Makromoleküle Eigenschaften, Typen, Funktionen und Beispiele

Der Makromoleküle Sie sind große Moleküle - im Allgemeinen mehr als 1.000 Atome - gebildet durch die Vereinigung von Strukturblöcken oder kleineren Monomeren. In Lebewesen finden wir vier Arten von Hauptmakromolekülen: Nukleinsäuren, Lipide, Kohlenhydrate und Proteine. Es gibt auch andere von synthetischen Ursprungs, wie Kunststoffen.

Jede Art von biologischer Makromolesisch.

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In Bezug auf ihre Funktion speichern Kohlenhydrate und Lipide Energie, so dass die Zelle ihre chemischen Reaktionen durchführt und auch als strukturelle Komponenten verwendet wird.

Proteine ​​haben auch strukturelle Funktionen, sondern auch Moleküle mit Katalyse und Transportkapazität. Schließlich speichern Nukleinsäuren genetische Informationen und nehmen an der Proteinsynthese teil.

Synthetische Makromoleküle folgen der gleichen Struktur eines biologischen: viele verbundene Monomere, um ein Polymer zu bilden. Beispiel hierfür sind Polyethylen und Nylon. Synthetische Polymere werden in der Branche häufig zur Herstellung von Stoffen, Kunststoffen, Isolatoren usw. eingesetzt.

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Eigenschaften

Größe

Wie der Name schon sagt. Sie werden um mindestens 1 gebildet.000 Atome, durch kovalente Bindungen vereint. In dieser Art von Link teilen die an der Union beteiligten Atome die Elektronen der letzten Ebene.

Verfassung

Ein weiterer Begriff, der verwendet wird, um sich auf Makromoleküle zu beziehen, ist Polymer ("viele Teile"), die aus wiederholten Einheiten gebildet werden Monomere ("auseinander"). Dies sind die strukturellen Einheiten von Makromolekülen und können je nach Fall gleich oder voneinander unterscheiden.

Wir könnten die LEGO -Kinderspielanalogie verwenden. Jedes der Stücke repräsentiert die Monomere, und wenn wir uns ihnen anschließen, um verschiedene Strukturen zu bilden, erhalten wir das Polymer.

Wenn die Monomere gleich sind, ist das Polymer ein Homopolymer; Und wenn sie anders sind, wird es ein Heteropolymer sein.

Es gibt auch eine Nomenklatur, um das Polymer je nach Länge zu bezeichnen. Wenn das Molekül aus wenigen Untereinheiten gebildet wird, heißt Oligomer. Wenn wir uns beispielsweise auf eine kleine Nukleinsäure beziehen möchten, nennen wir es Oligonukleotid.

Struktur

Angesichts der unglaublichen Vielfalt der Makromoleküle ist es schwierig, eine allgemeine Struktur festzulegen. Das "Skelett" dieser Moleküle wird durch ihre entsprechenden Monomere (Zucker, Aminosäuren, Nukleotide usw. gebildet.), und sie können linear gruppiert, verzweigt oder komplexere Formen annehmen.

Wie wir später sehen werden, können Makromoleküle von biologischer oder synthetischer Herkunft sein. Die ersteren haben Unendlichkeiten von Funktionen in Lebewesen, und die zweiten werden von der Gesellschaft weit verbreitet - zum Beispiel Kunststoffe.

Biologische Makromoleküle: Funktionen, Struktur und Beispiele

In organischen Wesen finden wir vier grundlegende Arten von Makromolekülen, die eine immense Anzahl von Funktionen ausführen, die die Entwicklung und Unterstützung des Lebens ermöglichen. Dies sind Proteine, Kohlenhydrate, Lipide und Nukleinsäuren. Als nächstes werden wir seine relevantesten Eigenschaften beschreiben.

Proteine

Proteine ​​sind Makromoleküle, deren Struktureinheiten Aminosäuren sind. In der Natur finden wir 20 Arten von Aminosäuren.

Struktur

Diese Monomer₂), eine Carboxylgruppe (COOH) und eine R -Gruppe.

