Полимеризация

A Полимеризация характеризира образуването на полимери от мономери. Съществуват различни видове полимеризации в химията и биологията. Реакциите на полимеризация протичат в организма, за да образуват биополимери като протеини, нуклеинови киселини или полизахариди.

Съдържание

Каква е полимеризацията?

Полимеризацията е общ термин за образуване на полимери от мономери с ниско молекулно тегло. Реакциите на полимеризация играят важна роля както в химията, така и в биологията. Полимерите са високомолекулни вещества, които се състоят от определени основни градивни елементи. Тези основни градивни елементи, наричани още мономери, се сглобяват по време на полимеризацията и образуват високомолекулни вериги.

Полимерите могат да бъдат съставени от едни и същи или различни мономери. В химията например полиестер, полиетилен, поливинилхлорид (PVC) или други пластмаси са известни като полимери. В биологията протеините, нуклеиновите киселини или полизахаридите са силно сложни биополимери.

Има различни видове реакции на полимеризация в химическата област. Прави се разлика между верижния растеж и реакциите на стъпков растеж. При реакциите на растеж на веригата, допълнителни мономери непрекъснато се свързват с активираната верига след начална реакция. Това след това води до растеж на веригата. В реакциите на стъпков растеж участващите мономери трябва да имат поне две функционални групи. Няма постоянен растеж на веригата, а първоначално се образуват димери, тримери или олигомери, които по-късно се комбинират, за да образуват по-дълга верига. Типичните стъпкови реакции на растеж са под формата на реакции на добавяне или кондензация.

Образуването на биополимери в биологичните системи обаче е далеч по-сложно. Това изисква много различни стъпки на реакция. Образуването на протеини или нуклеинови киселини се извършва, наред с други неща, само с помощта на шаблони. Последователността на азотните основи в нуклеиновите киселини се определя в генетичния код. Те от своя страна кодират последователността на аминокиселините в отделните протеини.

Функция и задача

Нуклеиновите киселини са компоненти на ДНК и РНК. Състоят се от фосфорна киселина, монозахар (дезоксирибоза или рибоза) и четири азотни основи. Фосфорната киселина, захарта и азотната основа са съставени от нуклеотид. Нуклеиновите киселини от своя страна се състоят от вериги от нуклеотиди в един ред.

Дезоксирибозата е включена в ДНК и рибоза като захарна молекула в РНК. Единствената разлика между отделните нуклеотиди е азотната основа. Три последователни нуклеотида всеки кодират по една аминокиселина като триплет. Последователността на нуклеотидите представлява генетичния код.

Генетичният код, определен в ДНК, се прехвърля в РНК чрез сложни механизми. След това РНК е отговорна за синтеза на протеини с фиксирана аминокиселинна последователност. Определени секции в ДНК (гените) кодират съответните протеини.

Всеки протеин има специална функция в организма. Има мускулни протеини, протеини на съединителната тъкан, имуноглобулини, пептидни хормони и ензими. Специален ензим със специфичен състав е отговорен за всеки метаболитен етап. Това вече показва колко важни са точно координираните реакции на полимеризация за изграждането на нуклеинови киселини и протеини за гладки биохимични процеси в организма.

Например, ензимите трябва да имат правилната аминокиселинна последователност, за да могат да катализират специфичния етап на реакция в метаболизма, за който те са отговорни.

В допълнение към протеините и нуклеиновите киселини, полизахаридите също са важни биополимери в организма. При растенията те често имат поддържащи функции. Те също така съхраняват енергия. Нишестето в картофа е резервно вещество, което той използва за генериране на енергия, когато покълне. Хората също така съхраняват гликоген в черния си дроб и мускулите, за да покрият енергийните си нужди, когато не се хранят или по време на интензивна физическа активност. Подобно на нишестето, гликогенът е полимер и се получава от мономерната глюкоза.

Можете да намерите лекарствата си тук

Болести и неразположения

Това може да доведе до метаболитни заболявания, тъй като ензимът може да се провали. Но може би имуноглобулините също се променят. Тогава се появяват имунни дефекти. Разбира се, структурните протеини също могат да бъдат засегнати от промените, с много различни прояви и оплаквания.

Мутациите често се предават на потомството. В хода на живота грешки при възпроизвеждането на генетичния код се появяват отново и отново. Обикновено засегнатите телесни клетки се унищожават от имунната система. Това обаче не винаги работи. В някои случаи тези клетки се развиват в ракови клетки и растежът им застрашава целия организъм.

Много други дегенеративни заболявания като артериосклероза, ревматични оплаквания или автоимунни заболявания също могат да бъдат проследени до нарушения в синтеза на биополимери. Дори синтезът на гликоген, полизахаридът в черния дроб и мускулите, може да се провали. Например има заболявания за съхранение на гликоген с необичайно променени молекули на гликоген, които от своя страна могат да бъдат причинени от дефектни ензими. Патологичният гликоген вече не може да се разгражда и продължава да се натрупва в черния дроб.

подувам

Arasteh, K., et. ал.: вътрешни болести. Thieme, Щутгарт 2013
Hahn, J.-M.: Контролен списък за вътрешни болести. Thieme, Щутгарт 2013
Herold, G .: Вътрешни болести. Самоиздадено, Кьолн 2016

Може да се интересувате и от

В MedLexi.de не само публикуваме за здраве, медицина и уелнес, но също така сме ентусиазирани от текущите медицински изследвания и медицински технологии. Ние с удоволствие изследваме всички теми, свързани с благосъстоянието на човека и неговото здраве и обясняваме сложни медицински проблеми с високи журналистически стандарти за широката публика.

Медицинските експертни познания за нашите предметни области ни помагат да подготвим разбираеми знания за вашето здраве. Ние разследваме проблемите с любопитство, проверяваме ги въз основа на текущата изследователска ситуация и също така разглеждаме ежедневната медицинска практика. Виждаме себе си като посредници на знанието между лекар и пациент.