Biopolymers เป็น ... โพลิเมอร์พืช

จำนวนมากของสารต่างๆของมนุษย์ธรรมชาติทางเคมีที่แตกต่างกันการจัดการเพื่อสังเคราะห์ในสภาพห้องปฏิบัติการ อย่างไรก็ตามสิ่งที่สำคัญที่สุดและมีนัยสำคัญสำหรับชีวิตของสิ่งมีชีวิตทุกชนิดมีอยู่และจะยังคงเป็นธรรมชาติและเป็นไปตามธรรมชาติ นั่นคือโมเลกุลเหล่านั้นมีส่วนร่วมในหลายพันปฏิกิริยาทางชีวเคมีภายในสิ่งมีชีวิตและมีหน้าที่ในการทำงานตามปกติ

ส่วนใหญ่ของพวกเขาอยู่ในกลุ่มที่เรียกว่า "โพลิเมอร์ชีวภาพ"

แนวคิดทั่วไปของ biopolymers

ประการแรกควรกล่าวว่าสารประกอบเหล่านี้ทั้งหมดมีโมเลกุลสูงมีมวลมากถึงหลายพันดาตัล สารเหล่านี้เป็นพอลิเมอร์จากสัตว์และพืชที่มีบทบาทสำคัญในการสร้างเซลล์และโครงสร้างของร่างกายโดยให้การเผาผลาญอาหารการสังเคราะห์การหายใจการให้อาหารและการทำงานที่สำคัญอื่น ๆ ของสิ่งมีชีวิตใด ๆ

ยากที่จะประเมินค่าความสำคัญของสารดังกล่าวสูงเกินไป ไบโอโพลีเมอร์เป็นสารธรรมชาติที่มาจากธรรมชาติซึ่งมีอยู่ในสิ่งมีชีวิตและเป็นพื้นฐานของชีวิตในโลกของเรา อะไรคือความสัมพันธ์ที่เฉพาะเจาะจงกับพวกเขา?

Biopolymers ของเซลล์

มีอยู่มากมาย ดังนั้น biopolymers หลักมีดังต่อไปนี้:

• โปรตีน;
• polysaccharides;
• กรดนิวคลีอิก (DNA และ RNA)

นอกจากโพลิเมอร์ผสมแล้วยังรวมอยู่ด้วย ตัวอย่างเช่น lipoproteins, lipopolysaccharides, glycoproteins และอื่น ๆ

คุณสมบัติทั่วไป

เราสามารถแยกแยะคุณสมบัติต่างๆที่มีอยู่ในโมเลกุลทั้งหมดที่อยู่ระหว่างการพิจารณา ตัวอย่างเช่นคุณสมบัติทั่วไปต่อไปนี้ของ biopolymers:

• มวลโมเลกุลขนาดใหญ่เนื่องจากมีการสร้าง macrochains ขนาดใหญ่ที่มีการแตกกิ่งก้านในโครงสร้างทางเคมี
• ประเภทของพันธะในโมเลกุล (ไฮโดรเจน, ปฏิกิริยาไอออนิก, แรงดึงดูดไฟฟ้าสถิต, สะพานซัลไฟด์, พันธบัตรเปปไทด์ ฯลฯ );
• หน่วยโครงสร้างของแต่ละโซ่เป็นหน่วยโมโนเมอร์
• Stereoregularity หรือไม่มีอยู่ในโครงสร้างของโซ่

แต่โดยทั่วไป biopolymers ทั้งหมดยังคงมีความแตกต่างในโครงสร้างและหน้าที่มากกว่าความคล้ายคลึงกัน

โปรตีน

โมเลกุลของโปรตีนมีความสำคัญอย่างมากในชีวิตของสิ่งมีชีวิตใด ๆ biopolymers ดังกล่าวเป็นพื้นฐานของชีวมวลทั้งหมด หลังจากทั้งหมดแม้ตามทฤษฎี Oparin-Haldane ชีวิตบนโลกเกิดจากหยดที่ coacervate ซึ่งเป็นโปรตีน

