Polymerizácia - funkcie, úlohy a choroby

A Polymerizácia charakterizuje tvorbu polymérov z monomérov. V chémii a biológii existujú rôzne typy polymerizácie. Polymerizačné reakcie prebiehajú v tele za vzniku biopolymérov, ako sú proteíny, nukleové kyseliny alebo polysacharidy.

Obsah

Aká je polymerizácia?

Polymerizácia je súhrnný pojem na tvorbu polymérov z nízkomolekulárnych monomérov. Polymerizačné reakcie hrajú hlavnú úlohu v chémii aj v biológii. Polyméry sú vysokomolekulárne látky, ktoré pozostávajú z určitých základných stavebných prvkov. Tieto základné stavebné bloky, ktoré sa tiež nazývajú monoméry, sa zhromažďujú počas polymerizácie a vytvárajú vysokomolekulárne reťazce.

Polyméry môžu byť zložené z rovnakých alebo rôznych monomérov. V chémii sú ako polyméry známe napríklad polyester, polyetylén, polyvinylchlorid (PVC) alebo iné plasty. V biológii sú bielkoviny, nukleové kyseliny alebo polysacharidy vysoko komplexné biopolyméry.

V chemickej oblasti existujú rôzne typy polymerizačných reakcií. Rozlišuje sa medzi reakciami reťazového rastu a reakciami stupňovitého rastu. V reakciách na rast reťazca sa ďalšie monoméry po začatí reakcie kontinuálne viažu na aktivovaný reťazec. To potom vedie k rastu reťazca. Pri krokových rastových reakciách musia zahrnuté monoméry obsahovať najmenej dve funkčné skupiny. Nie je tu konštantný rast reťazca, skôr sa najskôr tvoria diméry, triméry alebo oligoméry, ktoré sa neskôr spoja a vytvoria dlhší reťazec. Typické krokové rastové reakcie majú formu adičných alebo kondenzačných reakcií.

Tvorba biopolymérov v biologických systémoch je však oveľa komplikovanejšia. Vyžaduje si veľa rôznych reakčných krokov. Tvorba bielkovín alebo nukleových kyselín prebieha okrem iného iba pomocou šablón. Sekvencia dusíkatých báz v nukleových kyselinách je určená v genetickom kóde. Tie zase kódujú sekvenciu aminokyselín v jednotlivých proteínoch.

Funkcia a úloha

Nukleové kyseliny sú zložkami DNA a RNA. Pozostávajú z kyseliny fosforečnej, monocukru (deoxyribózy alebo ribózy) a štyroch dusíkatých báz. Kyselina fosforečná, cukor a dusíkatá báza sú zložené z nukleotidov. Nukleové kyseliny zase pozostávajú z reťazcov nukleotidov v rade.

Deoxyribóza je zabudovaná do DNA a ribóza je zabudovaná do RNA ako molekula cukru. Jediný rozdiel medzi jednotlivými nukleotidmi je dusíková báza. Tri po sebe nasledujúce nukleotidy kódujú jednu aminokyselinu ako triplet. Sekvencia nukleotidov predstavuje genetický kód.

Genetický kód definovaný v DNA sa prenáša do RNA pomocou zložitých mechanizmov. RNA je potom zodpovedná za syntézu proteínov s fixnou aminokyselinovou sekvenciou. Niektoré časti DNA (gény) kódujú zodpovedajúce proteíny.

Každý proteín má v organizme špeciálnu funkciu. Existujú svalové bielkoviny, bielkoviny spojivového tkaniva, imunoglobulíny, peptidové hormóny a enzýmy. Za každý metabolický krok je zodpovedný špeciálny enzým so špecifickým zložením. To už ukazuje, aké dôležité sú presne koordinované polymerizačné reakcie pre tvorbu nukleových kyselín a proteínov pre plynulé biochemické procesy v organizme.

Napríklad enzýmy musia mať správnu aminokyselinovú sekvenciu, aby boli schopné katalyzovať konkrétny reakčný krok v metabolizme, za ktorý sú zodpovedné.

Okrem bielkovín a nukleových kyselín sú dôležitými biopolymérmi v organizme aj polysacharidy. Často majú podporné funkcie v rastlinách. Tiež ukladajú energiu. Škrob v zemiaku je rezervná látka, ktorú používa na výrobu energie pri klíčení. Ľudia si tiež ukladajú glykogén v pečeni a svaloch, aby pokryli svoje energetické potreby, keď nejedia alebo počas intenzívnej fyzickej aktivity. Rovnako ako škrob, aj glykogén je polymér a je vyrobený z monoméru glukózy.

Lieky nájdete tu

Choroby a choroby

To môže viesť k metabolickým ochoreniam, pretože môže zlyhať enzým. Možno sa však zmenili aj imunoglobulíny. Potom sa objavia imunitné chyby. Zmeny môžu mať samozrejme vplyv aj na štrukturálne proteíny, ktoré majú veľa rôznych prejavov a sťažností.

Mutácie sa často prenášajú na potomkov. V priebehu života sa chyby v reprodukcii genetického kódu vyskytujú opakovane. Ovplyvnené bunky tela sú zvyčajne zničené imunitným systémom. Nie vždy to však funguje. V niektorých prípadoch sa z týchto buniek vyvinú rakovinové bunky a ich rast ohrozuje celý organizmus.

Mnoho ďalších degeneratívnych chorôb, ako je artérioskleróza, reumatické ťažkosti alebo autoimunitné choroby, možno tiež vysledovať späť k poruchám v syntéze biopolymérov. Môže zlyhať dokonca aj syntéza glykogénu, polysacharidu v pečeni a svaloch. Napríklad existujú choroby ukladania glykogénu s abnormálne zmenenými molekulami glykogénu, ktoré môžu byť zase spôsobené defektnými enzýmami. Patologický glykogén sa už nemôže štiepiť a naďalej sa hromadí v pečeni.

nafúknuť

Arasteh, K., et. al.: vnútorné lekárstvo. Thieme, Stuttgart 2013
Hahn, J.-M.: Kontrolný zoznam pre vnútorné lekárstvo. Thieme, Stuttgart 2013
Herold, G .: Interné lekárstvo. Vlastné vydanie, Kolín nad Rýnom 2016

Tiež by vás mohlo zaujímať

Na stránkach MedLexi.de publikujeme nielen informácie o zdraví, medicíne a wellness, ale sme nadšení aj zo súčasného lekárskeho výskumu a medicínskych technológií. S potešením skúmame všetky témy týkajúce sa pohody človeka a jeho zdravia a pre širokú verejnosť vysvetľujeme zložité medicínske problémy s vysokými novinárskymi štandardmi.

Lekárske odborné znalosti pre naše predmetové oblasti nám pomáhajú pripraviť zrozumiteľné znalosti pre vaše zdravie. Fakty zvedavo vyšetrujeme, kontrolujeme na základe aktuálnej situácie vo výskume a tiež skúmame každodennú lekársku prax. Vidíme sa ako sprostredkovatelia vedomostí medzi lekárom a pacientom.