Magistral zanjir - Backbone chain

IUPAC ta'rifi
Asosiy zanjir yoki Orqa miya
Uzoq yoki qisqa yoki ikkalasi qolgan barcha zanjirlar
marjonlarni sifatida ko'rib chiqilishi mumkin.Eslatma: Ikki yoki undan ortiq zanjir qaerda
teng ravishda asosiy zanjir deb qaralishi mumkin, ya'ni
tanlangan, bu eng oddiy ko'rinishga olib keladi
molekula.[1]

Yilda polimer fanlari, magistral zanjir a polimer ning eng uzun seriyasidir kovalent bog'langan birgalikda atomlarning doimiy zanjirini hosil qiladi molekula. Ushbu fan a dan tashkil topgan organik polimerlarni o'rganishga bo'linadi uglerod orqa miya va noorganik polimerlar faqat o'z ichiga olgan orqa miya bo'lgan asosiy guruh elementlar.

Biologik magistralning namunasi (polipeptid )

Yilda biokimyo, organik magistral zanjirlar tashkil etadi asosiy tuzilish ning makromolekulalar. Ushbu biologik makromolekulalarning orqa miya kovalent bog'langan atomlarning markaziy zanjirlaridan iborat. Umurtqa pog'onasidagi monomer qoldiqlarining xususiyatlari va tartibi biologik polimerlarning murakkab tuzilishi uchun xarita tuzadi (qarang Biyomolekulyar tuzilish ). Shuning uchun orqa miya biologik molekulalarning faoliyati bilan bevosita bog'liqdir. Tanadagi makromolekulalarni to'rtta asosiy kichik toifaga bo'lish mumkin, ularning har biri juda xilma-xil va muhim biologik jarayonlarda ishtirok etadi: oqsillar, uglevodlar, lipidlar va nuklein kislotalar.[2] Ushbu molekulalarning har biri turli xil magistralga ega va har biri o'ziga xos qoldiqlari va funktsional xususiyatlariga ega bo'lgan har xil monomerlardan iborat. Bu ularning tanadagi turli tuzilishlari va funktsiyalarining harakatlantiruvchi omili. Lipidlar "orqa miya" ga ega bo'lishiga qaramay, ular haqiqiy biologik polimerlar emas, chunki ularning orqa miya uch uglerodli molekuladir, glitserol, uzoqroq o'rnini bosuvchi bilan "yon zanjirlar. "Shu sababli faqat oqsillar, uglevodlar va nuklein kislotalarni hisobga olish kerak biologik makromolekulalar polimer orqa miya bilan.[3]

Xususiyatlari

Polimerlar kimyosi

Magistral zanjirning xarakteristikasi polimerlanish turiga bog'liq: yilda bosqichma-bosqich o'sish polimerizatsiyasi, monomer qism umurtqa pog'onasiga aylanadi va shu bilan orqa miya odatda ishlaydi. Bunga quyidagilar kiradi polityofenlar yoki kam tarmoqli bo'shliq polimerlari organik yarim o'tkazgichlar.[4] Yilda zanjirli o'sish polimerizatsiyasi, odatda uchun qo'llaniladi alkenlar, orqa miya funktsional emas, lekin funktsionaldir yon zanjirlar yoki marjon guruhlari.

Magistralning xarakteri, ya'ni uning egiluvchanligi polimerning issiqlik xususiyatlarini aniqlaydi (masalan shisha o'tish harorat). Masalan, ichida polisiloksanlar (silikon), magistral zanjir juda moslashuvchan, bu juda past natijaga olib keladi shisha o'tish -123 ° C harorat (-189 ° F; 150 K).[5] Qattiq orqa miya bo'lgan polimerlar moyil kristallanish (masalan, polityofenlar ) ichida yupqa plyonkalar va yechim. Kristallanish o'z navbatida polimerlarning optik xususiyatlariga ta'sir qiladi, uning optikasi tarmoqli oralig'i va elektron darajalar.[6]

