Makromolekulák: Joseph Constance, MARviewed by Dr. Liji Thomas, MD A sejtek alkotóelemei a víz, a szerves molekulák és a szervetlen ionok.

• By Joseph Constance, MARviewed by Dr. Liji Thomas, MD

  Víz, szerves molekulák és szervetlen ionok. A három közül a víz teszi ki a legnagyobb hányadot, a sejt teljes tömegének csaknem háromnegyedét. A sejt különböző összetevői és víztartalma közötti kölcsönhatások kulcsfontosságúak a biológiai kémia szempontjából.

  A nátrium, kálium, magnézium, kalcium, foszfát és klorid a sejt fő szervetlen ionjai közé tartoznak, és a sejt tömegének legfeljebb 1%-át teszik ki. A szerves molekulák azonban a sejt igazán újszerű összetevői. A legtöbb ilyen szerves vegyület a következő molekulaosztályok valamelyikébe tartozik:

  • Szénhidrátok
  • Lipidek
  • Nukleinsavak
  • Fehérjék

  Az egyes sejtekben több ezer különböző típusú makromolekula, vagyis szerves vegyület létezik. Ezek még ugyanazon személy sejtjei között is különbözőek lesznek. A különböző emberek között a variációk még kiterjedtebbek. A makromolekulák – fehérjék, nukleinsavak és poliszacharidok – kis molekulatömegű előanyagaik – aminosavak, nukleotidok és egyszerű cukrok – százainak polimerizációjával jönnek létre.

  A makromolekulák sokfélesége abból a hatalmas lehetőségből fejlődik ki, hogy a makromolekulát alkotó mintegy 50 közös monomer különböző kombinációit alkotják. Ezek a makromolekulák a sejt száraz tömegének akár 90%-át is kitehetik. A négy fő szerves vegyülettípus, vagyis a makromolekulák funkcióinak és szerkezetének megértésével megérthetjük a sejt felépítésének alapvető kémiai összefüggéseit.

  • Szénhidrátok
  • Lipidek
  • Nukleinsavak
  • Fehérjék
  • Szerkezet és működés
  • Kiegészítő források
  • További olvasnivaló
  • Joseph Constance
  • Hivatkozások

  Szénhidrátok

  A szénhidrátok a szervezet alapvető építőanyagai és tápanyagai. Az egyszerű cukrok és a poliszacharidok alkotják ezt a csoportot. A glükóz egy példa az egyszerű cukrokra, amely fontos sejtszintű tápanyag. Az egyszerű cukrok kémiai reakcióval történő bomlása sejtenergiát termel, valamint a sejt egyéb alkotóelemeinek szintézisét indítja el. A poliszacharidok, vagyis az összetett szénhidrátok képviselik azt a formát, amelyet a cukor a tárolás során vesz fel. A poliszacharidok a sejt szerkezeti elemei. Ezenkívül a poliszacharidok és más cukrok bizonyos sejtfelismerési folyamatok, többek között a fehérjék sejten belüli mozgásának jelölőjeként működhetnek.

  Lipidek

  A lipidek hidrofób molekulák. Az energiatárolás rendkívül hatékony formáját jelentik, és a sejtmembrán fő alkotóelemei. Fontosak a sejtek jelátvitelében, különböző bioszintetikus folyamatok, például az ösztrogén és a tesztoszteron szintézisének kiindulópontjaként működnek. Egyes lipidek képesek jeleket közvetíteni a sejtfelszíni receptorokról az azonos vagy más sejtekben lévő célpontokhoz. A foszfolipidek két zsírsavat tartalmaznak, amelyek egy poláris fejcsoporthoz kapcsolódnak. A foszfolipideken kívül a sejtek rendelkeznek glikolipidekkel és koleszterinnel.

