یک پلیمریزاسیون مشخص کننده تشکیل پلیمرها از مونومرها است. در شیمی و زیست شناسی انواع مختلفی از پلیمریزاسیون وجود دارد. در ارگانیسم ها ، واکنش های پلیمریزاسیون برای تشکیل بیوپلیمرهایی مانند پروتئین ها, اسیدهای نوکلئیک، یا پلی ساکارید ها.
پلیمریزاسیون چیست؟
واکنش های پلیمریزاسیون در ارگانیسم ها ایجاد می شود و بیوپلیمرهایی مانند آن را تشکیل می دهد پروتئین ها or اسیدهای نوکلئیک. اسیدهای نوکلئیک اجزای DNA و RNA هستند. پلیمریزاسیون یک اصطلاح جمعی برای تشکیل پلیمرها از مونومرهای با وزن مولکولی کم است. واکنش های پلیمریزاسیون هم در شیمی و هم در زیست شناسی نقش اساسی دارند. پلیمرها موادی با مولکول بالا هستند که از بلوک های ساختمانی خاصی تشکیل شده اند. این بلوک های اساسی سازنده ، که به آنها مونومر نیز گفته می شود ، در حین پلیمریزاسیون جمع شده و زنجیره های مولکولی بالایی را تشکیل می دهند. پلیمرها می توانند از مونومرهای مشابه یا متفاوت تشکیل شوند. در شیمی ، به عنوان مثال ، پلی استر ، پلی اتیلن ، پلی وینیل کلرید (PVC) یا پلاستیک های دیگر به عنوان پلیمر شناخته می شوند. در زیست شناسی ، پروتئین ها، نوکلئیک اسیدها or پلی ساکارید ها نشانگر بیوپلیمرهای بسیار پیچیده هستند. در زمینه شیمیایی ، انواع مختلفی از واکنش های پلیمریزاسیون وجود دارد. واکنشهای رشد زنجیره ای و واکنشهای رشد مرحله ای از هم متمایز می شوند. در واکنش های رشد زنجیره ای ، پس از یک واکنش اولیه ، مونومرهای بیشتر به طور مداوم به زنجیره فعال متصل می شوند. این منجر به رشد زنجیره ای می شود. در واکنش های رشد مرحله ای ، مونومرهای درگیر باید حداقل دارای دو گروه عملکردی باشند. رشد زنجیره ای مداوم وجود ندارد ، اما ابتدا دیمرها ، تریمرها یا الیگومرها تشکیل می شوند که بعداً با هم ترکیب می شوند و زنجیره طولانی تری ایجاد می کنند. واکنشهای رشد مرحله ای معمولی به شکل واکنشهای اضافه یا متراکم می شوند. با این حال ، تشکیل بیوپلیمرها در سیستم های بیولوژیکی بسیار پیچیده تر است. این به مراحل واکنش مختلفی نیاز دارد. به عنوان مثال ، تشکیل پروتئین یا نوکلئیک اسیدها فقط با کمک الگوها صورت می گیرد. در کد ژنتیکی ، توالی از نیتروژن پایگاه در هسته اسیدها مشخص شده است این ، به نوبه خود ، کد توالی اسیدهای آمینه در پروتئین های منفرد
کارکرد و وظیفه
پلیمریزاسیون در تمام سیستم های بیولوژیکی نقش برجسته ای دارد باکتری، قارچ ها ، گیاهان و حیوانات (از جمله انسان). بنابراین ، در وهله اول پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک پیش نیاز زندگی هستند. در واقع ، واکنش های پلیمریزاسیون برای تشکیل این مولکول های زیستی و تخریب آنها واکنش های واقعی زندگی هستند. اسیدهای نوکلئیک اجزای DNA و RNA هستند. آنها از تشکیل شده اند اسید فسفریک، یک قند مونوساکر (دی اکسیریبوز یا ریبوز) ، و چهار نیتروژن دار پایگاه. اسید فسفریک, قند و یک نیتروژن پایه ها هر کدام برای تشکیل یک نوکلئوتید جمع می شوند. به نوبه خود ، اسیدهای نوکلئیک از زنجیره های نوکلئوتیدهایی تشکیل شده اند که به صورت پشت سر هم قرار گرفته اند. DNA حاوی deoxyribose و RNA حاوی است ریبوز به عنوان یک قند مولکول نوکلئوتیدهای منفرد فقط از نظر تفاوت با یکدیگرند نیتروژن پایه. سه نوکلئوتید متوالی هر کد را برای یک اسید آمینه به صورت سه گانه کد می کنند. بنابراین توالی نوکلئوتیدها