Makromolekyler:

Af Joseph Constance, MARReviewed by Dr. Liji Thomas, MD

Vand, organiske molekyler og uorganiske ioner er bestanddele af celler. Vand udgør den største del af de tre og tegner sig for næsten tre fjerdedele af en celles samlede masse. Samspillet mellem de forskellige komponenter i en celle og dens vandindhold er nøglen til biologisk kemi.

Natrium, kalium, magnesium, calcium, fosfat og klorid er blandt de vigtigste uorganiske ioner i en celle og udgør ikke mere end 1% af cellens masse. Men de organiske molekyler er de virkelig nye komponenter i en celle. De fleste af disse organiske forbindelser tilhører en af følgende molekylklasser:

• Kulhydrater
• Lipider
• Nukleinsyrer
• Proteiner

I den enkelte celle findes der tusindvis af forskellige typer af makromolekyler eller organiske forbindelser. Disse vil være forskellige, selv blandt cellerne hos den samme person. Variationerne er mere omfattende blandt forskellige mennesker. Makromolekyler – proteiner, nukleinsyrer og polysaccharider – dannes ved polymerisation af hundredvis af deres lavmolekylære forstadier – aminosyrer, nukleotider og simple sukkerstoffer.

Den mangfoldighed, der findes blandt makromolekyler, udvikler sig fra det enorme potentiale til at danne forskellige kombinationer af de ca. 50 almindelige monomerer, som udgør et makromolekyle. Disse makromolekyler kan udgøre op til 90 % af en celles tørvægt. Det er muligt at forstå den grundlæggende kemi i en celles opbygning ved at forstå funktionerne og strukturerne af de fire hovedtyper af organiske forbindelser, eller makromolekyler.

Kulhydrater

Kulhydrater er de grundlæggende byggematerialer og næringsstoffer i kroppen. Enkle sukkerarter og polysaccharider udgør denne gruppe. Glukose er et eksempel på et simpelt sukker, som er et vigtigt cellulært næringsstof. Nedbrydning af de simple sukkerarter ved kemisk reaktion genererer celleenergi og sætter gang i syntesen af andre bestanddele af en celle. Polysacchariderne, eller komplekse kulhydrater, repræsenterer den form, som sukker antager, når det lagres. Polysacchariderne er cellens strukturelle bestanddele. Desuden kan polysaccharider og andre sukkerarter fungere som markører for visse cellulære genkendelsesprocesser, herunder proteiners intracellulære bevægelse.

Lipider

Lipider er hydrofobiske molekyler. De er en meget effektiv form for energilagring og er vigtige bestanddele af cellemembranen. De er vigtige i cellesignalering, fungerer som udgangspunkt for forskellige biosyntetiske processer som f.eks. syntesen af østrogen og testosteron. Nogle lipider er i stand til at overføre signaler fra receptorer på celleoverfladen til mål i den samme eller andre celler. Fosfolipider indeholder to fedtsyrer, der er forbundet med en polær hovedgruppe. Ud over fosfolipiderne har cellerne glykolipider og kolesterol.

Nukleinsyrer

Nukleinsyrer lagrer og overfører arvelige data. DNA og RNA udgør en celles informationsmolekyler. DNA spiller en afgørende rolle som det genetiske materiale for mennesker og mange andre arter. RNA deltager i forskellige celleaktiviteter. Messenger RNA (mRNA) transporterer information fra DNA til ribosomerne, hvor de er involveret i syntesen af proteiner. Desuden er ribosomalt RNA og transfer-RNA involveret i proteinsyntesen. Andre RNA-molekyler bearbejder og flytter både proteiner og RNA. RNA kan også katalysere kemiske reaktioner, som f.eks. dem, der involverer syntese af proteiner og behandling af RNA.

Proteiner

Proteiner spiller en vigtig rolle i de fleste af de opgaver, som en organisme udfører. Proteiner udfører cellens arbejde, styret af den genetiske information, der bæres af nukleinsyrerne. En celle rummer mange tusinde proteiner, der fungerer som cellens strukturelle elementer, lagrer og transporterer små molekyler, overfører data mellem cellerne og forsvarer kroppen mod begyndende infektioner. Men proteiner fungerer også som enzymer, der fremskynder de fleste kemiske reaktioner. På denne måde styrer proteinerne de fleste celleaktiviteter.