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Die 20 Arten von Aminosäuren unterscheiden sich nur in der Identität der R -Gruppe voneinander. Diese Gruppe variiert in ihrer chemischen Natur und kann unter anderem grundlegende Aminosäuren, Säuren, neutral, mit langen, kurzen und aromatischen Ketten finden.

Aminosäurereste bleiben durch Peptidverbindungen voneinander vereint. Die Art von Aminosäuren bestimmt die Art und Eigenschaften des resultierenden Proteins.

Die lineare Aminosäuresequenz repräsentiert die Primärstruktur von Proteinen. Dann sind diese Falten und Gruppen in verschiedenen Mustern, die die sekundären, tertiären und quaternären Strukturen bilden.

Funktion

Proteine ​​erfüllen verschiedene Funktionen. Einige dienen als biologische Katalysatoren und werden als Enzyme bezeichnet. Einige sind strukturelle Proteine ​​wie Keratin, die in Haaren, Nägeln usw. vorhanden sind.; Und andere führen Transportfunktionen aus, wie Hämoglobin in unseren roten Blutkörperchen.

Nukleinsäuren: DNA und RNA

Die zweite Art von Polymer, die Teil der Lebewesen ist, sind Nukleinsäuren. In diesem Fall sind Struktureinheiten keine Aminosäuren wie in Proteinen, sondern Monomere, die als Nukleotide bezeichnet werden.

Struktur

Die Nukleotide, die aus einer Phosphatgruppe bestehen.

Es gibt zwei Arten von Nukleotiden: die Ribonukleotide und die Desoxyribonukleotide, die in Bezug auf zentralen Zucker variieren. Die ersten sind die strukturellen Bestandteile von Ribonukleinsäure oder RNA und letztere die von Desoxyribonuklein- oder DNA -Säure.

In beiden Molekülen bleiben Nukleotide durch eine Phosphodiéster -Bindung zusammen vereint - äquivalent der Peptidverbindung, die Proteine ​​zusammenhält.

Die strukturellen Komponenten von DNA und RNA sind in ihrer Struktur ähnlich, da die RNA in Form einer einzelnen Bande und einer Doppelband -DNA gefunden wird.

Funktion

RNA und DNA sind die beiden Arten von Nukleinsäuren, die wir in Lebewesen finden. RNA ist ein multifunktionales, dynamisches Molekül, das in verschiedenen strukturellen Konformationen auftritt und an der Proteinsynthese und der Regulation der Genexpression beteiligt ist.

DNA ist die Makromolekül, die für die Speicherung aller genetischen Informationen eines Organismus zuständig ist, das für seine Entwicklung erforderlich ist. Alle unsere Zellen (mit Ausnahme der reifen roten Blutkörperchen) haben in ihrem Kern auf sehr kompakte und organisierte Weise das genetische Material gespeichert.

Kohlenhydrate

Kohlenhydrate, auch als Kohlenhydrate oder einfach als Zucker bekannt, sind Makromoleküle, die durch Blöcke gebildet werden, die als Monosaccharide bezeichnet werden (buchstäblich "ein Zucker").

Struktur

Die molekulare Formel von Kohlenhydraten ist (Cho₂ENTWEDER)_N. Der Wert von N Es kann von 3 variieren, dass der einfachste Zucker in Tausenden in den komplexesten Kohlenhydraten, die in Bezug auf die Länge sehr unterschiedlich sind.

Diese Monomere haben die Fähigkeit, durch eine Reaktion mit zwei Hydroxylgruppen miteinander zu polymerisieren, was zur Bildung einer kovalenten Bindung führt.

Diese Bindung hält Kohlenhydrate auf die gleiche Weise wie Peptidbindungen bzw. Phosphodiéster -Bindungen die Proteine ​​bzw. Nukleinsäuren beibehalten.

Peptid- und Phosphodiéster -Verbindungen treten jedoch in bestimmten Bereichen der Monomere auf, die sie bilden, während sich glucosidische Bindungen mit jeder Hydroxylgruppe bilden können.

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Wie wir im vorherigen Abschnitt erwähnt haben, werden kleine Makromoleküle mit dem Präfix benannt Oligo. Bei kleinen Kohlenhydraten werden der Begriff Oligosaccharide verwendet, wenn es sich nur um zwei verknüpfte Monomere handelt, es ist ein Disaccharid, und wenn sie größer sind, Polysaccharide.

