktura

Ang mga monomer na ito ay binubuo ng isang gitnang carbon atom (na tinatawag na alpha carbon) na naka-link sa pamamagitan ng covalent bond sa apat na magkakaibang grupo: isang hydrogen atom, isang amino group (NH ₂ ), isang carboxyl group (COOH) at isang R group.

Ang 20 uri ng mga amino acid ay naiiba sa bawat isa lamang sa pagkakakilanlan ng pangkat ng R. Ang pangkat na ito ay nag-iiba sa mga tuntunin ng kalikasan ng kemikal na ito, na makahanap ng pangunahing, acidic, neutral na mga amino acid, na may haba, maikli, at mabangong mga chain, bukod sa iba pa.

Ang mga residue ng amino acid ay pinagsama-sama ng mga bono ng peptide. Ang kalikasan ng mga amino acid ay matukoy ang kalikasan at katangian ng nagresultang protina.

Ang linear amino acid na pagkakasunud-sunod ay kumakatawan sa pangunahing istraktura ng mga protina. Pagkatapos ay ito ay nakatiklop at nakapangkat sa iba't ibang mga pattern, na bumubuo ng pangalawang, tersiyaryo at quaternary na istruktura.

Pag-andar

Naghahain ang mga protina ng iba't ibang mga pag-andar. Ang ilan ay nagsisilbing biological catalysts at tinawag na mga enzymes; ang ilan ay mga protina sa istruktura, tulad ng keratin na naroroon sa buhok, kuko, atbp .; at ang iba ay nagsasagawa ng mga pagpapaandar ng transportasyon, tulad ng hemoglobin sa loob ng aming mga pulang selula ng dugo.

Mga nuklear acid: DNA at RNA

Ang pangalawang uri ng polimer na bahagi ng mga nabubuhay na bagay ay mga nucleic acid. Sa kasong ito, ang mga yunit ng istruktura ay hindi mga amino acid tulad ng sa mga protina, ngunit ang mga monomer na tinatawag na nucleotides.

Istraktura

Ang mga nukleotide ay binubuo ng isang pangkat na pospeyt, isang limang asukal na asukal (ang gitnang sangkap ng molekula) at isang base ng nitrogen.

Mayroong dalawang uri ng mga nucleotide: ribonucleotides at deoxyribonucleotides, na nag-iiba sa mga tuntunin ng pangunahing asukal. Ang dating ay ang mga sangkap na istruktura ng ribonucleic acid o RNA, at ang huli ay ang mga deoxyribonucleic acid o DNA.

Sa parehong mga molekula, ang mga nucleotide ay gaganapin ng isang bono ng phosphodiester - katumbas ng peptide bond na magkakasamang humawak ng mga protina.

Ang mga sangkap na istruktura ng DNA at RNA ay magkatulad at naiiba sa kanilang istraktura, dahil ang RNA ay matatagpuan sa anyo ng isang solong banda at DNA sa isang dobleng banda.

Pag-andar

Ang RNA at DNA ay ang dalawang uri ng mga nucleic acid na matatagpuan natin sa mga nabubuhay na bagay. Ang RNA ay isang multifunctional, dynamic na molekula na lumilitaw sa iba't ibang mga istruktura ng istruktura at nakikilahok sa synthesis ng protina at sa regulasyon ng expression ng gene.

Ang DNA ay ang macromolecule na namamahala sa pag-iimbak ng lahat ng genetic na impormasyon ng isang organismo, kinakailangan para sa pag-unlad nito. Ang lahat ng aming mga cell (maliban sa mga mature red cells ng dugo) ay may genetic na materyal na nakaimbak sa kanilang nucleus, sa isang napaka-compact at organisadong paraan.

Karbohidrat

Ang mga karbohidrat, na kilala rin bilang karbohidrat o simpleng asukal, ay mga macromolecules na binubuo ng mga bloke ng gusali na tinatawag na monosaccharides (literal na "isang asukal").

Istraktura

Ang formula ng molekular na karbohidrat ay (CH ₂ O) _n . Ang halaga ng n ay maaaring mag-iba mula sa 3, para sa pinakasimpleng asukal, sa libu-libo para sa pinaka kumplikadong karbohidrat, na medyo variable sa mga tuntunin ng haba.

Ang mga monomer na ito ay may kakayahang mag-polimerize sa bawat isa sa pamamagitan ng isang reaksyon na kinasasangkutan ng dalawang pangkat ng hydroxyl, na nagreresulta sa pagbuo ng isang covalent bond na tinatawag na isang glycosidic bond.

Ang bond na ito ay naghahawak ng mga monomikong karbohidrat nang magkasama sa parehong paraan na ang mga peptide bond at mga phosphodiester bond ay may hawak na mga protina at nucleic acid, ayon sa pagkakabanggit.

