Una gran cantidad de compuestos diversosde diversa naturaleza química, el hombre pudo sintetizar en condiciones de laboratorio. Sin embargo, de todos modos, los más importantes y significativos para la vida de todos los sistemas vivos fueron, son y seguirán siendo sustancias naturales naturales. Es decir, esas moléculas que participan en miles de reacciones bioquímicas dentro de los organismos y son responsables de su funcionamiento normal.
La gran mayoría de ellos pertenecen al grupo llamado "polímeros biológicos".
El concepto general de biopolímeros.
En primer lugar, hay que decir que todos estoscompuestos: alto peso molecular, con una masa que alcanza millones de Daltons. Estas sustancias son polímeros animales y vegetales, que juegan un papel decisivo en la construcción de las células y sus estructuras, el suministro del metabolismo, la fotosíntesis, la respiración, la nutrición y todas las demás funciones vitales de cualquier organismo vivo.
Es difícil sobreestimar el valor de tales compuestos.Los biopolímeros son sustancias naturales de origen natural que se forman en organismos vivos y son la base de toda la vida en nuestro planeta. ¿Qué compuestos específicos se relacionan con ellos?
Biopolímeros celulares
Hay muchos de ellos. Entonces, los principales biopolímeros son los siguientes:
- ardillas
- polisacáridos;
- ácidos nucleicos (ADN y ARN).
Además de ellos, muchos polímeros mixtos formados a partir de combinaciones de los ya enumerados también se pueden atribuir aquí. Por ejemplo, lipoproteínas, lipopolisacáridos, glucoproteínas y otros.
Propiedades generales
Hay varias características que son inherentes a todas las moléculas consideradas. Por ejemplo, las siguientes propiedades generales de los biopolímeros:
- gran peso molecular debido a la formación de enormes macrocadenas con ramas en la estructura química;
- tipos de enlaces en macromoléculas (hidrógeno, interacciones iónicas, atracción electrostática, puentes disulfuro, enlaces peptídicos y otros);
- la unidad estructural de cada cadena es una unidad monomérica;
- estereorregularidad o su ausencia en la estructura de la cadena.
Pero en general, todos los biopolímeros aún tienen más diferencias en estructura y función que similitudes.
Ardillas
Gran importancia en la vida de cualquier criatura viviente.tienen moléculas de proteínas Tales biopolímeros son la base de toda la biomasa. De hecho, incluso de acuerdo con la teoría de Oparin-Haldane, la vida en la Tierra se originó a partir de una gota de coacervado, que era una proteína.
La estructura de estas sustancias está sujeta a estrictasorden en la estructura. La base de cada proteína son los residuos de aminoácidos que pueden unirse entre sí en una longitud de cadena ilimitada. Esto ocurre a través de la formación de enlaces especiales - enlaces peptídicos. Tal enlace se forma entre cuatro elementos: carbono, oxígeno, nitrógeno e hidrógeno.
Una molécula de proteína puede contener muchosresiduos de aminoácidos, tanto idénticos como diferentes (varias decenas de miles o más). Hay 20 tipos de aminoácidos en la composición de estos compuestos, sin embargo, su combinación diversa permite que las proteínas prosperen en términos cuantitativos y de especies.
Los biopolímeros de proteínas tienen diferentes conformaciones espaciales. Por lo tanto, cada representante puede existir en forma de una estructura primaria, secundaria, terciaria o cuaternaria.
El más simple y lineal de ellos es el primario. Es simplemente una serie de secuencias de aminoácidos unidas entre sí.
La conformación secundaria es más compleja.estructura, ya que la macrocadena general de la proteína comienza a girar en espiral, formando vueltas. Dos macroestructuras adyacentes se mantienen juntas entre sí debido a las interacciones covalentes e hidrógeno entre los grupos de sus átomos. Hay hélices alfa y beta de la estructura secundaria de las proteínas.
La estructura terciaria es un colapsouna macromolécula (cadena polipeptídica) de proteína en una maraña. Una red muy compleja de interacciones dentro de un glóbulo dado le permite ser bastante estable y mantener su forma.
Conformación cuaternaria es algunosLas cadenas de polipéptidos se pliegan en espiral y se tuercen en una bola, que en este caso también forman entre sí múltiples enlaces de varios tipos. La estructura globular más compleja.
Las funciones de las moléculas de proteínas.
- Transporte.Se lleva a cabo mediante células proteicas incluidas en la membrana plasmática. Forman los canales iónicos a través de los cuales puede pasar una u otra molécula. Además, muchas proteínas son parte de los organoides del movimiento de protozoos y bacterias, por lo tanto, están directamente involucradas en su movimiento.
- La función energética se realiza mediante datos.Las moléculas son muy activas. Un gramo de proteína en el proceso del metabolismo forma 17.6 kJ de energía. Por lo tanto, el consumo de productos vegetales y animales que contienen estos compuestos es vital para los organismos vivos.
