重合は、モノマーからのポリマーの形成を特徴付けます。 化学と生物学では、さまざまな種類の重合があります。 生物では、重合反応が起こり、次のような生体高分子が形成されます。 タンパク質, 核酸または 多糖類.
重合とは？
生物の中で重合反応が起こり、次のような生体高分子が形成されます。 タンパク質 or 核酸. 核酸 DNAとRNAの成分です。 重合とは、低分子量のモノマーからポリマーを形成することの総称です。 重合反応は、化学と生物学の両方で主要な役割を果たします。 ポリマーは、特定の基本的な構成要素で構成される高分子物質です。 モノマーとも呼ばれるこれらの基本的な構成要素は、重合中に蓄積し、高分子鎖を形成します。 ポリマーは、同じまたは異なるモノマーで構成できます。 化学では、例えば、ポリエステル、ポリエチレン、ポリビニル 塩化 (PVC) または他のプラスチックは、ポリマーとして知られています。 生物学では、 タンパク質、核 酸 or 多糖類 非常に複雑な生体高分子を表します。 化学分野では、さまざまな種類の重合反応があります。 連鎖成長反応と段階成長反応は区別されます。 連鎖成長反応では、最初の反応の後、さらなるモノマーが常に活性化された鎖に結合します。 これが連鎖成長につながります。 段階的成長反応では、関与するモノマーは少なくとも XNUMX つの官能基を持っている必要があります。 連続的な鎖の成長はありませんが、二量体、三量体、またはオリゴマーが最初に形成され、後で結合してより長い鎖を形成します。 典型的な段階成長反応は、付加反応または縮合反応の形を取ります。 ただし、生体システムにおける生体高分子の形成は、はるかに複雑です。 多くの異なる反応ステップが必要です。 例えば、タンパク質や核の形成 酸 テンプレートの助けを借りてのみ行われます。 遺伝暗号では、 窒素 拠点 核の中で 酸 が指定されています。 これらは順番に、次のシーケンスをコード化します。 アミノ酸 個々のタンパク質にあります。
機能とタスク
重合は、すべての生物系で重要な役割を果たします。 細菌、菌類、植物、および動物 (人間を含む)。 このように、タンパク質や核酸は、そもそも生命の前提条件です。 本質的に、これらの生体分子を形成するための重合反応とその分解は、実際の生命の反応です。 核酸は DNA および RNA の構成要素です。 それらはで構成されています リン酸、モノ糖（デオキシリボースまたは リボース）、およびXNUMXつの窒素 拠点. リン酸, シュガー フォルダーとその下に 窒素 それぞれの塩基が集まってヌクレオチドを形成します。 核酸は、順番に、一列に配置されたヌクレオチドの鎖で構成されています。 DNA にはデオキシリボースが含まれ、RNA には リボース として シュガー 分子。 個々のヌクレオチドは、それらの違いのみが異なります。 窒素 ベース。 XNUMX つの連続したヌクレオチドは、それぞれ XNUMX つのアミノ酸をトリプレットとしてコードします。 したがって、ヌクレオチドの配列は遺伝暗号を表します。 DNA に組み込まれた遺伝暗号は、複雑なメカニズムを介して RNA に転送されます。 次に、RNA は、固定されたアミノ酸配列を持つタンパク質の合成に関与します。 したがって、DNA (遺伝子) の特定のセクションは、対応するタンパク質をコードします。 それぞれのタンパク質は、生物の中で特定の機能を持っています。 したがって、筋肉のタンパク質、筋肉のタンパク質があります。 結合組織, 免疫グロブリン、ペプチド ホルモン or 酵素. 次に、特定の組成を持つ特別な酵素が各代謝ステップを担当します。 これは、核酸とタンパク質を構築するための正確に調整された重合反応が、生物のスムーズな生化学プロセスにとってどれほど重要であるかをすでに示しています。 たとえば、 酵素 それらが担当する代謝の特定の反応段階を触媒できるようにするためには、正しいアミノ酸配列が必要です。 タンパク質や核酸に加えて、 多糖類 生物の重要な生体高分子でもあります。 植物では、彼らはしばしばサポート機能を果たします。 さらに、エネルギーも蓄えます。 たとえば、ジャガイモに含まれるでんぷんは、発芽時にエネルギーを生成するために使用される予備物質です。 肝臓 および筋肉は、食事制限または激しい身体活動の期間中のエネルギー需要を満たすために使用されます。 グリコーゲンは、でんぷんと同じように、ポリマーであり、モノマーから形成されます。 グルコース.
病気と病気
生物重合反応の中断は、 つながる 重要な 健康 問題。 前述のように、核酸は重要な生体高分子です。 化学プロセスが特定の窒素のシーケンスを変更するとき 拠点、いわゆる突然変異が存在します。 突然変異した 遺伝子 タンパク質をコードし続けていますが、アミノ酸の順序が変わります。 このように変化したタンパク質は、影響を受けた細胞で適切に機能できなくなります。 これはできます つながる 酵素が失敗する可能性があるため、代謝障害に。 しかし 免疫グロブリン 変更される場合もあります。 この場合、免疫不全が発生します。 もちろん、構造タンパク質も変化の影響を受け、さまざまな症状や症状が現れます。 突然変異は多くの場合、子孫にも受け継がれます。 人生の過程で、遺伝暗号の再現におけるエラーは何度も何度も起こります。 ほとんどの場合、影響を受けた体細胞は以下によって破壊されます。 免疫システム. ただし、これは常に成功するとは限りません。 場合によっては、これらの細胞は 癌 たとえば、細胞とその成長は生物全体を脅かします。 などの他の多くの変性疾患 動脈硬化、リウマチ性の訴えまたは 自己免疫疾患、バイオポリマーの合成における障害にまでさかのぼることもできます。 中の多糖類であるグリコーゲンの合成でさえ、 肝臓 と筋肉、欠陥がある可能性があります。 例えば、グリコーゲンが異常に変化する糖原病があります。 、これは欠陥によって引き起こされる可能性があります 酵素. 異常なグリコーゲンは分解できなくなり、体内に蓄積し続けます。 肝臓.