Gayunpaman, ang mga bono ng peptide at phosphodiester ay nangyayari sa mga tiyak na lugar ng kanilang mga bumubuo ng monomer, habang ang mga glycosidic bond ay maaaring mabuo sa anumang pangkat na hydroxyl.

Tulad ng nabanggit namin sa nakaraang seksyon, ang maliit na macromolecules ay itinalaga kasama ang prefix oligo. Sa kaso ng maliit na karbohidrat, ginagamit ang term na oligosaccharides, kung sila ay dalawa lamang na monomer na naka-link ito ay isang disaccharide, at kung sila ay mas malaki, polysaccharides.

Pag-andar

Ang mga asukal ay pangunahing macromolecules para sa buhay, dahil natutupad nila ang enerhiya at mga istruktura na pag-andar. Nagbibigay ang mga ito ng enerhiya ng kemikal na kinakailangan upang magmaneho ng isang makabuluhang bilang ng mga reaksyon sa loob ng mga cell at ginagamit bilang "fuel" para sa mga nabubuhay na nilalang.

Ang iba pang mga karbohidrat, tulad ng glycogen, ay nagsisilbi upang mag-imbak ng enerhiya, upang ang cell ay maaaring gumuhit dito kung kinakailangan.

Mayroon din silang mga pag-andar sa istruktura: ang mga ito ay bahagi ng iba pang mga molekula, tulad ng mga nucleic acid, ang mga cell pader ng ilang mga organismo, at ang mga exoskeleton ng mga insekto.

Sa mga halaman at ilang mga protista, halimbawa, nakita namin ang isang kumplikadong karbohidrat na tinatawag na cellulose, na binubuo lamang ng mga yunit ng glucose. Ang molekulang ito ay hindi kapani-paniwalang sagana sa lupa, dahil naroroon sa mga pader ng cell ng mga organismo at sa iba pang mga sumusuporta sa mga istruktura.

Lipid

Ang "Lipid" ay isang term na ginamit upang isama ang isang malaking bilang ng mga nonpolar o hydrophobic molekula (na may phobia o repulsion sa tubig) na binubuo ng mga carbon chain. Hindi tulad ng tatlong mga molekula na nabanggit, ang mga protina, mga nucleic acid, at mga karbohidrat, walang solong monomer para sa mga lipid.

Istraktura

Mula sa isang istruktura na pananaw, ang isang lipid ay maaaring magpakita mismo sa maraming paraan. Tulad ng mga ito ay gawa sa mga hydrocarbons (CH), ang mga bono ay hindi bahagyang sisingilin, kaya hindi sila natutunaw sa mga polar solvent tulad ng tubig. Gayunpaman, maaari silang matunaw sa iba pang mga uri ng mga non-polar solvents tulad ng benzene.

Ang isang fatty acid ay binubuo ng nabanggit na hydrocarbon chain at isang carboxyl group (COOH) bilang isang functional group. Karaniwan, ang isang fatty acid ay naglalaman ng 12 hanggang 20 carbon atoms.

Ang mga fatty chain chain ay maaaring puspos, kapag ang lahat ng mga carbons ay magkakaugnay ng solong mga bono, o hindi puspos, kung higit sa isang dobleng bono ang naroroon sa loob ng istraktura. Kung naglalaman ito ng maraming dobleng mga bono, ito ay isang polyunsaturated acid.

Mga uri ng lipid ayon sa kanilang istraktura

Mayroong tatlong uri ng lipid sa cell: mga steroid, fats, at phospholipids. Ang mga steroid ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang napakalaki ng apat na singsing na istraktura. Ang kolesterol ay ang pinakamahusay na kilala at isang mahalagang sangkap ng mga lamad, dahil kinokontrol nito ang kanilang pagkalikido.

Ang mga taba ay binubuo ng tatlong mga fatty acid na maiugnay sa pamamagitan ng isang ester na bono sa isang molekula na tinatawag na gliserol.

Panghuli, ang mga phospholipid ay binubuo ng isang molekula ng gliserol na nakakabit sa isang pangkat na pospeyt at dalawang kadena ng mga fatty acid o isoprenoid.

Pag-andar

Tulad ng karbohidrat, ang mga lipid ay gumagana din bilang isang mapagkukunan ng enerhiya para sa cell at bilang mga sangkap ng ilang mga istraktura.

Ang mga lipid ay may isang mahalagang pag-andar para sa lahat ng mga buhay na anyo: ang mga ito ay isang mahalagang sangkap ng membrane ng plasma. Ang mga ito ay bumubuo ng mahalagang hangganan sa pagitan ng buhay at ang hindi nabubuhay, na nagsisilbing isang pumipili na hadlang na nagpapasya kung ano ang pumapasok sa cell at kung ano ang hindi, salamat sa semi-permeable na pag-aari nito.

Bilang karagdagan sa mga lipid, ang mga lamad ay binubuo rin ng iba't ibang mga protina, na gumaganap bilang piniling mga transporter.

