O polimerizare caracterizează formarea polimerilor din monomeri. În chimie și biologie, există diferite tipuri de polimerizări. În organisme, reacțiile de polimerizare au loc pentru a forma biopolimeri precum proteine, acizi nucleici, Sau polizaharide.
Ce este polimerizarea?
Reacțiile de polimerizare au loc în organisme pentru a forma biopolimeri precum proteine or acizi nucleici. Acizi nucleici sunt componente ale ADN-ului și ARN-ului. Polimerizarea este un termen colectiv pentru formarea polimerilor din monomeri cu greutate moleculară mică. Reacțiile de polimerizare joacă un rol major atât în chimie, cât și în biologie. Polimerii sunt substanțe cu conținut molecular ridicat care constau din anumite elemente de bază. Aceste blocuri de bază, numite și monomeri, se acumulează în timpul polimerizării și formează lanțuri moleculare ridicate. Polimerii pot fi compuși din monomeri identici sau diferiți. În chimie, de exemplu, poliester, polietilenă, polivinil clorură (PVC) sau alte materiale plastice sunt cunoscute sub numele de polimeri. În biologie, proteine, nucleic acizi or polizaharide reprezintă biopolimeri foarte complexi. În domeniul chimic, există diferite tipuri de reacții de polimerizare. Se disting reacțiile de creștere în lanț și reacțiile de creștere în trepte. În reacțiile de creștere a lanțului, după o reacție inițială, monomeri suplimentari se leagă constant de lanțul activat. Acest lucru duce la creșterea lanțului. În reacțiile de creștere în trepte, monomerii implicați trebuie să aibă cel puțin două grupe funcționale. Nu există o creștere continuă a lanțului, dar se formează mai întâi dimeri, trimeri sau oligomeri, care mai târziu se combină pentru a forma un lanț mai lung. Reacțiile tipice de creștere în etape iau forma reacțiilor de adăugare sau condensare. Cu toate acestea, formarea biopolimerilor în sistemele biologice este mult mai complicată. Este nevoie de mai mulți pași de reacție. De exemplu, formarea de proteine sau nucleice acizi are loc doar cu ajutorul șabloanelor. În codul genetic, secvența azot Baze de în nucleic acizi este specificat. Acestea, la rândul lor, codifică secvența aminoacizi în proteinele individuale.
Funcția și sarcina
Polimerizările joacă un rol proeminent în toate sistemele biologice ale bacterii, ciuperci, plante și animale (inclusiv oameni). Astfel, proteinele și acizii nucleici sunt condiția prealabilă pentru viață. În esență, reacțiile de polimerizare pentru a forma aceste biomolecule și degradarea lor sunt reacțiile reale ale vieții. Acizii nucleici sunt componente ale ADN-ului și ARN-ului. Sunt compuse din acid fosforic, un monosugar (dezoxiriboză sau riboza) și patru azotate Baze de. Acid fosforic, zahăr și azot baza sunt fiecare asamblate pentru a forma o nucleotidă. Acizii nucleici, la rândul lor, constau din lanțuri de nucleotide dispuse pe rând. ADN conține dezoxiriboză, iar ARN conține riboza ca o zahăr moleculă. Nucleotidele individuale diferă numai în ceea ce privește azot baza. Trei nucleotide consecutive fiecare cod pentru un aminoacid ca triplet. Astfel, secvența nucleotidelor reprezintă codul genetic. Codul genetic stabilit în ADN este transferat la ARN prin mecanisme complicate. ARN-ul este apoi la rândul său responsabil pentru sinteza proteinelor cu o secvență fixă de aminoacizi. Anumite secțiuni din ADN (gene) codifică astfel proteinele corespunzătoare. Fiecare proteină are o funcție specifică în organism. Astfel, există proteine musculare, proteine ale țesut conjunctiv, imunoglobuline, peptidă hormoni or enzime. La rândul său, o enzimă specială cu o compoziție specifică este responsabilă pentru fiecare etapă metabolică. Acest lucru arată deja cât de importante sunt reacțiile de polimerizare coordonate precis pentru construirea acizilor nucleici și a proteinelor pentru procesele biochimice netede din organism. De exemplu, enzime trebuie să aibă secvența corectă de aminoacizi pentru a putea cataliza etapa de reacție specifică în metabolismul de care sunt responsabili. Pe lângă proteine și acizi nucleici, polizaharide sunt, de asemenea, biopolimeri importanți în organism. În plante, acestea îndeplinesc adesea funcții de susținere. Mai mult, ele stochează și energie. Amidonul din cartofi, de exemplu, este o substanță de rezervă care este utilizată pentru a genera energie în timpul încolțirii. ficat și mușchii pentru a satisface nevoile de energie în perioadele de restricție alimentară sau activitate fizică intensă. Glicogenul, ca și amidonul, este un polimer și se formează din monomer glucoză.
Boli și afecțiuni
Întreruperile reacțiilor de polimerizare biologică pot conduce la semnificativ sănătate Probleme. După cum sa menționat anterior, acizii nucleici sunt biopolimeri importanți. Când procesele chimice modifică secvența anumitor azoti Baze de, este prezentă așa-numita mutație. Mutația genă continuă să codifice proteinele, dar ordinea lor de aminoacizi se schimbă. Proteinele modificate în acest mod nu își mai pot îndeplini funcția în mod corespunzător în celulele afectate. Acesta poate conduce la tulburări metabolice, deoarece o enzimă poate eșua. Însă imunoglobuline poate fi, de asemenea, modificat. În acest caz, apar imunodeficiențe. Desigur, proteinele structurale pot fi, de asemenea, afectate de modificări, cu multe manifestări și simptome diferite. Mutațiile sunt adesea transmise și descendenților. În cursul vieții, erorile în reproducerea codului genetic apar din nou și din nou. În majoritatea cazurilor, celulele corpului afectat sunt distruse de sistemului imunitar. Cu toate acestea, acest lucru nu are întotdeauna succes. În unele cazuri, aceste celule se dezvoltă în cancer celulele, de exemplu, și creșterea lor amenință întregul organism. Multe alte boli degenerative, cum ar fi arterioscleroză, plângeri reumatice sau boală autoimună, poate fi, de asemenea, urmărit înapoi la tulburări în sinteza biopolimerilor. Chiar și sinteza glicogenului, polizaharida din ficat și mușchii, pot fi defecte. De exemplu, există boli de depozitare a glicogenului cu glicogen alterat anormal molecule, care la rândul său poate fi cauzat de defecte enzime. Glicogenul anormal nu mai poate fi descompus și continuă să se acumuleze în ficat.
