Introduktion till kemi

Termer

• polymerEn relativt stor molekyl som består av en kedja eller ett nätverk av många identiska eller liknande monomerer som är kemiskt bundna till varandra.
• monomerEn relativt liten molekyl som kan bilda kovalenta bindningar med andra molekyler av denna typ för att bilda en polymer.

Näringsämnen är de molekyler som levande organismer behöver för sin överlevnad och tillväxt men som djur och växter inte kan syntetisera själva. Djur får näringsämnen genom att äta mat, medan växter hämtar näringsämnen från jorden.

Många viktiga näringsämnen är biologiska makromolekyler. Termen ”makromolekyl” myntades först på 1920-talet av Nobelpristagaren Hermann Staudinger. Staudinger var den förste som föreslog att många stora biologiska molekyler byggs upp genom att kovalent länka ihop mindre biologiska molekyler.

Biologiska makromolekyler spelar en avgörande roll för cellens struktur och funktion. De flesta (men inte alla) biologiska makromolekyler är polymerer, vilket är alla molekyler som byggs upp genom att länka samman många mindre molekyler, så kallade monomerer. Typiskt sett tenderar alla monomerer i en polymer att vara desamma, eller åtminstone mycket lika varandra, som länkas om och om igen för att bygga upp den större makromolekylen. Dessa enkla monomerer kan kopplas samman i många olika kombinationer för att skapa komplexa biologiska polymerer, precis som några typer av legobitar kan bygga allt från ett hus till en bil.

Exempel på dessa monomerer och polymerer kan hittas i sockret som du kanske lägger i ditt kaffe eller te. Vanligt bordssocker är disackariden sackaros (en polymer), som består av monosackariderna fruktos och glukos (som är monomerer). Om vi skulle foga ihop många kolhydratmonomerer skulle vi kunna göra en polysackarid som stärkelse. Prefixen ”mono-” (en), ”di-” (två) och ”poly-” (två). (många) talar om hur många av monomererna som har sammanfogats i en molekyl.

Biologiska makromolekyler innehåller alla kol i form av ringar eller kedjor, vilket innebär att de klassificeras som organiska molekyler. De innehåller vanligtvis också väte och syre samt kväve och ytterligare mindre element.

Fyra klasser av biologiska makromolekyler

Det finns fyra huvudklasser av biologiska makromolekyler:

1. Kolhydrater
2. Lipider
3. Proteiner
4. Nukleinsyror

Var och en av dessa typer av makromolekyler utför ett stort antal viktiga funktioner i cellen; en cell kan inte utföra sin roll i kroppen utan många olika typer av dessa viktiga molekyler. Tillsammans utgör dessa biologiska makromolekyler majoriteten av en cells torrvikt. (Vattenmolekyler utgör majoriteten av en cells totala massa.) Alla molekyler både inuti och utanför cellerna befinner sig i en vattenbaserad (dvs. vattenhaltig) miljö, och alla reaktioner i biologiska system sker i samma miljö.