Biokimyo

Xarakteriga xos bo'lgan ba'zi o'xshashliklar va ko'p farqlar mavjud biopolimer orqa miya. Uchta biologik polimerning har birining umurtqa pog'onasi; oqsillar, uglevodlar va nuklein kislotalar, to'r orqali hosil bo'ladi kondensatsiya reaktsiyasi. Kondensatlanish reaktsiyasida monomerlar kovalent ravishda bog'lanib, ba'zi bir kichik molekulalarning yo'qolishi bilan, ko'pincha suv.[7] Chunki ular kompleks orqali polimerlanadi fermentativ mexanizmlar, biopolimerlarning birortasi ham suvni yo'q qilish orqali emas, balki boshqa kichik biologik molekulalarni yo'q qilish orqali hosil bo'ladi. Ushbu biopolimerlarning har birini yoki a sifatida tavsiflash mumkin heteropolimer, demak u magistral zanjirda buyurtma qilingan bir nechta monomerdan yoki faqat bitta takrorlanadigan monomerdan iborat bo'lgan gomopolimerdan iborat. Polipeptidlar va nuklein kislotalar juda keng tarqalgan heteropolimerlar, oddiy uglevod makromolekulalari esa glikogen gomopolimerlar bo'lishi mumkin. Buning sababi shundaki, peptid va nukleotid monomerlarining kimyoviy farqlari ularning polimerlarining biologik funktsiyasini belgilaydi, oddiy uglevod monomerlari esa energiya saqlash va etkazib berish kabi bitta umumiy funktsiyaga ega.

Umumiy umurtqa pog'onalarga umumiy nuqtai

Polimerlar kimyosi

Soddalashtirilgan kondensatsiya reaktsiyasi ikkitasi o'rtasida aminokislotalar polipeptid orqa miya hosil qilish. Bu sodir bo'ladi ribosoma kompleks orqali katalitik ning ozod qilinishini o'z ichiga olgan mexanizm tRNK.

Biologiya

Oqsillar (polipeptidlar)

Oqsillar muhim biologik molekulalar bo'lib, ularning tuzilishi va funktsiyalarida ajralmas rol o'ynaydi viruslar, bakteriyalar va eukaryotik hujayralar. Ularning suyaklari xarakterlidir amide aloqalari orasidagi polimerlanish natijasida hosil bo'lgan amino va karboksilik kislota yigirmata har birining alfa uglerodiga biriktirilgan guruhlar aminokislotalar. Ushbu aminokislotalar ketma-ketligi uyadan tarjima qilingan mRNAlar tomonidan ribosomalar ichida sitoplazma hujayraning[9] Ribosomalar fermentativ faollikka ega bo'lib, har bir ketma-ket aminokislota o'rtasida amid bog'lanishini hosil qiluvchi kondensatlanish reaktsiyasini boshqaradi. Bu ma'lum bo'lgan biologik jarayon davomida sodir bo'ladi tarjima. Ushbu fermentativ mexanizmda kovalent bog'langan tRNK kondensatlanish reaksiyasi uchun ketuvchi guruh vazifasini bajaradi. Yangi ozod qilingan tRNK boshqa peptidni "ko'tarishi" va doimiy ravishda ushbu reaktsiyada ishtirok etishi mumkin.[10] Polipeptid magistralidagi aminokislotalarning ketma-ketligi asosiy tuzilish oqsil. Ushbu asosiy tuzilish oqsilning tarkibiga katlanishiga olib keladi ikkilamchi tuzilish, o'rtasida vodorod bog'lanishidan hosil bo'lgan karbonil omurgada oksigenlar va amin gidrogenlari mavjud. Ayrim aminokislotalar qoldiqlari o'rtasidagi o'zaro ta'sirlar oqsillarni hosil qiladi uchinchi darajali tuzilish. Shu sababli, polipeptid umurtqasidagi aminokislotalarning birlamchi tuzilishi oqsilning oxirgi tuzilishi xaritasidir va shuning uchun uning biologik funktsiyasini ko'rsatadi.[11][2] Magistral atomlarning fazoviy pozitsiyalarini magistralni qayta tiklash uchun hisoblash vositalari yordamida alfa karbonlar holatidan tiklash mumkin.[12]

Kondensatsiyaning soddalashtirilgan misoli alfa va beta-versiya tasnif. Glyukoza va fruktoza shakl saxaroza. Tanadagi glikogenning sintezi ferment tomonidan boshqariladi glikogen sintaz qaysi foydalanadi uridin difosfat (UDP) guruhdan chiqish.

