Kafli 3 - Samantekt

Samantekt

3.1 Nýmyndun lífrænna stórsameinda

Prótein, kolvetni, kjarnsýrur og lípíð eru fjórir meginflokkar lífrænna stórsameinda – stórar sameindir sem eru nauðsynlegar fyrir líf og byggðar úr minni lífrænum sameindum. Stórsameindir samanstanda af stökum einingum sem vísindamenn kalla einingar og eru tengdar saman með samgildum tengjum til að mynda stærri fjölliður. Fjölliðan er meira en summa hluta sinna: hún öðlast nýja eiginleika og leiðir til osmósuþrýstings sem er mun lægri en sá sem myndast af innihaldsefnum hennar. Þetta er mikilvægur kostur við að viðhalda osmósuaðstæðum í frumum. Eining tengist annarri einingu með losun vatnssameindar, sem leiðir til myndunar samgilds tengis. Vísindamenn kalla þetta afvötnunar- eða þéttihvörf. Þegar fjölliður brotna niður í smærri einingar (einingar) nota þær eina vatnssameind fyrir hvert tengi sem er rofið með þessum hvörfum. Slík hvörf eru vatnsrofshvörf. Afvötnunar- og vatnsrofshvörf eru svipuð fyrir allar stórsameindir, en hvert eininga- og fjölliðuhvarf er sérstakt fyrir sinn flokk. Afvötnunarhvörf krefjast venjulega orkufjárfestingar fyrir myndun nýrra tengja, en vatnsrofshvörf losa venjulega orku með því að rjúfa tengi.

3.2 Kolvetni

Kolvetni eru hópur stórsameinda sem eru mikilvægur orkugjafi fyrir frumuna og veita plöntufrumum, sveppum og öllum liðdýrum, þar á meðal humri, kröbbum, rækjum, skordýrum og köngulóm, byggingarstuðning. Vísindamenn flokka kolvetni sem einsykrur, tvísykrur og fjölsykrur eftir fjölda einliða í sameindinni. Einsykrur eru tengdar með glýkósíðtengjum sem myndast við þéttihvörf og mynda tvísykrur og fjölsykrur með því að losa eina vatnssameind fyrir hvert tengi sem myndast. Glúkósi, galaktósi og frúktósi eru algengar einsykrur; en algengar tvísykrur eru meðal annars laktósi, maltósi og súkrósi. Miki og glýkógen, dæmi um fjölsykrur, eru geymsluform glúkósa í plöntum og dýrum. Löngu fjölsykrukeðjurnar geta verið greinóttar eða ógreinóttar. Sellúlósi er dæmi um ógreinótta fjölsykru; en amýlópektín, sem er hluti af mika, er mjög greinótt sameind. Geymsla glúkósa, í formi fjölliða eins og mika eða glýkógens, gerir hann örlítið minna aðgengilegan fyrir efnaskipti; þetta kemur þó í veg fyrir að hann leki út úr frumunni eða skapi háan osmósuþrýsting sem gæti valdið því að fruman taki upp of mikið vatn.

3.3 Lípíð

Lípíð eru flokkur stórsameinda sem eru óskautaðar og vatnsfælnar í eðli sínu. Helstu gerðir eru fita og olíur, vax, fosfólípíð og sterar. Fita er geymd orka og er einnig þekkt sem þríacýlglýseról eða þríglýseríð. Fita samanstendur af fitusýrum og annaðhvort glýseróli eða sfingósíni. Fitusýrur geta verið ómettaðar eða mettaðar, eftir því hvort tvítengi eru til staðar í kolvetniskeðjunni. Ef aðeins eintengi eru til staðar eru þær mettaðar fitusýrur. Ómettaðar fitusýrur geta haft eitt eða fleiri tvítengi í kolvetniskeðjunni. Fosfólípíð mynda fylki himnunnar. Þau hafa glýseról- eða sfingósínburðarás sem tvær fitusýrukeðjur og fosfathópur eru tengdir við. Sterar eru annar flokkur lípíða. Grunnbygging þeirra hefur fjóra samrunna kolefnishringi. Kólesteról er tegund stera og er mikilvægur hluti frumuhimnunnar, þar sem það hjálpar til við að viðhalda hreyfanlegu eðli himnunnar. Það er einnig forveri sterahormóna eins og testósteróns.

3.4 Prótín

Prótín eru flokkur stórsameinda sem gegna fjölbreyttu hlutverki fyrir frumuna. Þau hjálpa til við efnaskipti með því að virka sem ensím, burðarefni eða hormón og veita byggingarstuðning. Byggingareiningar prótína (einliður) eru amínósýrur. Hver amínósýra hefur miðlægt kolefnisatóm sem tengist amínóhópi, karboxýlhópi, vetnisatómi og R-hópi eða hliðarkeðju. Til eru 20 algengar amínósýrur og hver þeirra er frábrugðin í R-hópnum. Peptíðtengi tengir hverja amínósýru við nágranna sína. Löng amínósýrukeðja er fjölpeptíð.

Prótín eru skipulögð á fjórum stigum: fyrsta, annars, þriðja og (valkvætt) fjórða stigs. Fyrsta stigs byggingin er einstök röð amínósýranna. Staðbundin felling fjölpeptíðsins til að mynda byggingar eins og α-gorminn og β-fellinguna myndar annars stigs bygginguna. Heildar þrívíddarbyggingin er þriðja stigs byggingin. Þegar tvö eða fleiri fjölpeptíð sameinast til að mynda heildarbyggingu prótínsins er sú uppsetning fjórða stigs bygging prótínsins. Lögun og virkni prótína eru nátengd. Allar breytingar á lögun sem orsakast af breytingum á hitastigi eða sýrustigi (pH) geta leitt til eðlissviptingar prótíns og taps á virkni.

3.5 Kjarnsýrur

Kjarnsýrur eru sameindir sem samanstanda af kirnum sem stjórna frumustarfsemi eins og frumuskiptingu og prótínmyndun. Hvert kirni samanstendur af pentósasykru, niturbasa og fosfathópi. Það eru tvær tegundir kjarnsýra: DNA og RNA. DNA ber erfðaefni frumunnar og miðlar því frá foreldrum til afkvæma (í formi litninga). Það hefur tvöfaldan gorm sem er með tvo þætti sem liggja í gagnstæðar áttir, tengdir með vetnistengjum og eru samsvarandi hvor öðrum. RNA er einþátta fjölliða sem samanstendur af tengdum ríbókirnum sem eru gerðir úr pentósasykru (ríbósa), niturbasa og fosfathópi. RNA tekur þátt í prótínmyndun og stjórnun hennar. Sendi-RNA (mRNA) afritar frá DNA, flytur sig út úr kjarnanum út í umfrymið og inniheldur upplýsingar til að smíða prótín. Ríbósóm-RNA (rRNA) er hluti af ríbósómum á stað prótínmyndunar; en flutnings-RNA (tRNA) ber amínósýruna á stað prótínmyndunar. Ör-RNA stjórnar notkun mRNA fyrir prótínmyndun.