Funktion

Zucker sind grundlegende Makromoleküle für das Leben, da sie Energie- und Strukturfunktionen erfüllen. Diese bieten die chemische Energie, die erforderlich ist, um eine wichtige Anzahl von Reaktionen in den Zellen zu steigern, und werden als "Kraftstoff" der Lebewesen verwendet.

Andere Kohlenhydrate wie Glykogen dienen dazu, Energie zu speichern, damit die Zelle bei Bedarf auf sie zurückgreifen kann.

Sie haben auch strukturelle Funktionen: Sie sind Teil anderer Moleküle wie Nukleinsäuren, Zellwände einiger Organismen und Insekten -Exoskelette.

In Pflanzen und in einigen Protisten finden wir beispielsweise ein komplexes Kohlenhydrat namens Cellulose, das nur aus Glukoseeinheiten gebildet wird. Dieses Molekül ist auf der Erde unglaublich reichlich vorhanden, da es in den Zellwänden dieser Organismen und in anderen Stützstrukturen vorhanden ist.

Lipide

"Lipid" ist ein Begriff, der verwendet wird, um eine große Anzahl von apolaren oder hydrophoben Molekülen zu erfassen (mit Phobie oder Wasserabstoßung) aus Kohlenstoffketten gebildet. Im Gegensatz zu den drei genannten Molekülen, Proteinen, Nukleinsäuren und Kohlenhydraten gibt es keinen Punktmonomer für Lipide.

Struktur

Aus struktureller Sicht kann ein Lipid auf mehrere Weise auftreten. Wie aus Kohlenwasserstoffen (C-H) gebildet, sind die Verbindungen nicht teilweise beladen, sodass sie in polaren Lösungsmitteln wie Wasser nicht löslich sind. Sie können jedoch in anderen Arten von nichtpolaren Lösungsmitteln wie Benzol gelöst werden.

Eine Fettsäure besteht aus den genannten Kohlenwasserstoffketten und einer Carboxylgruppe (COOH) als funktionelle Gruppe. Im Allgemeinen enthält eine Fettsäure 12 bis 20 Kohlenstoffatome.

Fettsäureketten können gesättigt werden, wenn alle Kohlenstoffe durch einfache, ungesättigte Glieder miteinander verbunden sind, wenn mehr als eine Doppelbindung innerhalb der Struktur vorhanden ist. Wenn es mehrere Doppelbindungen enthält, handelt es sich um eine mehrfach ungesättigte Säure.

Arten von Lipiden gemäß ihrer Struktur

Es gibt drei Arten von Lipiden in der Zelle: Steroide, Fette und Phospholipide. Steroide sind durch eine sperrige Struktur von vier Ringen gekennzeichnet. Cholesterin ist das bekannteste und ein wichtiger Bestandteil der Membranen, da es die Fluidität derselben kontrolliert.

Fette bestehen aus drei Vereinigten Fettsäuren mittels einer Esterbindung zu einem Molekül namens Glycerin.

Schließlich werden Phospholipide durch ein Glycerolmolekül gebildet, das mit einer Phosphatgruppe und zwei Ketten von Fettsäuren oder Isoprenoiden verbunden ist.

Funktion

Wie Kohlenhydrate fungieren auch Lipide als Energiequelle für die Zelle und als Komponenten einiger Strukturen.

Lipide haben eine unverzichtbare Funktion für alle lebenden Formen: Sie sind ein wesentlicher Bestandteil der Plasmamembran. Diese bilden die entscheidende Grenze zwischen den Lebenden und den Nicht -Lebenden und dienen als selektive Barriere, die entscheidet, was eintritt und was nicht in der Zelle tut, dank ihrer semipermeablen Eigenschaft.

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Zusätzlich zu Lipiden werden die Membranen auch durch verschiedene Proteine ​​gebildet, die als selektive Transporter fungieren.

Einige Hormone (wie Geschlecht) sind lipide Natur und sind für die Entwicklung des Organismus unverzichtbar.