Struktur og funktion

Kovalente bindinger, polaritet, temperatur, struktur og kemisk reaktivitet er blandt de kemiske faktorer, som styrer makromolekylernes struktur og funktion. Makromolekylernes struktur bestemmer, hvordan de fungerer og regulerer opgaver. Proteiner og nukleinsyrers 3D-struktur styres af ikke-kovalente og kovalente bindinger, som giver dem funktion. I mellemtiden er det muligt at ændre proteiners og nukleinsyrers struktur og funktion ved at anvende alternativ splejsning, ændring af nukleotidsekvensen eller ved kemisk modifikation. I sidste ende kan makromolekylernes struktur og funktion ændres over tid for at skabe forskellig biologisk aktivitet.

Med hensyn til funktion udnytter makromolekyler ikke-kovalente interaktioner, når de interreagerer med andre molekyler. Det meste af den biologiske funktionalitet afhænger af specificiteten og affiniteten af sådanne interaktioner. Strukturen af makromolekyler varierer og ændrer sig over tid. Dette er meget vigtigt for den biologiske funktionalitet. Det kan være muligt for små molekyler at nå ind i det indre af et makromolekyle. Makromolekylernes struktur kan påvirke den stabile ligevægt i biokemiske og molekylærbiologiske processer.

Tilstrækkelige ressourcer

• Lancering af næste generation Optima AUC fremmer proteinforskning og karakterisering af makromolekyler
• En ny metode til at manipulere makromolekyler
• Forskere bruger store-computermodellering i stor skala til at vise virkningerne af indespærring på cellemakromolekyler
• Forskere bruger PCT-teknik til at forstå de fysiske virkninger af kompression på makromolekyler
• Transparent gel kan snart blive det første og bedste valg til forsegling af hornhindeindsnit

• https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9879/
• https://www.asbmb.org/education/teachingstrategies/foundationalconcepts/MacromolecularStructureFunction/
• http://www.course-notes.org/biology/outlines/chapter_5_the_structure_and_function_of_macromolecules

Videre læsning

• Alt indhold af lipider
• Hvad er lipider?
• Lipiders biologiske funktioner
• Lipidmetabolisme
• Lipiders sundhed og ernæring

Skrevet af

Joseph Constance

Joseph Constance har skrevet om forskning, udvikling og markeder inden for sundhedsvæsenet og relaterede områder. Han har forfattet en række artikler og forretningsanalyser/markedsundersøgelsesrapporter inden for medicinsk udstyr, klinisk diagnostik og farmaceutiske områder. Joseph har en kandidatgrad fra New York University i kommunikation. Han nyder at tilbringe tid med sin kone, cykle, rejse og lære om forskellige kulturer.

Sidst opdateret 23. august 2018

Citationer

Benyt venligst et af følgende formater til at citere denne artikel i dit essay, papir eller rapport:

• APA

  Constance, Joseph. (2018, 23. august). Makromolekyler: Polysaccharider, proteiner og nukleinsyrer. News-Medical. Hentet den 26. marts 2021 fra https://www.news-medical.net/life-sciences/Macromolecules-Polysaccharides-Proteins-and-Nucleic-Acids.aspx.

• MLA

  Constance, Joseph. “Makromolekyler: Polysaccharider, proteiner og nukleinsyrer”. News-Medical. 26. marts 2021. <https://www.news-medical.net/life-sciences/Macromolecules-Polysaccharides-Proteins-and-Nucleic-Acids.aspx>.

• Chicago

  Constance, Joseph. “Makromolekyler: Polysaccharider, proteiner og nukleinsyrer”. News-Medical. https://www.news-medical.net/life-sciences/Macromolecules-Polysaccharides-Proteins-and-Nucleic-Acids.aspx. (tilgået den 26. marts 2021).

• Harvard

  Constance, Joseph. 2018. Makromolekyler: Polysaccharider, proteiner og nukleinsyrer. News-Medical, set 26. marts 2021, https://www.news-medical.net/life-sciences/Macromolecules-Polysaccharides-Proteins-and-Nucleic-Acids.aspx.