Uglevodlar

Uglevodlar organizmda juda ko'p rol o'ynaydi, shu jumladan tarkibiy birlik sifatida ishlaydi, ferment kofaktorlari va hujayra yuzasi taniqli saytlar. Ularning eng muhim roli - bu energiyani saqlash va uyali aloqa tizimida etkazib berish metabolik yo'llar. Eng oddiy uglevodlar bitta shakar qoldig'i deb ataladi monosaxaridlar kabi glyukoza, tanamizning energiya etkazib beradigan molekulasi. Oligosakkaridlar (10 ta qoldiqgacha) va polisakkaridlar (taxminan 50 000 gacha qoldiq) magistral zanjirda bog'langan saxarid qoldiqlaridan iborat bo'lib, u efir bog'lanishi bilan tavsiflanadi glikozidik bog'lanish. Tananing shakllanishida glikogen, energiya saqlovchi polimer, bu glikozidli bog'lanish ferment tomonidan hosil bo'ladi glikogen sintaz. Ushbu fermentativ kondensatsiya reaktsiyasining mexanizmi yaxshi o'rganilmagan, ammo ma'lumki, molekula UDP vositachi bog'lovchi vazifasini bajaradi va sintezda yo'qoladi.[13] Ushbu magistral zanjirlar dallanmagan (bitta chiziqli zanjirni o'z ichiga olgan) yoki tarvaqaylab ketgan (bir nechta zanjirni o'z ichiga olgan) bo'lishi mumkin. Glikozid birikmalari quyidagicha belgilanadi alfa yoki beta-versiya qarindoshiga qarab stereokimyo ning anomerik (yoki ko'pi bilan oksidlangan ) uglerod. A Baliqchining proektsiyasi, agar glikozid bog'lanish umumiy biologik saxaridning uglerod 6 bilan bir tomonda yoki yuzda bo'lsa, uglevod quyidagicha belgilanadi beta-versiya va bog'lanish qarama-qarshi tomonda bo'lsa, u quyidagicha belgilanadi alfa. An'anaviy ravishda "kafedra tarkibi "proektsiya, agar bog'lanish uglerod 6 bilan bir tekislikda (ekvatorial yoki eksenel) bo'lsa, u quyidagicha belgilanadi beta-versiya va qarama-qarshi tekislikda u quyidagicha belgilanadi alfa. Bunga misol keltirilgan saxaroza (stol shakar), bu o'zaro bog'liqlikni o'z ichiga oladi alfa glyukoza va beta-versiya ga fruktoza. Odatda, bizning tanamiz parchalanadigan uglevodlar alfa- bog'langan (masalan: glikogen) va strukturaviy funktsiyaga ega bo'lganlar beta-versiyabog'langan (misol: tsellyuloza ).[2][14]

Nuklein kislotalari

Kondensatsiya adenin va guanin shakllantirish fosfodiester aloqasi, trifosforillangan riboza keladigan nukleotidning 3 ' gidroksil polimerning ajralib chiqishi pirofosfat.

Dezoksiribonuklein kislotasi (DNK) va ribonuklein kislotasi (RNK) katta ahamiyatga ega, chunki ular hamma ishlab chiqarish uchun kodlar hujayra oqsillari. Ular chaqirilgan monomerlardan tashkil topgan nukleotidlar dan iborat bo'lgan organik asos: A, G, C va T yoki U, a pentoza shakar va a fosfat guruhi. Ularda 3 'uglerod bo'lgan magistrallar mavjud riboza shakar bilan bog'langan fosfat a orqali guruh fosfodiester aloqasi. Ushbu bog'lanish hujayra sinfi yordamida hosil bo'ladi fermentlar deb nomlangan polimerazlar. Ushbu fermentativ kondensatlanish reaktsiyasida barcha kiruvchi nukleotidlar a ga ega trifosforillangan riboza yo'qotadigan a pirofosfat xos fosfodiester bog'lanishini hosil qiluvchi guruh. Ushbu reaktsiya, pirofosfat chiqishi bilan bog'liq bo'lgan katta salbiy erkin energiyaning o'zgarishi bilan bog'liq. Nuklein kislota magistralidagi asoslarning ketma-ketligi shuningdek asosiy tuzilish. Nuklein kislotalar millionlab nukleotidlar bo'lishi mumkin, shuning uchun genetik xilma-xillik hayot. Bazalar DNKdagi pentoz-fosfat polimer umurtqasidan chiqib turadi va ular vodorod bog'langan ularning juftlariga bir-birini to'ldiruvchi sheriklar (A bilan T va G bilan C). Bu yaratadi juft spiral pentoza fosfat umurtqalari bilan ikkala tomonida, shunday qilib a hosil qiladi ikkilamchi tuzilish.[15][2][16]