کد ژنتیکی را نشان می دهد. کد ژنتیکی گذاشته شده در DNA از طریق مکانیسم های پیچیده به RNA منتقل می شود. سپس RNA به نوبه خود مسئول سنتز پروتئین ها با توالی اسید آمینه ثابت است. بخشهای خاصی از DNA (ژنها) بنابراین پروتئینهای مربوطه را کد می کنند. هر پروتئین عملکرد خاصی در ارگانیسم دارد. بنابراین ، پروتئین های عضلانی ، پروتئین های موجود در آن وجود دارد بافت همبند, ایمونوگلوبولین ها، پپتید هورمون or آنزیم ها. به نوبه خود ، یک آنزیم خاص با ترکیب خاص مسئول هر مرحله متابولیک است. این در حال حاضر نشان می دهد که واکنش های پلیمریزاسیون دقیقاً هماهنگ برای ساختن اسیدهای نوکلئیک و پروتئین ها برای فرآیندهای بیوشیمیایی روان در ارگانیسم چقدر مهم است. به عنوان مثال آنزیم ها باید توالی آمینو اسید صحیح داشته باشد تا بتواند مرحله واکنش خاص متابولیسم را که مسئول آن هستند ، کاتالیز کند. علاوه بر پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک ، پلی ساکارید ها همچنین بیوپلیمرهای مهمی در ارگانیسم هستند. در گیاهان ، آنها اغلب عملکردهای پشتیبانی را انجام می دهند. علاوه بر این ، آنها همچنین انرژی را ذخیره می کنند. به عنوان مثال نشاسته در سیب زمینی ، ماده ذخیره ای است که برای تولید انرژی در هنگام جوانه زدن استفاده می شود. انسان همچنین گلیکوژن را در کبد و عضلات برای تأمین نیازهای انرژی در دوره های محدودیت غذایی یا فعالیت بدنی شدید. گلیکوژن ، مانند نشاسته ، یک پلیمر است و از مونومر تشکیل می شود گلوکز.
بیماری ها و بیماری ها
ایجاد اختلال در واکنش های پلیمریزاسیون بیولوژیکی می تواند رهبری قابل توجه سلامت چالش ها و مسائل. همانطور که قبلاً ذکر شد ، اسیدهای نوکلئیک بیوپلیمرهای مهمی هستند. هنگامی که فرآیندهای شیمیایی توالی نیتروژن خاص را تغییر می دهند پایگاه، جهشی به اصطلاح وجود دارد. جهش یافته ژن رمزگذاری پروتئین ها را ادامه می دهد ، اما ترتیب اسیدهای آمینه آنها تغییر می کند. پروتئین های تغییر یافته از این طریق دیگر نمی توانند عملکرد خود را به درستی در سلول های آسیب دیده انجام دهند. این می تواند رهبری به اختلالات متابولیکی ، از آنجا که یک آنزیم ممکن است از کار بیفتد. با این حال ایمونوگلوبولین ها همچنین ممکن است تغییر کند. در این حالت نقص ایمنی ایجاد می شود. البته ، پروتئین های ساختاری نیز می توانند تحت تأثیر تغییرات قرار بگیرند ، با تظاهرات و علائم مختلف. این جهش ها اغلب به فرزندان نیز منتقل می شوند. در طول زندگی ، خطاهایی در تولید مثل کد ژنتیکی بارها و بارها رخ می دهد. در بیشتر موارد ، سلولهای بدن آسیب دیده توسط سلولهای تخریب شده از بین می روند سیستم ایمنی بدن. با این حال ، این همیشه موفقیت آمیز نیست. در بعضی موارد ، این سلول ها به وجود می آیند سرطان به عنوان مثال سلول ها و رشد آنها کل ارگانیسم را تهدید می کند. بسیاری از بیماری های دژنراتیو دیگر ، مانند آترواسکلروز، شکایات روماتیسمی یا بیماری های خود ایمنی، همچنین می تواند به اختلالات در سنتز بیوپلیمرها بازگردد. حتی سنتز گلیکوژن ، پلی ساکارید موجود در کبد و عضلات ، می تواند معیوب باشد. به عنوان مثال ، بیماری های ذخیره گلیکوژن با گلیکوژن تغییر غیرطبیعی وجود دارد مولکول ها، که به نوبه خود می تواند ناشی از نقص باشد آنزیم ها. گلیکوژن غیرطبیعی دیگر قابل تجزیه نیست و همچنان در سلول تجمع می یابد کبد.
