고분자는 일반적으로 1,000 이상 원자 - - 단량체 estructurares 이하인 블록의 조합에 의해 형성된 큰 분자이다. 생물체에서 우리는 핵산, 지질, 탄수화물 및 단백질의 네 가지 주요 유형의 거대 분자를 찾습니다. 플라스틱과 같은 다른 합성 기원도 있습니다.
각 유형의 생물학적 거대 분자는 특정 단량체, 즉 핵산에 의한 핵산, 단당류에 의한 탄수화물, 아미노산에 의한 단백질 및 가변 길이의 탄화수소에 의한 지질로 구성됩니다.
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기능과 관련하여 탄수화물과 지질은 세포가 화학 반응을 수행하는 데 필요한 에너지를 저장하며 구조적 구성 요소로도 사용됩니다.
단백질은 또한 구조적 기능을 가지고 있으며, 촉매 작용과 수송 능력을 가진 분자입니다. 마지막으로 핵산은 유전 정보를 저장하고 단백질 합성에 참여합니다.
합성 고분자는 생물학적 구조와 동일한 구조를 따릅니다. 많은 단량체가 서로 연결되어 고분자를 형성합니다. 이것의 예는 폴리에틸렌과 나일론입니다. 합성 고분자는 직물, 플라스틱, 단열재 등의 제조를 위해 업계에서 널리 사용됩니다.
형질
크기
이름에서 알 수 있듯이 거대 분자의 특징 중 하나는 큰 크기입니다. 이들은 공유 결합으로 연결된 최소 1,000 개의 원자로 구성됩니다. 이러한 유형의 결합에서 결합에 포함 된 원자는 마지막 수준의 전자를 공유합니다.
헌법
거대 분자를 지칭하는 데 사용되는 또 다른 용어는 단량체 ( "일 부분")라고하는 반복 단위로 구성된 중합체 ( "다 부분")입니다. 이들은 거대 분자의 구조 단위이며 경우에 따라 서로 같거나 다를 수 있습니다.
우리는 레고 어린이 게임의 비유를 사용할 수 있습니다. 각 조각은 단량체를 나타내며, 서로 다른 구조를 형성하기 위해 결합하면 고분자를 얻습니다.
모노머가 동일하면 폴리머는 단일 폴리머입니다. 서로 다르면 헤테로 폴리머가됩니다.
길이에 따라 폴리머를 지정하는 명명법도 있습니다. 분자가 몇 개의 하위 단위로 구성되어 있으면 올리고머라고합니다. 예를 들어, 우리가 작은 핵산을 언급하고 싶을 때이를 올리고 뉴클레오티드라고 부릅니다.
구조
거대 분자의 놀라운 다양성을 감안할 때 일반적인 구조를 확립하는 것은 어렵습니다. 이러한 분자의 "골격"은 해당 단량체 (당, 아미노산, 뉴클레오티드 등)로 구성되며 선형, 분 지형 방식으로 그룹화되거나 더 복잡한 형태를 취할 수 있습니다.
나중에 살펴 보 겠지만 고분자는 생물학적 또는 합성 기원 일 수 있습니다. 전자는 생명체의 무한한 기능을 가지고 있고 후자는 플라스틱과 같은 사회에서 널리 사용됩니다.
생물학적 거대 분자 : 기능, 구조 및 예
유기적 존재에서 우리는 엄청난 수의 기능을 수행하는 4 가지 기본 유형의 거대 분자를 발견하여 생명의 발달과 유지를 가능하게합니다. 이들은 단백질, 탄수화물, 지질 및 핵산입니다. 가장 관련성이 높은 특성을 아래에서 설명합니다.
단백질
단백질은 구조 단위가 아미노산 인 거대 분자입니다. 자연에서는 20 가지 유형의 아미노산이 있습니다.
구조
수소 원자, 아미노기 (NH 이러한 단량체는 네 개의 다른 그룹에 공유 결합으로 연결된 중심 탄소 원자 (호출 알파 탄소)로 구성되는 2 ), 카르복실기 (COOH)와 R 기.
