Una polimerización caracteriza la formación de polímeros a partir de monómeros. En química y biología existen diferentes tipos de polimerizaciones. En los organismos, las reacciones de polimerización tienen lugar para formar biopolímeros como proteínas, ácidos nucleicoso polisacáridos.
¿Qué es la polimerización?
Las reacciones de polimerización tienen lugar en organismos para formar biopolímeros como proteínas or ácidos nucleicos. Ácidos nucleicos son componentes de ADN y ARN. La polimerización es un término colectivo para la formación de polímeros a partir de monómeros de bajo peso molecular. Las reacciones de polimerización juegan un papel importante tanto en química como en biología. Los polímeros son sustancias de alto peso molecular que constan de ciertos componentes básicos. Estos bloques de construcción básicos, también llamados monómeros, se acumulan durante la polimerización y forman cadenas de alto peso molecular. Los polímeros pueden estar compuestos por los mismos o diferentes monómeros. En química, por ejemplo, poliéster, polietileno, polivinilo cloruro (PVC) u otros plásticos se conocen como polímeros. En biología, proteínas, nucleico ácidos or polisacáridos representan biopolímeros muy complejos. En el campo químico, existen diferentes tipos de reacciones de polimerización. Se distinguen las reacciones de crecimiento en cadena y las reacciones de crecimiento escalonado. En las reacciones de crecimiento en cadena, después de una reacción inicial, más monómeros se unen constantemente a la cadena activada. Esto conduce al crecimiento de la cadena. En las reacciones de crecimiento escalonado, los monómeros implicados deben tener al menos dos grupos funcionales. No hay un crecimiento continuo de la cadena, pero primero se forman dímeros, trímeros u oligómeros, que luego se combinan para formar una cadena más larga. Las reacciones típicas de crecimiento escalonado toman la forma de reacciones de adición o condensación. Sin embargo, la formación de biopolímeros en sistemas biológicos es mucho más complicada. Requiere muchos pasos de reacción diferentes. Por ejemplo, la formación de proteínas o nucleicos ácidos solo se lleva a cabo con la ayuda de plantillas. En el código genético, la secuencia del nitrógeno bases en el nucleico ácidos está especificado. Estos, a su vez, codifican la secuencia de aminoácidos en las proteínas individuales.
Función y tarea
Las polimerizaciones juegan un papel destacado en todos los sistemas biológicos de bacterias fotosintéticas, hongos, plantas y animales (incluidos los seres humanos). Por lo tanto, las proteínas y los ácidos nucleicos son el requisito previo para la vida en primer lugar. En esencia, las reacciones de polimerización para formar estas biomoléculas y su degradación son las reacciones reales de la vida. Los ácidos nucleicos son componentes de ADN y ARN. Se componen de ácido fosfórico, un monoazúcar (desoxirribosa o ribosa), y cuatro nitrogenados bases. Ácido fosfórico, azúcar y nitrógeno cada base se ensambla para formar un nucleótido. Los ácidos nucleicos, a su vez, consisten en cadenas de nucleótidos dispuestos en una fila. El ADN contiene desoxirribosa y el ARN contiene ribosa como herramienta de edición del azúcar molécula. Los nucleótidos individuales difieren solo en su nitrógeno base. Tres nucleótidos consecutivos, cada uno de los cuales codifica un aminoácido como un triplete. Por tanto, la secuencia de nucleótidos representa el código genético. El código genético establecido en el ADN se transfiere al ARN a través de complicados mecanismos. El ARN es a su vez responsable de la síntesis de proteínas con una secuencia de aminoácidos fija. Por tanto, determinadas secciones del ADN (genes) codifican las proteínas correspondientes. Cada proteína tiene una función específica en el organismo. Por tanto, existen proteínas musculares, proteínas del tejido conectivo, inmunoglobulinas, péptido hormonas or enzimas CRISPR-Cas. A su vez, una enzima especial con una composición específica es responsable de cada paso metabólico. Esto ya muestra cuán importantes son las reacciones de polimerización coordinadas con precisión para la construcción de ácidos nucleicos y proteínas para los procesos bioquímicos fluidos en el organismo. Por ejemplo, el enzimas CRISPR-Cas deben tener la secuencia de aminoácidos correcta para poder catalizar el paso de reacción específico en el metabolismo del que son responsables. Además de proteínas y ácidos nucleicos, polisacáridos también son biopolímeros importantes en el organismo. En las plantas, a menudo realizan funciones de apoyo. Además, también almacenan energía. El almidón de las patatas, por ejemplo, es una sustancia de reserva que se utiliza para generar energía durante la germinación. hígado y músculos para satisfacer las necesidades energéticas durante períodos de restricción alimentaria o actividad física intensa. El glucógeno, como el almidón, es un polímero y se forma a partir del monómero. glucosa.
Enfermedades y dolencias
Las interrupciones en las reacciones de polimerización biológica pueden Lead a significativo salud problemas. Como se mencionó anteriormente, los ácidos nucleicos son biopolímeros importantes. Cuando los procesos químicos alteran la secuencia de ciertas sustancias nitrogenadas bases, está presente una supuesta mutación. El mutado gen continúa codificando proteínas, pero su orden de aminoácidos cambia. Las proteínas alteradas de esta manera ya no pueden cumplir correctamente su función en las células afectadas. Esto puede Lead a trastornos metabólicos, ya que una enzima puede fallar. sin embargo, el inmunoglobulinas también puede estar alterado. En este caso, ocurren inmunodeficiencias. Por supuesto, las proteínas estructurales también pueden verse afectadas por los cambios, con muchas manifestaciones y síntomas diferentes. Las mutaciones a menudo también se transmiten a la descendencia. A lo largo de la vida, los errores en la reproducción del código genético ocurren una y otra vez. En la mayoría de los casos, las células del cuerpo afectadas son destruidas por sistema inmunológico. Sin embargo, esto no siempre tiene éxito. En algunos casos, estas células se convierten en células cancerosas células, por ejemplo, y su crecimiento amenaza a todo el organismo. Muchas otras enfermedades degenerativas, como arteriosclerosis, quejas reumáticas o enfermedades autoinmunes, también se remonta a alteraciones en la síntesis de biopolímeros. Incluso la síntesis de glucógeno, el polisacárido en el hígado y músculos, pueden estar defectuosos. Por ejemplo, existen enfermedades por almacenamiento de glucógeno con glucógeno alterado anormalmente moléculas, que a su vez puede ser causado por defectos enzimas CRISPR-Cas. El glucógeno anormal ya no se puede descomponer y continúa acumulándose en el hígado.
