Cel nauczania
- Zidentyfikować cztery główne klasy makromolekuł biologicznych makromolekuł
Kluczowe punkty
- Makromolekuły biologiczne są ważnymi składnikami komórek i pełnią szeroki zakres funkcji niezbędnych do przetrwania i wzrostu organizmów żywych.
- Cztery główne klasy makrocząsteczek biologicznych to węglowodany, lipidy, białka i kwasy nukleinowe.
Terminy
- polimerWzględnie duża cząsteczka składająca się z łańcucha lub sieci wielu identycznych lub podobnych monomerów połączonych ze sobą chemicznie.
- monomerWzględnie mała cząsteczka, która może tworzyć wiązania kowalencyjne z innymi cząsteczkami tego typu w celu utworzenia polimeru.
Składniki odżywcze to cząsteczki, których żywe organizmy potrzebują do przeżycia i wzrostu, ale których zwierzęta i rośliny nie mogą same syntetyzować. Zwierzęta pozyskują składniki odżywcze poprzez spożywanie pokarmu, natomiast rośliny pobierają składniki odżywcze z gleby.
Wiele krytycznych składników odżywczych to makrocząsteczki biologiczne. Termin „makrocząsteczka” został po raz pierwszy użyty w latach 20. ubiegłego wieku przez laureata Nagrody Nobla Hermanna Staudingera. Staudinger jako pierwszy zaproponował, że wiele dużych cząsteczek biologicznych jest zbudowanych przez kowalencyjne połączenie ze sobą mniejszych cząsteczek biologicznych.
Makrocząsteczki biologiczne odgrywają kluczową rolę w strukturze i funkcji komórki. Większość (ale nie wszystkie) makrocząsteczek biologicznych to polimery, które są dowolnymi cząsteczkami zbudowanymi przez połączenie wielu mniejszych cząsteczek, zwanych monomerami. Zazwyczaj wszystkie monomery w polimerze są takie same, lub przynajmniej bardzo podobne do siebie, połączone w kółko, aby zbudować większą makrocząsteczkę. Te proste monomery mogą być łączone w wielu różnych kombinacjach, tworząc złożone biologiczne polimery, tak jak kilka rodzajów klocków Lego może zbudować wszystko, od domu po samochód.
Przykłady tych monomerów i polimerów można znaleźć w cukrze, który można dodać do kawy lub herbaty. Zwykły cukier stołowy jest disacharydem sacharozy (polimerem), który składa się z monosacharydów fruktozy i glukozy (które są monomerami). Gdybyśmy połączyli ze sobą wiele monomerów węglowodanów, moglibyśmy stworzyć polisacharyd, taki jak skrobia. Przedrostki „mono-” (jeden), „di-” (dwa),i „poly-” (wiele) powiedzą ci, ile monomerów zostało połączonych w cząsteczce.
Makrocząsteczki biologiczne wszystkie zawierają węgiel w formie pierścienia lub łańcucha, co oznacza, że są klasyfikowane jako cząsteczki organiczne. Zwykle zawierają również wodór i tlen, a także azot i dodatkowe pierwiastki śladowe.
Cztery klasy makromolekuł biologicznych
Istnieją cztery główne klasy makromolekuł biologicznych:
- węglowodany
- lipidy
- białka
- kwasy nukleinowe
Każdy z tych typów makrocząsteczek wykonuje szeroki wachlarz ważnych funkcji w komórce; komórka nie może pełnić swojej roli w organizmie bez wielu różnych typów tych kluczowych cząsteczek. W połączeniu te makrocząsteczki biologiczne stanowią większość suchej masy komórki. (Cząsteczki wody stanowią większość całkowitej masy komórki). Wszystkie cząsteczki zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz komórek znajdują się w środowisku wodnym, a wszystkie reakcje systemów biologicznych zachodzą w tym samym środowisku.
.