20 종류의 아미노산은 R 그룹의 정체성 만 다릅니다.이 그룹은 화학적 성질이 다양하여 길고 짧은 사슬과 방향족 사슬을 가진 염기성, 산성, 중성 아미노산을 찾을 수 있습니다.
아미노산 잔기는 펩티드 결합에 의해 함께 유지됩니다. 아미노산의 특성에 따라 결과 단백질의 특성과 특성이 결정됩니다.
선형 아미노산 서열은 단백질의 주요 구조를 나타냅니다. 그런 다음 접혀서 서로 다른 패턴으로 그룹화되어 2 차, 3 차 및 4 차 구조를 형성합니다.
함수
단백질은 다양한 기능을합니다. 일부는 생물학적 촉매 역할을하며 효소라고합니다. 일부는 머리카락, 손톱 등에 존재하는 각질과 같은 구조적 단백질입니다. 그리고 다른 사람들은 적혈구 내에서 헤모글로빈과 같은 수송 기능을 수행합니다.
핵산 : DNA 및 RNA
생명체의 일부인 두 번째 유형의 중합체는 핵산입니다. 이 경우 구조 단위는 단백질에서와 같이 아미노산이 아니라 뉴클레오티드라고하는 단량체입니다.
구조
뉴클레오타이드는 인산염 그룹, 탄소 당 5 개 (분자의 중심 성분) 및 질소 염기로 구성됩니다.
뉴클레오타이드에는 리보 뉴클레오타이드와 데 옥시 리보 뉴클레오타이드의 두 가지 유형이 있으며, 이는 코어 당 측면에서 다양합니다. 전자는 리보 핵산 또는 RNA의 구조적 구성 요소이고 후자는 데 옥시 리보 핵산 또는 DNA의 구성 요소입니다.
두 분자 모두에서 뉴클레오타이드는 포스 포디 에스테르 결합 (단백질을 결합하는 펩타이드 결합과 동일)에 의해 결합됩니다.
DNA와 RNA의 구조적 구성 요소는 유사하고 구조가 다릅니다. RNA는 단일 밴드 형태로, DNA는 이중 밴드 형태로 발견되기 때문입니다.
함수
RNA와 DNA는 우리가 생명체에서 발견하는 두 가지 유형의 핵산입니다. RNA는 다양한 구조적 형태로 나타나고 단백질 합성 및 유전자 발현 조절에 참여하는 다기능 동적 분자입니다.
DNA는 유기체의 발달에 필요한 모든 유전 정보를 저장하는 역할을하는 거대 분자입니다. 우리의 모든 세포 (성숙한 적혈구 제외)는 매우 간결하고 조직적인 방식으로 핵에 유전 물질이 저장되어 있습니다.
탄수화물
탄수화물 또는 단순히 당으로도 알려진 탄수화물은 단당류 (문자 그대로 "당")라고하는 빌딩 블록으로 구성된 거대 분자입니다.
구조
탄수화물의 분자식은 (CH 2 O) n 입니다. n의 값은 가장 단순한 설탕의 경우 3에서 가장 복잡한 탄수화물의 경우 수천까지 다양 할 수 있으며 길이 측면에서 매우 다양합니다.
이들 단량체는 두 개의 하이드 록 실기를 포함하는 반응을 통해 서로 중합 할 수있는 능력을 가지고있어 글리코 시드 결합이라고하는 공유 결합을 형성합니다.
이 결합은 펩타이드 결합과 포스 포디 에스테르 결합이 각각 단백질과 핵산을 보유하는 것과 같은 방식으로 탄수화물 단량체를 함께 보유합니다.
그러나 펩타이드와 포스 포디 에스테르 결합은 구성 모노머의 특정 영역에서 발생하는 반면, 글리코 시드 결합은 모든 수산기와 함께 형성 될 수 있습니다.