Adabiyotlar

  1. ^ IUPAC, Kimyoviy terminologiya to'plami, 2-nashr. ("Oltin kitob") (1997). Onlayn tuzatilgan versiya: (2006–) "asosiy zanjir (magistral) polimerdan iborat ". doi:10.1351 / oltin kitob. M03694
  2. ^ a b v d Voet, Donald; Voet, Judit G.; Pratt, Charlotte W. (2016). Biokimyo asoslari: Molekulyar darajadagi hayot (5-nashr). Vili. ISBN  978-1-118-91840-1.V
  3. ^ Cox RA, García-Palmieri MR (1990). "31 xolesterin, triglitseridlar va ular bilan bog'liq lipoproteinlar". Walker HK, Hall WD, Xerst JW (tahrir). Klinik usullar: tarixi, fizikaviy va laboratoriya tekshiruvlari (3-nashr). Buttervortlar. ISBN  0-409-90077-X. PMID  21250192. NBK351.
  4. ^ Budgaard, Eva; Krebs, Frederik (2006). "Organik fotoelektrlar uchun kam polosali bo'shliq polimerlari". Quyosh energiyasi materiallari va quyosh xujayralari. 91 (11): 954–985. doi:10.1016 / j.solmat.2007.01.015.
  5. ^ "Polimerlar". Arxivlandi asl nusxasi 2015-10-02. Olingan 2015-09-17.
  6. ^ Brabek, KJ; Vinder, C .; Sharber, MC; Sarichiftchi, S.N.; Hummelen, J.C .; Svensson, M.; Andersson, MR (2001). "Fenil bilan almashtirilgan politiyofenlarda fotosurat qo'zg'alishiga buzilishning ta'siri" (PDF). Kimyoviy fizika jurnali. 115 (15): 7235. Bibcode:2001JChPh.115.7235B. doi:10.1063/1.1404984.
  7. ^ IUPAC, Kimyoviy terminologiya to'plami, 2-nashr. ("Oltin kitob") (1997). Onlayn tuzatilgan versiya: (2006–) "kondensatsiya reaktsiyasi ". doi:10.1351 / goldbook.C01238
  8. ^ Xirsh, Andreas (1993). "Fulleren polimerlari". Murakkab materiallar. 5 (11): 859–861. doi:10.1002 / adma.19930051116.
  9. ^ Noller, HF (2017). "G'or odami va Ferrari haqidagi masal: oqsil sintezi va RNK dunyosi". Fil. Trans. R. Soc. B. 372 (1716): 20160187. doi:10.1098 / rstb.2016.0187. PMC  5311931. PMID  28138073.
  10. ^ Vinger, Joshua (2006). "TRNA A76 gidroksil guruhlarining tarjima davomida ishtirok etishi". Biokimyo. 45 (19): 5939–5948. doi:10.1021 / bi060183n. PMC  2522371. PMID  16681365.
  11. ^ Berg JM, Timoczko JL, Stryer L (2002). "3.2 Birlamchi tuzilish: Aminokislotalar Peptid bog'lari bilan bog'lanib, polipeptid zanjirlarini hosil qiladi". Biokimyo (5-nashr). W.H. Freeman. ISBN  0-7167-3051-0. NBK22364.
  12. ^ Badaczewska-Dovid, Aleksandra E.; Kolinski, Anjey; Kmiecik, Sebastyan (2020). "Atomistik oqsil tuzilmalarini qo'pol taneli modellardan hisoblash yo'li bilan qayta qurish". Hisoblash va strukturaviy biotexnologiya jurnali. 18: 162–176. doi:10.1016 / j.csbj.2019.12.007. ISSN  2001-0370. PMC  6961067. PMID  31969975.
  13. ^ Buschiazzo, Alejandro (2004). "Glikogen sintazining kristalli tuzilishi: gomologik fermentlar glikogen sintezi va parchalanishini katalizlaydi". EMBO jurnali. 23 (16): 3196–3205. doi:10.1038 / sj.emboj.7600324. PMC  514502. PMID  15272305.
  14. ^ Bertozzi CR, Rabuka D (2009). "Glikan xilma-xilligining tarkibiy asoslari". Varki A-da, Cummings RD, Esko JD va boshq. (tahr.). Glikobiologiyaning asoslari (2-nashr). Sovuq bahor porti laboratoriyasining matbuoti. ISBN  9780879697709. PMID  20301274.
  15. ^ Alberts B, Jonson A, Lyuis J va boshq. (2002). "DNKni ko'paytirish mexanizmlari". Hujayraning molekulyar biologiyasi (4-nashr). Garland fani. ISBN  0-8153-3218-1. NBK26850.
  16. ^ Lodish H, Berk A, Zipurskiy SL va boshq. (2000). "4.1, Nuklein kislotalarning tuzilishi". Molekulyar hujayra biologiyasi (4-nashr). W.H. Freeman. ISBN  0-7167-3136-3. NBK21514.

Shuningdek qarang