De la molecule la celule
Pentru funcționarea corectă a sistemelor celulare este necesară organizarea precisă a acestora. Prin urmare, natura a venit cu un mecanism inteligent care vă permite să controlați procesul de grupare a moleculelor.
Legăturile covalente obișnuite pentru unificarea macromoleculelor nu sunt adecvate, deoarece atomii legați prin legătura covalentă devin părți ale unei molecule. Dacă ne imaginăm organizarea macromoleculelor într-o celulă cu ajutorul legăturilor covalente, se pare că celula este o macromolecule gigantică! În plus, legăturile covalente sunt prea puternice - un "cablu de oțel" real. Pentru niște carcase uriașe, cum ar fi proteine sau acizi nucleici, aveți nevoie de ceva destul de diferit - asemănător cu o plasă de pescuit subțire. O astfel de "rețea" va păstra în mod credibil moleculele împreună și, în același timp, le va da o anumită libertate necesară pentru a-și îndeplini funcția.
O rețea care combină două macromolecule este formată deoarece atomii legați covalent sunt capabili să interacționeze cu atomii din apropiere din cadrul aceleași molecule sau diferite. Aceste interacțiuni sunt mult mai slabe decât legăturile covalente și au același nume - interacțiuni slabe. În biomolecule se disting trei tipuri de interacțiuni slabe: legăturile de hidrogen, interacțiunile ionice și forțele van der Waals (vezi articolul "Legătura chimică").
O altă interacțiune slabă importantă nu se datorează atât naturii atomilor apropiați, cât și structurii spațiale a apei. Această substanță unică are o structură ordonată cu fluid, susținută de legături de hidrogen. Atunci când un astfel de sistem simplificat introdus obiecte străine - grupuri nepolare de atomi, care sunt abundente se găsesc în multe molecule biologice, legăturile de hidrogen sunt rupte. Acest lucru este extrem de dezavantajos din punct de vedere termodinamic. Pentru a evita o pierdere semnificativă de energie rămâne o opțiune - pentru a colecta resturile de nepolare străine într-o grămadă și, astfel, reduce contactul lor cu moleculele de apă. Rezultatul este că resturile nepolare, care se încadrează în apă, tind să se lipească între ele și contactele de formă unii cu alții, dar nu și cu moleculele de apă. Aceste contacte sunt numite hidrofobe (de la grecescul „Gidor.“ - „apă“ și „Phobos“ - „frică“) interacțiuni.
Interacțiunile slabe, în ciuda numelui lor, sunt înzestrate cu putere puternică. Ei determină modul în care diferite părți ale moleculelor sunt aranjate unul față de celălalt. Ca urmare a interacțiunilor slabe, datorită participării unui număr mare de atomi în ele, se formează structuri stabile. Una sau două conexiuni, desigur, sunt ușor de rupt, dar odată cu apariția unei multitudini de legături, puterea interacțiunii crește semnificativ.
Un număr mare de contacte între atomii de molecule interacționate este determinat de faptul că suprafețele lor corespund una cu cealaltă. Desigur, când vine vorba de molecule mici, de exemplu, o moleculă de apă, cuvântul "suprafață" nu este în întregime adecvat. Dar la nivelul macromoleculei, suprafața devine un concept important. Toate moleculele mari sunt pliate în spațiu, astfel încât unele grupuri rămân afară, iar partea "privește în interior". Proprietățile întregii macromolecule depind foarte mult de grupurile care se află la suprafață.
Astfel, macromoleculele cu "formele" corespunzătoare se recunosc reciproc și încearcă să se unească. De exemplu, moleculele de proteine și lipide se pot asocia, formând lipoproteine. Aceste complexe sunt prezente în plasma sanguină a mamiferelor și îndeplini funcția de transport - efectuează transferul substanțelor în organism. Amestec de acizi nucleici și proteine ale complexului format de nucleoproteine structură complexe (nucleu lat. - «Core») care operează pe diferite funcții biologice. Una dintre clasele cele mai răspândite este virușii.
Există printre nucleoproteine și altele asemenea, fără de care este dificil să ne imaginăm o celulă vie. Acestea sunt ribozomi - complexe constând din aproximativ 55-100 molecule diferite de proteine și câteva molecule de ARN (vezi articolul "Gene Expression"). Ribosomii joacă un rol esențial - asociază noi proteine în celulă. Aceasta este o invenție unică a naturii, atributul principal al vieții. La urma urmei, viata incepe in cazul in care sinteza de proteine se fierbe!
Complexele de macromolecule sunt departe de ultimul nivel al organizării celulare. Ele sunt combinate în structuri separate - organite celulare: nucleul, mitocondriile, cloroplastele etc. Diferitele componente ale organitelor celulare sunt de asemenea combinate unele cu altele, în principal prin intermediul unor interacțiuni necovalente ..
Structura bilaterului lipidic. Lipidele își ascund "cozile" nepolare (radicali ai acizilor grași), rezultând o dublă.
Trimiteți-le prietenilor: