Полімеризація - функції, завдання та хвороби

A Полімеризація характеризує утворення полімерів з мономерів. У хімії та біології існують різні типи полімеризації. Реакції полімеризації відбуваються в організмі з утворенням біополімерів, таких як білки, нуклеїнові кислоти або полісахариди.

Зміст

Що таке полімеризація?

Полімеризація - це загальний термін для утворення полімерів з низькомолекулярних мономерів. Реакції полімеризації відіграють важливу роль як у хімії, так і в біології. Полімери - це високомолекулярні речовини, які складаються з певних основних будівельних блоків. Ці основні будівельні блоки, які також називають мономерами, збираються під час полімеризації та утворюють високомолекулярні ланцюги.

Полімери можуть складатися з однакових або різних мономерів. Наприклад, у хімії поліестер, поліетилен, полівінілхлорид (ПВХ) або інші пластмаси відомі як полімери. У біології білки, нуклеїнові кислоти або полісахариди є дуже складними біополімерами.

У хімічній галузі існують різні типи реакцій полімеризації. Розрізняють ланцюговий ріст і реакції крокового росту. У реакціях росту ланцюга подальші мономери безперервно зв'язуються з активованим ланцюгом після реакції запуску. Потім це призводить до зростання ланцюга. У реакціях стадійного росту залучені мономери повинні мати принаймні дві функціональні групи. Немає постійного зростання ланцюга, швидше формуються димери, тримери або олігомери, які згодом поєднуються, утворюючи довший ланцюг. Типові етапові реакції росту мають форму реакцій додавання або конденсації.

Однак утворення біополімерів у біологічних системах набагато складніше. Це вимагає багатьох різних етапів реакції. Утворення білків або нуклеїнових кислот відбувається, серед іншого, лише за допомогою шаблонів. Послідовність основ азоту в нуклеїнових кислотах визначається в генетичному коді. Вони, в свою чергу, кодують послідовність амінокислот в окремих білках.

Функція та завдання

Нуклеїнові кислоти є компонентами ДНК і РНК. Вони складаються з фосфорної кислоти, моноцукру (дезоксирибоза або рибоза) та чотирьох основ азоту. Фосфорна кислота, цукор та основа азоту складаються з нуклеотиду. Нуклеїнові кислоти в свою чергу складаються з ланцюгів нуклеотидів підряд.

Дезоксирибоза вбудовується в ДНК, а рибоза - в РНК як молекула цукру. Єдина різниця між окремими нуклеотидами - це азотна основа. Три послідовних нуклеотиди кожен кодують одну амінокислоту як триплет. Послідовність нуклеотидів представляє генетичний код.

Генетичний код, визначений в ДНК, передається РНК за допомогою складних механізмів. Потім РНК відповідає за синтез білків із фіксованою амінокислотною послідовністю. Певні ділянки в ДНК (генах) кодують відповідні білки.

Кожен білок має особливу функцію в організмі. Існують м’язові білки, білки сполучної тканини, імуноглобуліни, пептидні гормони та ферменти. Спеціальний фермент зі специфічним складом відповідає за кожну метаболічну стадію. Це вже показує, наскільки важливі точно скоординовані реакції полімеризації для побудови нуклеїнових кислот і білків для безперебійних біохімічних процесів в організмі.

Наприклад, ферменти повинні мати правильну амінокислотну послідовність, щоб мати можливість каталізувати конкретний етап реакції в метаболізмі, за який вони відповідають.

Крім білків та нуклеїнових кислот, важливими біополімерами в організмі є також полісахариди. У рослин вони часто виконують допоміжні функції. Вони також накопичують енергію. Крохмаль у картоплі - запасна речовина, яку він використовує для отримання енергії при проростанні. Люди також зберігають глікоген у своїй печінці та м’язах, щоб покрити свої енергетичні потреби, коли вони не їдять або під час інтенсивних фізичних навантажень. Як і крохмаль, глікоген є полімером і виробляється з мономеру глюкози.

Ви можете знайти свої ліки тут

Хвороби та нездужання

Це може призвести до метаболічних захворювань, оскільки фермент може вийти з ладу. Але, можливо, імуноглобуліни також змінені. Потім з’являються імунні дефекти. Звичайно, структурні білки також можуть впливати на зміни, маючи багато різних проявів та скарг.

Мутації часто передаються нащадкам. У процесі життя помилки у відтворенні генетичного коду трапляються знову і знову. Зазвичай уражені клітини організму руйнуються імунною системою. Однак це не завжди працює. У деяких випадках ці клітини перетворюються на ракові клітини, і їх зростання загрожує всьому організму.

Багато інших дегенеративних захворювань, таких як артеріосклероз, ревматичні скарги чи аутоімунні захворювання, також можна простежити до порушень синтезу біополімерів. Навіть синтез глікогену, полісахариду в печінці та м’язах, може провалитися. Наприклад, існують хвороби накопичення глікогену з аномально зміненими молекулами глікогену, які, в свою чергу, можуть бути викликані дефектними ферментами. Патологічний глікоген більше не може розщеплюватися і продовжує накопичуватися в печінці.

набрякати

Арастех, К. та ін. ін.: внутрішня медицина. Тієма, Штутгарт 2013
Hahn, J.-M.: Контрольний список з питань внутрішньої медицини. Тієма, Штутгарт 2013
Герольд, Г.: Внутрішня медицина. У видавництві, Кельн, 2016

Вас також може зацікавити

На MedLexi.de ми не лише публікуємо інформацію про здоров’я, медицину та оздоровлення, ми також в захваті від сучасних медичних досліджень та медичних технологій. Ми із задоволенням досліджуємо всі теми, пов’язані з добробутом та здоров’ям людини, і пояснюємо складні медичні проблеми з високими журналістськими стандартами для широкої громадськості.

Знання медичних експертів з наших предметних областей допомагають нам підготувати зрозумілі знання для вашого здоров’я. Ми з цікавістю досліджуємо факти, перевіряємо їх на основі поточної дослідницької ситуації, а також вивчаємо щоденну медичну практику. Ми бачимо себе посередниками знань між лікарем та пацієнтом.