  Nukleinsavak

  A nukleinsavak az örökletes adatokat tárolják és továbbítják. A DNS és az RNS képviseli a sejt információs molekuláit. A DNS döntő szerepet játszik az ember és sok más faj örökítőanyagaként. Az RNS különböző sejtszintű tevékenységekben vesz részt. A hírvivő RNS (mRNS) szállítja az információt a DNS-ből a riboszómákhoz, ahol azok részt vesznek a fehérjék szintézisében. Ezenkívül a riboszomális RNS és a transzfer RNS is részt vesz a fehérjeszintézisben. Más RNS-molekulák mind a fehérjéket, mind az RNS-t feldolgozzák és mozgatják. Az RNS kémiai reakciókat is katalizálhat, például a fehérjék szintézisét és az RNS feldolgozását.

  Fehérjék

  A fehérjék fontos szerepet játszanak a legtöbb feladatban, amelyet egy szervezet végez. A fehérjék végzik a sejt munkáját, amelyet a nukleinsavak által hordozott genetikai információ irányít. Egy sejtben sok ezer fehérje található, amelyek a sejt szerkezeti elemeiként működnek, kis molekulákat tárolnak és szállítanak, adatokat továbbítanak a sejtek között, és védik a szervezetet a fertőzések kialakulása ellen. A fehérjék azonban enzimként is működnek, amelyek a legtöbb kémiai reakciót felgyorsítják. Ily módon a fehérjék irányítják a sejtek legtöbb tevékenységét.

  

  Szerkezet és működés

  A makromolekulák szerkezetét és működését meghatározó kémiai tényezők közé tartoznak a kovalens kötések, a polaritás, a hőmérséklet, a szerkezet és a kémiai reakcióképesség. A makromolekulák szerkezete határozza meg működésüket és a feladatok szabályozását. A fehérjék és a nukleinsavak 3-D szerkezetét nem kovalens és kovalens kötések szabályozzák, funkciót kölcsönözve nekik. Eközben a fehérjék és nukleinsavak szerkezete és funkciója megváltoztatható alternatív splicing alkalmazásával, a nukleotidszekvencia megváltoztatásával vagy kémiai módosítással. Végül a makromolekulák szerkezete és funkciója idővel megváltozhat, hogy különböző biológiai aktivitást hozzon létre.

  A funkció szempontjából a makromolekulák nem kovalens kölcsönhatásokat használnak fel, amikor más molekulákkal kölcsönhatásba lépnek. A legtöbb biológiai funkcionalitás az ilyen kölcsönhatások specificitásától és affinitásától függ. A makromolekulák szerkezete változó és idővel változik. Ez nagyon fontos a biológiai funkcionalitás szempontjából. Lehetséges, hogy kis molekulák eljutnak egy makromolekula belsejébe. A makromolekulák szerkezete befolyásolhatja a biokémiai és molekuláris biológiai folyamatok stabil egyensúlyát.

  Kiegészítő források

  • A következő generációs Optima AUC bevezetése elősegíti a fehérjekutatás és a makromolekulák jellemzését
  • Új módszer a makromolekulák manipulálására
  • A kutatók a nagyméretű-számítógépes modellezéssel mutatják be a sejtek makromolekuláira gyakorolt korlátozó hatásokat
  • Tudósok PCT-technikával értik meg a tömörítés fizikai hatásait a makromolekulákra
  • Átlátszó gél lehet hamarosan az első és legjobb választás a szaruhártya bemetszések lezárására
  • 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

  További olvasnivaló

  • Minden lipid tartalom
  • Mi a lipidek?

  Lipidek biológiai funkciói

• Lipid-anyagcsere
• Lipidek egészség és táplálkozás

Az író

Joseph Constance

Joseph Constance az egészségügy és a kapcsolódó területek kutatásáról, fejlesztéséről és piacairól írt. Számos cikk és üzleti elemzés/piackutatási jelentés szerzője az orvostechnikai eszközök, a klinikai diagnosztika és a gyógyszeripar területén. Joseph a New York-i Egyetemen szerzett MA diplomát kommunikációból. Szívesen tölti az idejét feleségével, kerékpározik, utazik, és szívesen ismerkedik különböző kultúrákkal.

Hivatkozások

.