โครงสร้างของสารเหล่านี้เป็นไปตามคำสั่งที่เข้มงวดในโครงสร้าง พื้นฐานของโปรตีนแต่ละชนิดคือเศษของกรดอะมิโนซึ่งสามารถเชื่อมต่อกันได้โดยไม่จำกัดความยาวของโซ่ นี้เกิดขึ้นโดยการก่อตัวของพันธบัตรพิเศษ - พันธบัตรเปปไทด์ พันธะดังกล่าวเกิดขึ้นระหว่างสี่ธาตุ ได้แก่ คาร์บอนออกซิเจนไนโตรเจนและไฮโดรเจน

ส่วนประกอบของโมเลกุลโปรตีนสามารถรวมจำนวนมากของกรดอะมิโนตกค้างทั้งที่เหมือนกันและแตกต่างกัน (หลายหมื่นและอื่น ๆ ) จำนวนกรดอะมิโนที่พบในสารเหล่านี้คือ 20 อย่างไรก็ตามการผสมผสานที่หลากหลายของพวกมันทำให้โปรตีนมีความเจริญและปริมาณมากขึ้น

Biopolymers ของโปรตีนมีโครงสร้างเชิงพื้นที่ที่แตกต่างกัน ดังนั้นตัวแทนแต่ละคนสามารถมีอยู่ในรูปแบบของโครงสร้างหลักทุติยภูมิระดับอุดมศึกษาหรือสี่ชั้น

ที่ง่ายที่สุดและเป็นเส้นตรงของพวกเขา มันเป็นเพียงชุดของลำดับกรดอะมิโนที่เชื่อมต่อกัน

รูปแบบรองจะโดดเด่นด้วยโครงสร้างที่ซับซ้อนมากขึ้นเนื่องจาก macrochain ทั้งหมดของโปรตีนจะเริ่มรวมตัวเป็นรูปขดลวด สอง macrostructures ใกล้เคียงจะถูกเก็บไว้ใกล้ ๆ กันเนื่องจากปฏิกิริยาโควาเลนและไฮโดรเจนระหว่างกลุ่มของอะตอมของพวกเขา มีเส้นใยอัลฟ่าและเบต้าของโครงสร้างทุติยภูมิของโปรตีน

โครงสร้างตติยภูมิเป็นโมเลกุลขนาดเล็กที่มีการม้วน (polypeptide chain) ของโปรตีน เครือข่ายที่ซับซ้อนมากของการติดต่อภายใน globule ที่กำหนดให้มันมีเสถียรภาพเพียงพอและเก็บฟอร์มยอมรับ

รูปแบบที่สี่เป็นชุดของโซ่ polypeptide, ขดและบิดเป็นลูกซึ่งยังรูปแบบพันธบัตรหลายชนิดที่แตกต่างกัน โครงสร้างรูปทรงที่ซับซ้อนมากที่สุด