- La función de construcción es participarMoléculas de proteínas en la construcción de la mayoría de las estructuras celulares, las propias células, tejidos, órganos, etc. Casi cualquier célula se construye básicamente a partir de estas moléculas (citoplasma del citoplasma, membrana plasmática, ribosoma, mitocondrias y otras estructuras involucradas en la formación de compuestos proteicos).
- La función catalítica es llevada a cabo por enzimas,que por su naturaleza química no son más que proteínas. Sin enzimas, la mayoría de las reacciones bioquímicas en el cuerpo serían imposibles, ya que son catalizadores biológicos en los sistemas vivos.
- La función del receptor (también señalización) ayuda a las células a navegar y responder adecuadamente a cualquier cambio en el entorno, tanto mecánico como químico.
Si consideramos las proteínas con mayor profundidad, podemos distinguir algunas funciones secundarias más. Sin embargo, estos son los principales.
Ácidos nucleicos
Tales biopolímeros son una parte importante de cadacélulas, ya sean procariotas o eucariotas. De hecho, los ácidos nucleicos incluyen moléculas de ADN (ácido desoxirribonucleico) y ARN (ácido ribonucleico), cada uno de los cuales es un enlace muy importante para los seres vivos.
Por su naturaleza química, el ADN y el ARN son secuencias de nucleótidos conectadas por enlaces de hidrógeno y puentes de fosfato. La composición del ADN incluye nucleótidos tales como:
- adenina;
- timina
- guanina
- citosina;
- azúcar de cinco carbonos desoxirribosa.
El ARN es diferente en que la timina es reemplazada por uracilo y el azúcar por ribosa.
Debido a la organización estructural especial, las moléculas de ADN pueden realizar una serie de funciones vitales. El ARN también juega un papel importante en la célula.
Las funciones de tales ácidos.
Los ácidos nucleicos son biopolímeros responsables de las siguientes funciones:
- DNA es el custodio y transmisorInformación genética en las células de los organismos vivos. En los procariotas, esta molécula se distribuye en el citoplasma. En una célula eucariota se encuentra dentro del núcleo, separada por cariolema.
- La molécula de ADN bicatenaria se divide en secciones:genes que forman la estructura cromosómica. Los genes de cada criatura forman un código genético especial en el que se cifran todos los signos del cuerpo.
- El ARN puede ser de tres tipos: matriz, ribosomaly transporte. Ribosomal está involucrado en la síntesis y ensamblaje de moléculas de proteínas en las estructuras correspondientes. La información de transferencia de matriz y transporte se lee del ADN y descifra su significado biológico.
Polisacáridos
Estos compuestos son predominantementepolímeros vegetales, es decir, que se encuentran específicamente en las células de la flora. Su pared celular, que contiene celulosa, es especialmente rica en polisacáridos.
Por su naturaleza química, los polisacáridos sonmacromoléculas de carbohidratos de estructura compleja. Pueden ser conformaciones lineales, en capas y cosidas. Los monómeros son azúcares simples de cinco, a menudo seis carbonos: ribosa, glucosa, fructosa. Son de gran importancia para las criaturas vivientes, ya que son parte de las células, son un nutriente de reserva de las plantas y se dividen con la liberación de una gran cantidad de energía.
El valor de varios representantes.
Los polímeros biológicos como el almidón, la celulosa, la inulina, el glucógeno, la quitina y otros son muy importantes. Son ellos quienes son fuentes importantes de energía en los organismos vivos.
Entonces, la celulosa es un componente esencial de la célulaparedes de plantas, algunas bacterias. Da fuerza, una cierta forma. En la industria, el hombre está acostumbrado a obtener papel, valiosas fibras de acetato.
El almidón es un nutriente vegetal que también es un alimento valioso para humanos y animales.
El glucógeno, o grasa animal, es un nutriente de reserva en animales y humanos. Realiza las funciones de aislamiento térmico, fuente de energía, protección mecánica.
Biopolímeros mixtos en seres vivos.
Además de los que examinamos, también hayDiversas combinaciones de compuestos de alto peso molecular. Tales biopolímeros son diseños mixtos complejos de proteínas y lípidos (lipoproteínas) o de polisacáridos y proteínas (glucoproteínas). También es posible una combinación de lípidos y polisacáridos (lipopolisacáridos).
Cada uno de estos biopolímeros tiene muchosespecies que realizan una serie de funciones importantes en los seres vivos: transporte, señalización, receptor, regulador, enzimático, construcción y muchos otros. Su estructura es químicamente muy compleja y está lejos de ser descifrada para todos los representantes, por lo tanto, las funciones no están completamente definidas. Hoy, solo se conocen los más comunes, pero una parte importante permanece más allá de los límites del conocimiento humano.