이전 섹션에서 언급했듯이 작은 거대 분자는 접두사 oligo로 지정됩니다. 작은 탄수화물의 경우 올리고당이라는 용어가 사용되며, 두 개의 단량체 만 연결되어 있으면 이당류이고, 더 큰 경우에는 다당류입니다.
함수
설탕은 에너지와 구조적 기능을 수행하기 때문에 생명의 기본 거대 분자입니다. 이들은 세포 내부에서 상당한 수의 반응을 유도하는 데 필요한 화학 에너지를 제공하며 생명체를위한 "연료"로 사용됩니다.
글리코겐과 같은 다른 탄수화물은 에너지를 저장하는 역할을하므로 세포가 필요할 때이를 끌어 올 수 있습니다.
그들은 또한 구조적 기능을 가지고 있습니다. 핵산, 일부 유기체의 세포벽 및 곤충의 외골격과 같은 다른 분자의 일부입니다.
예를 들어 식물과 일부 원생 생물에서는 포도당 단위로만 구성된 셀룰로오스라고하는 복합 탄수화물을 발견합니다. 이 분자는이 유기체의 세포벽과 다른지지 구조에 존재하기 때문에 지구상에서 엄청나게 풍부합니다.
지질
"지질"은 탄소 사슬로 구성된 많은 수의 비극성 또는 소수성 분자 (공포증 또는 물에 대한 반발)를 포함하는 데 사용되는 용어입니다. 언급 된 세 가지 분자, 단백질, 핵산 및 탄수화물과 달리 지질에 대한 단일 단량체는 없습니다.
구조
구조적 관점에서 지질은 여러 가지 방식으로 나타날 수 있습니다. 탄화수소 (CH)로 만들어지기 때문에 결합이 부분적으로 충전되지 않아 물과 같은 극성 용매에 용해되지 않습니다. 그러나 벤젠과 같은 다른 유형의 비극성 용매에 용해 될 수 있습니다.
지방산은 언급 된 탄화수소 사슬과 작용기로서 카르복실기 (COOH)로 구성됩니다. 일반적으로 지방산은 12 ~ 20 개의 탄소 원자를 포함합니다.
지방산 사슬은 모든 탄소가 단일 결합에 의해 함께 연결될 때 포화 될 수 있거나, 구조 내에 하나 이상의 이중 결합이 존재할 때 불포화 될 수 있습니다. 다중 이중 결합을 포함하는 경우 다중 불포화 산입니다.
구조에 따른 지질의 종류
세포에는 스테로이드, 지방 및 인지질의 세 가지 유형의 지질이 있습니다. 스테로이드는 부피가 큰 4 개의 고리 구조가 특징입니다. 콜레스테롤은 가장 잘 알려져 있으며 유동성을 제어하기 때문에 막의 중요한 구성 요소입니다.
지방은 에스테르 결합을 통해 글리세롤이라는 분자에 연결된 3 개의 지방산으로 구성됩니다.
마지막으로 인지질은 포스페이트 그룹에 부착 된 글리세롤 분자와 지방산 또는 이소 프레 노이드의 두 사슬로 구성됩니다.
함수
탄수화물과 마찬가지로 지질은 세포의 에너지 원 및 일부 구조의 구성 요소로도 기능합니다.
지질은 모든 살아있는 형태에 필수적인 기능을 가지고 있습니다. 지질은 원형질막의 필수 구성 요소입니다. 이것들은 반투과성 덕분에 세포에 들어가는 것과 그렇지 않은 것을 결정하는 선택적인 장벽 역할을하는 살아있는 것과 무생물 사이의 결정적인 경계를 형성합니다.
지질 외에도 막은 다양한 단백질로 구성되어 선택적 수송 체 역할을합니다.
일부 호르몬 (예 : 성적인 호르몬)은 본질적으로 지질이며 신체 발달에 필수적입니다.
