3.1: awali ya Macromolecules ya Biolojia

Ujuzi wa Kuendeleza

• Kuelewa awali ya macromolecules
• Eleza maji mwilini (au condensation) na athari hidrolisisi

Kama ulivyojifunza, macromolecules ya kibiolojia ni molekuli kubwa, muhimu kwa maisha, ambazo zimejengwa kutoka kwa molekuli ndogo za kikaboni. Kuna madarasa manne makuu ya macromolecules ya kibiolojia (wanga, lipids, protini, na asidi nucleic); kila ni sehemu muhimu ya seli na hufanya kazi mbalimbali. Pamoja, molekuli hizi hufanya wingi wa molekuli kavu ya seli (kumbuka kwamba maji hufanya wingi wa wingi wake kamili). Macromolecules ya kibiolojia ni kikaboni, maana yake yana kaboni. Aidha, wanaweza kuwa na hidrojeni, oksijeni, nitrojeni, na vipengele vingine vidogo.

upungufu wa maji mwilini

Macromolecules nyingi hufanywa kutoka kwa subunits moja, au vitalu vya ujenzi, vinavyoitwa monomers. Monoma huchanganya na kila mmoja kwa kutumia vifungo vya covalent kuunda molekuli kubwa inayojulikana kama polima. Kwa kufanya hivyo, monoma hutoa molekuli za maji kama byproducts. Aina hii ya mmenyuko inajulikana kama awali ya kutokomeza maji mwilini, ambayo inamaanisha “kuweka pamoja wakati wa kupoteza maji.”

Kielelezo\(\PageIndex{1}\): Katika majibu ya awali ya maji mwilini yaliyoonyeshwa hapo juu, molekuli mbili za glucose zinaunganishwa pamoja ili kuunda maltose ya disaccharide. Katika mchakato, molekuli ya maji huundwa.

Katika mmenyuko wa awali wa maji mwilini (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)), hidrojeni ya monoma moja inachanganya na kundi la hidroxyl la monoma nyingine, ikitoa molekuli ya maji. Wakati huo huo, monomers hushiriki elektroni na kuunda vifungo vya covalent. Kama monoma ya ziada hujiunga, mlolongo huu wa monoma ya kurudia huunda polymer. Aina tofauti za monomers zinaweza kuchanganya katika maandalizi mengi, na kusababisha kundi tofauti la macromolecules. Hata aina moja ya monoma inaweza kuchanganya kwa njia mbalimbali za kuunda polima mbalimbali: kwa mfano, monoma ya glucose ni sehemu za wanga, glycogen, na selulosi.

hidrolisisi

Polima huvunjika katika monoma katika mchakato unaojulikana kama hidrolisisi, ambayo ina maana ya “kupasua maji,” mmenyuko ambao molekuli ya maji hutumiwa wakati wa kuvunjika (Kielelezo\(\PageIndex{2}\)). Wakati wa athari hizi, polymer imevunjwa katika vipengele viwili: sehemu moja inapata atomi ya hidrojeni (H+) na nyingine inapata molekuli ya hidroksili (OH—) kutokana na molekuli ya maji iliyogawanyika.

Kielelezo\(\PageIndex{2}\): Katika mmenyuko wa hidrolisisi iliyoonyeshwa hapa, maltose ya disaccharide imevunjika ili kuunda monoma mbili za glucose na kuongeza kwa molekuli ya maji. Kumbuka kuwa mmenyuko huu ni kinyume cha mmenyuko wa awali ulioonyeshwa kwenye Kielelezo\(\PageIndex{1}\).

Ukosefu wa maji mwilini na athari za hidrolisisi huchochewa, au “kasi,” na enzymes maalum; athari za kutokomeza maji mwilini huhusisha kuundwa kwa vifungo vipya, vinavyohitaji nishati, wakati athari za hidrolisisi zinavunja vifungo na kutolewa nishati. Athari hizi ni sawa kwa macromolecules nyingi, lakini kila mmenyuko wa monoma na polymer ni maalum kwa darasa lake. Kwa mfano, katika miili yetu, chakula ni hidrolisisi, au kuvunjwa, katika molekuli ndogo na enzymes kichocheo katika mfumo wa utumbo. Hii inaruhusu ngozi rahisi ya virutubisho na seli katika tumbo. Kila macromolecule imevunjwa na enzyme maalum. Kwa mfano, wanga huvunjika na amylase, sucrase, lactase, au maltase. Protini huvunjika na enzymes pepsin na peptidase, na kwa asidi hidrokloric. Lipids huvunjika na lipases. Uharibifu wa macromolecules hizi hutoa nishati kwa shughuli za mkononi.

Unganisha na Kujifunza

Ziara tovuti hii kuona uwakilishi Visual ya upungufu wa maji mwilini awali na hidrolisisi.

Muhtasari

Protini, wanga, asidi nucleic, na lipids ni madarasa makuu manne ya molekuli kibiolojia - kubwa muhimu kwa ajili ya maisha ambayo ni kujengwa kutoka molekuli ndogo kikaboni. Macromolecules hujumuishwa na vitengo vya moja vinavyojulikana kama monoma ambavyo vinajiunga na vifungo vya covalent ili kuunda polima kubwa. Polymer ni zaidi ya jumla ya sehemu zake: inapata sifa mpya, na inaongoza kwa shinikizo la osmotic ambalo ni la chini sana kuliko lililoundwa na viungo vyake; hii ni faida muhimu katika matengenezo ya hali ya kiosmotiki ya seli. Monoma hujiunga na monoma nyingine na kutolewa kwa molekuli ya maji, na kusababisha kuundwa kwa dhamana ya covalent. Aina hizi za athari zinajulikana kama athari za kutokomeza maji mwilini au condensation. Wakati polima zinavunjika katika vitengo vidogo (monoma), molekuli ya maji hutumiwa kwa kila dhamana iliyovunjika na athari hizi; athari hizo hujulikana kama athari za hidrolisisi. Ukosefu wa maji mwilini na athari za hidrolisisi ni sawa kwa macromolecules zote, lakini kila mmenyuko wa monoma na polymer ni maalum kwa darasa lake. Ukosefu wa maji mwilini athari kawaida zinahitaji uwekezaji wa nishati kwa ajili ya malezi mpya dhamana, wakati athari hidrolisisi kawaida kutolewa nishati kwa kuvunja vifungo.

faharasa

macromolecule ya ki

kubwa molekuli muhimu kwa ajili ya maisha ambayo ni kujengwa kutoka molekuli ndogo hai

upungufu wa maji mwilini

(pia, condensation) mmenyuko unaounganisha molekuli za monoma pamoja, ikitoa molekuli ya maji kwa kila dhamana iliyoundwa

hydrolysis

mmenyuko husababisha kuvunjika kwa molekuli kubwa katika molekuli ndogo na matumizi ya maji

monoma

ndogo kitengo cha molekuli kubwa iitwayo polima

polima

mlolongo wa mabaki ya monoma ambayo yanaunganishwa na vifungo vya covalent; upolimishaji ni mchakato wa malezi ya polymer kutoka kwa monomers na condensation