หน้าที่ของโมเลกุลโปรตีน

1. การขนส่ง มันถูกหามโดยเซลล์โปรตีนที่ทำขึ้นเมมเบรนพลาสม่า มันเป็นรูปแบบที่ช่องไอออนผ่านที่โมเลกุลเหล่านี้หรืออื่น ๆ สามารถผ่านได้ นอกจากนี้โปรตีนหลายชนิดยังเป็นส่วนหนึ่งของ organoids ในการเคลื่อนที่ของโปรโตซัวและแบคทีเรียดังนั้นพวกมันจึงมีบทบาทโดยตรงในการเคลื่อนไหวของพวกมัน
2. ฟังก์ชั่นพลังงานจะทำงานอย่างแข็งขันโดยโมเลกุลเหล่านี้ หนึ่งกรัมของโปรตีนในกระบวนการของการเผาผลาญอาหารรูปแบบ 17.6 กิโลจูลของพลังงาน ดังนั้นการบริโภคผลิตภัณฑ์จากพืชและสัตว์ที่มีสารเหล่านี้มีความสำคัญสำหรับสิ่งมีชีวิต
3. ฟังก์ชันอาคารคือการมีส่วนร่วมของโมเลกุลโปรตีนในการสร้างโครงสร้างเซลล์ส่วนใหญ่เซลล์ตัวเองเนื้อเยื่ออวัยวะและอื่น ๆ เซลล์เกือบจะขึ้นอยู่กับโมเลกุลเหล่านี้ (cytoskeleton ของ cytoplasm พลาสมาเมมเบรน ribosome และโครงสร้างอื่น ๆ มีส่วนเกี่ยวข้องในการสร้างสารประกอบโปรตีน)
4. ฟังก์ชั่นการเร่งปฏิกิริยาจะทำโดยเอนไซม์ซึ่งโดยธรรมชาติทางเคมีของพวกเขาจะไม่มีอะไรมากไปกว่าโปรตีน หากไม่มีเอนไซม์จะเป็นไปไม่ได้สำหรับปฏิกิริยาทางชีวเคมีในร่างกายเนื่องจากเป็น ตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพ ในระบบที่มีชีวิต
5. ฟังก์ชั่นรับสัญญาณ (เช่นสัญญาณ) ช่วยให้เซลล์สามารถปรับทิศทางและตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมได้ทั้งทางกลและทางเคมี

ถ้าเราพิจารณาโปรตีนในเชิงลึกมากขึ้นเราสามารถระบุฟังก์ชันรองบางอย่างได้ อย่างไรก็ตามที่ระบุไว้เป็นหลัก

กรดนิวคลีอิก

biopolymers ดังกล่าวเป็นส่วนสำคัญของทุกเซลล์ไม่ว่าจะเป็น prokaryotic หรือ eukaryotic หลังจากที่ทุกกรดนิวคลีอิกเป็นโมเลกุลของดีเอ็นเอ (deoxyribonucleic acid) และอาร์เอ็นเอ (ribonucleic acid) ซึ่งแต่ละส่วนนั้นมีความสำคัญอย่างมากต่อสิ่งมีชีวิต

ในลักษณะทางเคมีของพวกเขา DNA และ RNA เป็นลำดับเบสที่เชื่อมโยงด้วยพันธะไฮโดรเจนและสะพานฟอสฟอรัส องค์ประกอบ DNA รวมถึง nucleotides ดังกล่าว:

• adenine;
• มีน;
• guanine;
• cytosine;
• คาร์บอนไดออกไซด์ 5 คาร์บอน

RNA แตกต่างกันใน thymine ที่ถูกแทนที่ด้วย uracil และน้ำตาลโดย ribose

เนื่องจากโครงสร้างที่มีโครงสร้างพิเศษโมเลกุลดีเอ็นเอจึงมีความสามารถในการปฏิบัติหน้าที่สำคัญ ๆ จำนวนมาก RNA ยังมีบทบาทใหญ่ในเซลล์

หน้าที่ของกรดดังกล่าว

กรดนิวคลีอิกเป็น biopolymers รับผิดชอบต่อการทำงานดังต่อไปนี้:

1. ดีเอ็นเอเป็นผู้รักษาและส่งข้อมูลทางพันธุกรรมในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต ใน prokaryotes โมเลกุลนี้มีการกระจายใน cytoplasm ใน เซลล์ยูคาริโอดี อยู่ในนิวเคลียสโดยคั่นด้วย karyolemma
2. โมเลกุลดีเอ็นเอแบบคู่ขนานจะแบ่งออกเป็นส่วน ๆ ซึ่งเป็นยีนที่สร้างโครงสร้างของโครโมโซม ยีนของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดสร้างรหัสพันธุกรรมพิเศษซึ่งจะมีการเข้ารหัสสัญญาณทั้งหมดของสิ่งมีชีวิต
3. RNA มีอยู่ 3 ชนิดคือ matrix, ribosomal และ transport Ribosomal มีส่วนร่วมในการสังเคราะห์และประกอบโมเลกุลโปรตีนบนโครงสร้างที่เหมาะสม แมทริกซ์และการขนส่งนำข้อมูลที่อ่านจากดีเอ็นเอและถอดรหัสความหมายทางชีวภาพ