수송
생물학적 시스템에서 거대 분자는 endo 및 exocytosis (소포 형성 포함)라고 불리는 과정이나 능동적 수송에 의해 세포의 내부와 외부 사이로 이동합니다.
세포 내이 입은 세포가 큰 입자의 진입을 달성하기 위해 사용하는 모든 메커니즘을 포함하며 다음과 같이 분류됩니다. 삼키는 요소가 고체 입자 일 때; 세포 외액이 들어올 때 피노 사이토 시스; 및 수용체에 의해 매개되는 세포 내 이입.
이런 식으로 섭취되는 대부분의 분자는 소화를 담당하는 소기관 인 리소좀에 들어갑니다. 다른 것들은 리소좀과의 융합 특성을 가지고 phagolysosomes라고 불리는 구조를 형성하는 phagosomes로 끝납니다.
이런 식으로 리소좀에 존재하는 효소 배터리는 결국 처음에 들어온 거대 분자를 분해합니다. 그것들을 형성 한 모노머 (단당류, 뉴클레오타이드, 아미노산)는 세포질로 다시 운반되어 새로운 거대 분자의 형성에 사용됩니다.
장 전체에는식이에서 섭취 한 각 거대 분자의 흡수를위한 특정 수송 체가있는 세포가 있습니다. 예를 들어, 수송 체 PEP1 및 PEP2는 단백질에 사용되며 SGLT는 포도당에 사용됩니다.
합성 거대 분자
합성 거대 분자에서 우리는 생물학적 기원의 거대 분자에 대해 설명 된 것과 동일한 구조적 패턴을 발견합니다 : 단량체 또는 결합을 통해 연결되어 중합체를 형성하는 작은 서브 유닛.
합성 고분자에는 여러 종류가 있으며 가장 단순한 것은 폴리에틸렌입니다. 이것은 저렴하고 생산하기 쉽기 때문에 화학 공식 CH 2 -CH 2 (이중 결합으로 연결됨 )를 갖는 불활성 플라스틱입니다 .
보시다시피이 플라스틱의 구조는 선형이며 분기가 없습니다.
폴리 우레탄은 발포체 및 절연체 제조를 위해 업계에서 널리 사용되는 또 다른 중합체입니다. 우리는 확실히 우리 부엌 에이 재료의 스폰지를 가질 것입니다. 이 물질은 디 이소시아네이트라고 불리는 원소와 혼합 된 하이드 록실 염기의 축합에 의해 얻어진다.
나일론 (또는 나일론)과 같이 더 복잡한 합성 고분자가 있습니다. 그 특징 중에는 상당한 탄력성과 함께 매우 저항력이 있습니다. 섬유 산업은 직물, 강모, 라인 등의 제조에 이러한 특성을 활용합니다. 또한 의사가 봉합사를 수행하는 데 사용됩니다.
참고 문헌
- Berg, JM, Stryer, L., & Tymoczko, JL (2007). 생화학. 나는 뒤집었다.
- Campbell, MK, & Farrell, SO (2011). 생화학. 톰슨. 브룩스 / 콜.
- Devlin, TM (2011). 생화학 교과서. John Wiley & Sons.
- Freeman, S. (2017). 생물학. 피어슨 교육.
- Koolman, J., & Röhm, KH (2005). 생화학 : 텍스트 및 아틀라스. Panamerican Medical Ed.
- 사우스 캐롤라이나 주 몰 도베 아누 (2005). 합성 유기 중합체의 분석 열분해 (Vol. 25). 엘스 비어.
- Moore, JT 및 Langley, RH (2010). 인형을위한 생화학. John Wiley & Sons.
- Mougios, V. (2006). 생화학 운동하기. 인간 운동학.
- Müller-Esterl, W. (2008). 생화학. 의학 및 생명 과학의 기초. 나는 뒤집었다.
- Poortmans, JR (2004). 운동 생화학의 원리. 세 번째 , 개정판. Karger.
- Voet, D. 및 Voet, JG (2006). 생화학. Panamerican Medical Ed.