Какво представляват биологичните полимери?

Основните вещества, които изграждат клетките на живите същества, са известни като биомолекули . Те съдържат главно въглеродни атоми, елемент, способен да установява множество връзки и да образува, заедно с други атоми, силни и стабилни вериги. Биомолекулите се считат за макромолекули , големи молекули, които образуват полимери , тоест вещества, съставени от повторение на по-прости съединения, наречени мономери .

Най-разпространените биологични полимери са липиди, протеини, въглехидрати и нуклеинови киселини.

липиди

Липидите, компонентите на мазнините, маслата, восъците и холестерола, се характеризират с това, че са неразтворими във вода и съхраняват енергия. Те са изградени от мономер на глицерол , свързан с три мономера на мастни киселини . Секторът на липида, съставен от глицерол, има склонност да има афинитет към водата, докато този, който включва мастни киселини, го отблъсква.

Сред липидите се открояват фосфолипидите , които придават структура на клетъчните мембрани, и гликолипидите , които също са част от мембраните и участват в разпознаването на стимули и вещества от клетките.

Липидите претърпяват реакции като следните.

• Липогенеза , при която се образуват мастни киселини, когато индивидът ги изисква.
• Липолиза или бета-окисление , при което липидите се превръщат в мастни киселини.

протеини

Протеините се характеризират с придобиване на различни форми според начина, по който са организирани техните мономери, наречени аминокиселини . Аминокиселинната последователност е свързана чрез връзки, известни като пептидни връзки . В зависимост от броя на аминокиселините, присъстващи в молекулата, могат да се образуват дипептиди (две аминокиселини), полипептиди (повече от 10 аминокиселини) или протеини като такива (когато веригата от аминокиселини е голяма и достатъчно стабилна).

Тези биологични полимери съставляват голяма част от масата на живите същества, образувайки техните тъкани. Те също действат като катализатори (вещества, които ускоряват химичните реакции), като хормони (вещества, които стимулират или регулират функцията на друга тъкан или орган) и са част от клетъчните мембрани.

Протеините се образуват по време на процес, в който рибозомите, клетъчните органели, участват в обединяването на аминокиселините. Когато протеините се разграждат, аминокиселинните компоненти се разграждат. Един от тези компоненти, наречен амино група, може да бъде отстранен под формата на различни вещества, известни като азотни отпадъци; такива отпадъци се изхвърлят от тялото чрез вещества като урина.

Въглехидрати

Въглехидратите, наричани още въглехидрати, въглехидрати или захари, се характеризират с факта, че техните връзки съхраняват големи количества енергия. Мономерите на въглехидратите са монозахариди , от които най-известна е глюкозата. Монозахаридите могат да образуват дизахариди като захароза, растителна захар и полизахариди , които са големи монозахаридни молекули.

Някои полизахариди като нишестето в растенията и гликогенът в животните са форми за съхранение на захари. Други, като целулозата, са структурни молекули на растителни клетки. Въглехидратите претърпяват реакции като тези по-долу.

• Глюконеогенеза , при която глюкозата се образува от вещества като аминокиселини.
• Гликогеногенеза , при която глюкозата се съхранява като гликоген в черния дроб.
• Гликолиза , при която глюкозата се разгражда на две прости молекули, всяка от които се нарича пирогроздена киселина.
• Цикъл на Кребс , по време на който всяка молекула пирогроздена киселина навлиза в митохондриите, където се образува съединение, наречено ацетил КоА. Този процес освобождава енергия под формата на аденозин трифосфат (АТФ) и произвежда въглероден диоксид и вода.
• Гликогенолиза , при която глюкозата се освобождава от гликоген.

нуклеинова киселина

Нуклеиновите киселини са биомолекули, съставени от единици, наречени нуклеотиди, които от своя страна са съставени от азотна основа, въглехидрат и фосфатна група. Има два вида нуклеинови киселини: дезоксирибонуклеинова киселина или ДНК и рибонуклеинова киселина или РНК.

• Азотните основи са молекули, които съдържат азот и имат основни свойства, тоест те са склонни да придобиват положително заредени водородни атоми. Азотните основи на ДНК са аденин, гуанин, цитокин и тимин; тези на РНК са аденин, гуанин, цитокин и урацил.
• Въглехидратът на всеки нуклеотид в нуклеиновата киселина е пентоза. Пентозите са захари , които имат пет въглерода в структурата си. ДНК пентозата, наречена дезоксирибоза, е различна от РНК пентозата, наречена рибоза.
• Фосфатната група е йон, съставен от фосфорен атом, който е заобиколен от четири кислородни атома.

ДНК

ДНК е изградена от две допълващи се вериги от нуклеотиди . Тези вериги се навиват в двойна спирала. Молекулата се състои от милиони гени , сегменти от ДНК, чиято нуклеотидна последователност определя чертите на организма: височина, тегло, цвят на кожата, кръвна група и много други.

РНК

РНК е изградена от една верига от нуклеотиди. Има три вида РНК: информационна (RNAm), рибозомна (RNAr) и трансферна (RNAt).

• Месинджър РНК се прави от нуклеотиди, които са копирани от ДНК. Той носи последователност от три нуклеотида, наречена кодон , която, когато се свърже с комплементарна последователност, носена от тРНК, позволява образуването на протеини.
• Рибозомната или рибозомната РНК е свързана с рибозоми, чиято функция е образуването на протеини.
• Трансферната РНК носи последователност от три нуклеотида, наречена антикодон , която, когато се свърже с кодона, добавя различни аминокиселини, които, когато се свържат, образуват нов протеин.

Източници

Къртис, Х., Барнс, Н. С., Шнек, А., Масарини, А. Биология . 7-мо издание. Editorial Médica Panamericana., Буенос Айрес, 2013 г.

Zumdahl, S. Основи на химията. 5-то издание. McGraw-Hill Interamericana., Мексико, 2007 г.