polysaccharides

สารเหล่านี้ส่วนใหญ่เป็นพืชโพลิเมอร์นั่นคือพวกเขาจะพบในเซลล์ของตัวแทนของพืช โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่อุดมไปด้วย polysaccharides คือ ผนังเซลล์ ซึ่งมีเซลลูโลส

ในลักษณะทางเคมีของพวกเขา polysaccharides เป็นโมเลกุลของคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อน พวกเขาสามารถเป็นเส้นตรง, ชั้น, cross - linked conformations โมโนเมอร์เป็นน้ำตาลที่มีคาร์บอนไดออกไซด์น้ำตาลฟรุกโตส 5, 6 - คาร์บอน พวกเขามีความสำคัญมากสำหรับสิ่งมีชีวิตเนื่องจากเป็นส่วนหนึ่งของเซลล์พวกเขาเป็นสารอาหารสำรองของพืชพวกเขาจะแยกออกจากการปล่อยพลังงานเป็นจำนวนมาก

ความสำคัญของผู้แทนที่แตกต่างกัน

สิ่งที่สำคัญมากคือโพลิเมอร์ชีวภาพเช่นแป้งเซลลูโลสอินนูลินไกลโคเจนไคตินและอื่น ๆ พวกเขาเป็นแหล่งพลังงานที่สำคัญในสิ่งมีชีวิต

ดังนั้นเซลลูโลสเป็นส่วนประกอบที่จำเป็นในผนังเซลล์ของพืชแบคทีเรียบางชนิด ให้ความแข็งแรงรูปแบบบางอย่าง ในอุตสาหกรรมมนุษย์จะใช้ในการผลิตกระดาษเส้นใยอะซิเตทที่มีคุณค่า

แป้งเป็นสารอาหารพืชสำรองซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์อาหารที่มีคุณค่าสำหรับมนุษย์และสัตว์

Glycogen หรือไขมันสัตว์เป็นสารอาหารสำรองสำหรับสัตว์และมนุษย์ มันทำหน้าที่ของฉนวนกันความร้อนแหล่งพลังงานการป้องกันเชิงกล

biopolymers ผสมในองค์ประกอบของสิ่งมีชีวิต

นอกเหนือไปจากที่เราได้ตรวจสอบแล้วยังมีส่วนผสมต่างๆของสารประกอบโมเลกุลสูง biopolymers ดังกล่าวเป็นโครงสร้างผสมที่ซับซ้อนจากโปรตีนและไขมัน (lipoproteins) หรือจาก polysaccharides และโปรตีน (glycoproteins) อาจรวม lipids และ polysaccharides (lipopolysaccharides) ด้วยเช่นกัน

biopolymers เหล่านี้แต่ละชนิดมีหลายสายพันธุ์ที่มีอยู่ในสิ่งมีชีวิตจำนวนหน้าที่สำคัญ ได้แก่ การขนส่งสัญญาณการรับการควบคุมการทำงานของเอนไซม์การก่อสร้างและอื่น ๆ อีกมากมาย โครงสร้างของพวกเขามีความซับซ้อนทางเคมีและห่างจากตัวถอดรหัสสำหรับผู้แทนทั้งหมดดังนั้นฟังก์ชันจะไม่ได้รับการพิจารณาอย่างสมบูรณ์ วันนี้เป็นที่รู้กันทั่วไป แต่ส่วนสำคัญยังคงอยู่นอกเหนือขอบเขตของความรู้ของมนุษย์