Transport

In biologischen Systemen werden Makromoleküle durch Prozesse, die als Endo und Exozytose bezeichnet werden, zwischen Innenraum und Außenseite der Zellen (die Bildung von Vesikeln) oder durch aktive Transport transportiert.

Die Endozytose deckt alle Mechanismen ab, mit denen die Zelle den Eintritt großer Partikel erreicht, und wird als: Phagozytose klassifiziert, wenn das Element zum Verschleiern ein festes Teilchen ist; Pinozytose, wenn sie in extrazelluläre Flüssigkeit eintritt; und Endozytose, vermittelt von Empfängern.

Die meisten Moleküle, die auf dieser Route aufgenommen werden. Andere enden in Phagosomen - die Fusionseigenschaften mit Lysosomen aufweisen und eine Struktur bilden, die als Phagolisomen bezeichnet wird.

Auf diese Weise verschlechtert die im Lysosom vorhandene enzymatische Batterie die ursprünglich eingegebenen Makromoleküle. Die Monomere, die sie bildeten (Monosaccharide, Nukleotide, Aminosäuren).

Im gesamten Darm gibt es Zellen mit spezifischen Transportern für die Absorption jedes Makromoleküls, die in der Ernährung verbraucht wurden. Zum Beispiel werden PEP1- und PEP2 -Transporter für Proteine ​​und Glucose SGLT verwendet.

Synthetische Makromoleküle

In synthetischen Makromolekülen finden wir auch das gleiche strukturelle Muster, das für Makromoleküle biologischer Herkunft beschrieben wird: Kleine Monomere oder Untereinheiten, die durch Medienverbindungen zur Bildung eines Polymers verbunden sind.

Es gibt verschiedene Arten von synthetischen Polymeren, die das einfachste Polyethylen sind. Dies ist ein inerter Kunststoff chemischer Formel₂-CH₂ (verbunden durch eine doppelte Bindung) In der Branche ziemlich häufig, da sie wirtschaftlich und leicht zu produzieren ist.

Wie zu sehen ist, ist die Struktur dieses Kunststoffs linear und hat keinen Zweig.

Polyurethan ist ein weiteres Polymer, das in der Branche für die Herstellung von Schäumen und Isolatoren verwendet wird. Wir werden sicherlich einen Schwamm dieses Materials in unserer Küche haben. Dieses Material wird durch die Kondensation von hydroxylischen Basen erhalten, die mit Elementen gemischt werden.

Es gibt andere synthetische Polymere mit größerer Komplexität, wie Nylon (oder Nilón). Innerhalb seiner Eigenschaften ist sehr resistent, mit einer merklichen Elastizität. Die Textilindustrie nutzt diese Merkmale für die Herstellung von Geweben, Sauen, Sedaillen usw. Es wird auch von Ärzten verwendet, um Nähte durchzuführen.

Verweise

1. Berg, j. M., Stryer, l., & Tymoczko, J. L. (2007). Biochemie. Ich kehrte um.
2. Campbell, m. K., & Farrell, s. ENTWEDER. (2011). Biochemie. Thomson. Brooks/Cole.
3. Devlin, t. M. (2011). Lehrbuch der Biochemie. John Wiley & Söhne.
4. Freeman, s. (2017). Biologie. Pearson Ausbildung.
5. Koolman, j., & Röhm, k. H. (2005). Biochemie: Text und Atlas. Ed. Pan -American Medical.
6. Moldoveanu, s. C. (2005). Analytische Pyrolyse synthetischer organischer Polymere (Vol. 25). Elsevier.
7. Moore, j. T., & Langley, r. H. (2010). Biochemie für Dummies. John Wiley & Söhne.
8. Mougies, v. (2006). Biochemie Sport treiben. Menschliche Kinetik.
9. Müller-Eesterl, w. (2008). Biochemie. Grundlagen für Medizin und Biowissenschaften. Ich kehrte um.
10. Poortmans, j.R. (2004). Prinzipien der Übungsbiochemie. 3^Rd, Überarbeitete Edition. Karger.
11. Voet, d., & Voet, j. G. (2006). Biochemie. Ed. Pan -American Medical.