Ang ilang mga hormone (tulad ng mga sekswal) ay lipid sa kalikasan at mahalaga para sa pagpapaunlad ng katawan.

Transport

Sa mga biological system, ang macromolecule ay dinadala sa pagitan ng interior at exterior ng mga cell sa pamamagitan ng mga proseso na tinatawag na endo at exocytosis (na kinasasangkutan ng pagbuo ng mga vesicle) o sa pamamagitan ng aktibong transportasyon.

Ang endocytosis ay sumasaklaw sa lahat ng mga mekanismo na ginagamit ng cell upang makamit ang pagpasok ng mga malalaking partikulo at inuri bilang: phagocytosis, kapag ang elemento na dapat lamunin ay isang solidong butil; pinocytosis, kapag pumapasok ang extracellular fluid; at endocytosis, pinagsama ng mga receptor.

Karamihan sa mga molekula na naiinis sa ganitong paraan ay nagtatapos sa isang organelle na namamahala sa panunaw: ang lysosome. Ang iba ay nagtatapos sa mga phagosome - na may mga katangian ng fusion na may lysosome at bumubuo ng isang istraktura na tinatawag na phagolysosomes.

Sa ganitong paraan, ang baterya ng enzymatic na naroroon sa nakakatawa ay nagtatapos sa pagpapabagal sa mga macromolecule na paunang pumasok. Ang mga monomer na bumubuo sa kanila (monosaccharides, nucleotides, amino acid) ay dinala pabalik sa cytoplasm, kung saan ginagamit ang mga ito para sa pagbuo ng mga bagong macromolecule.

Sa buong bituka mayroong mga cell na mayroong mga tiyak na transporter para sa pagsipsip ng bawat macromolecule na natupok sa diyeta. Halimbawa, ang mga transporters PEP1 at PEP2 ay ginagamit para sa mga protina at SGLT para sa glucose.

Sintetikong macromolecules

Sa synthetic macromolecules ay matatagpuan din namin ang parehong pattern na istruktura na inilarawan para sa macromolecules ng biological na pinagmulan: monomers o maliit na mga subunits na naiugnay sa pamamagitan ng mga bono upang makabuo ng isang polimer.

Mayroong iba't ibang mga uri ng mga gawa ng tao polimer, ang pinakasimpleng pagiging polyethylene. Ito ay isang hindi gumagalaw na plastik na may kemikal na formula CH ₂ -CH ₂ (na naka-link sa pamamagitan ng isang dobleng bono) na pangkaraniwan sa industriya, dahil ito ay mura at madaling makagawa.

Tulad ng nakikita, ang istraktura ng plastik na ito ay magkakatulad at walang anumang sumasanga.

Ang polyurethane ay isa pang polymer na malawakang ginagamit sa industriya para sa paggawa ng mga foam at insulators. Tiyak na magkakaroon kami ng espongha ng materyal na ito sa aming mga kusina. Ang materyal na ito ay nakuha ng kondensyon ng mga batayang hydroxyl na may halong mga elemento na tinatawag na diisocyanates.

Mayroong iba pang mga gawa ng tao polimer ng mas malawak na pagiging kumplikado, tulad ng nylon (o nylon). Kabilang sa mga katangian nito ay ang pagiging napaka-lumalaban, na may kapansin-pansin na pagkalastiko. Sinasamantala ng industriya ng hinabi ang mga katangiang ito para sa paggawa ng mga tela, bristles, linya, atbp. Ginagamit din ito ng mga manggagamot upang magsagawa ng mga sutures.

Mga Sanggunian

1. Berg, JM, Stryer, L., & Tymoczko, JL (2007). Biochemistry. Baligtad ko.
2. Campbell, MK, & Farrell, KAYA (2011). Biochemistry. Thomson. Brooks / Cole.
3. Devlin, TM (2011). Teksto ng biochemistry. John Wiley at Mga Anak.
4. Freeman, S. (2017). Siyensiya ng biyolohikal. Edukasyon sa Pearson.
5. Koolman, J., & Röhm, KH (2005). Biochemistry: teksto at atlas. Panamerican Medical Ed.
6. Moldoveanu, SC (2005). Analytical pyrolysis ng synthetic organic polymers (Tomo 25). Elsevier.
7. Moore, JT, & Langley, RH (2010). Biochemistry para sa mga dummies. John Wiley at Mga Anak.
8. Mga Mougios, V. (2006). Mag-ehersisyo biochemistry. Human Kinetics.
9. Müller-Esterl, W. (2008). Biochemistry. Mga pundasyon para sa agham ng gamot at buhay. Baligtad ko.
10. Poortmans, JR (2004). Mga prinsipyo ng biochemistry ng ehersisyo. 3 ^rd , binagong edisyon. Karger.
11. Voet, D., & Voet, JG (2006). Biochemistry. Panamerican Medical Ed.