מה הרמה המקרו-מולקולרית? - ביולוגיה - 2025

ברמה מולקולארית מתייחס לכל מה יש לעשות עם מולקולות גדולות, בדרך כלל בקוטר שנע בין 100 ל 10,000 angstograms, מקרומולקולות שנקרא.

מולקולות אלה הן היחידות הקטנות ביותר של חומרים השומרים על מאפיינים משלהם. המקרון-מולקולה היא יחידה, אך היא נחשבת גדולה יותר מהמולקולה הרגילה.

ברמה המקרו-מולקולרית מתחילים להיווצר מבנים שעשויים להיות שייכים לדברים חיים. במקרה זה, המולקולות הפשוטות יותר מתחילות ליצור שרשראות מולקולריות גדולות יותר שבאותו הזמן מצטרפות ליצירת אחרות וכן הלאה.

פירוש המונח מקרומולקולה הוא מולקולה גדולה. מולקולה היא חומר המורכב ביותר מאטום אחד. מיקרו-מולקולות מורכבות ביותר מ- 10,000 אטומים.

פלסטיקה, שרפים, חניכיים, סיבים טבעיים וסינתטיים רבים וחלבונים חשובים מבחינה ביולוגית וחומצות גרעין הם חלק מהחומרים המורכבים מיחידות מקרומולקולריות. מונח נוסף המשמש להתייחסות למיקרומולקולות הם פולימרים.

רָמָה

Macromolecules

מיקרו-מולקולות הן מולקולות גדולות מאוד, כמו חלבון, שנוצרות בדרך כלל על ידי פילמור של יחידות קטנות יותר הנקראות מונומרים. בדרך כלל הם מורכבים מאלפי אטומים ומעלה.

המקרו-מולקולות הנפוצות ביותר בביוכימיה הן ביו-פולימרים (חומצות גרעין, חלבונים ופחמימות) ומולקולות גדולות שאינן פולימריות כמו ליפידים ומקרוציקלונים.

מקרומולקולות סינתטיות כוללות פלסטיקה נפוצה וסיבים סינטטיים, כמו גם חומרים ניסיוניים כמו צינורות פחמן.

בעוד שבביולוגיה זה מתייחס למיקרומולקולות כאל מולקולות גדולות שמהם החיים מורכבים, בכימיה המונח יכול להתייחס לצבירה של שתי מולקולות או יותר המוחזקות יחד על ידי כוחות בין מולקולריים ולא על ידי קשרים קוולנטיים שלא מתנתקים. בְּקַלוּת.

לעיתים קרובות למקרומולקולות תכונות פיזיקליות שאינן מופיעות במולקולות קטנות יותר.

לדוגמא, DNA הוא פיתרון שניתן לפרק על ידי העברת התמיסה דרך קש מכיוון שהכוחות הפיזיים של החלקיק יכולים לחרוג מחוזק הקשרים הקוואלנטיים.

מאפיין נפוץ נוסף של מקרומולקולות הוא היחסיות והמסיסות שלהם במים ובממסים דומים מכיוון שהם יוצרים קולואידים.

רבים דורשים להמיס במים מלח או יונים מסוימים. באופן דומה, חלבונים רבים יחלפו אם ריכוז המומסים בתמיסתם גבוה מדי או נמוך מדי.

ריכוזים גבוהים של מקרומולקולות בתמיסה מסוימת יכולים לשנות את רמות שיווי המשקל התמידי של התגובות של מקרומולקולות אחרות, דרך אפקט המכונה צפיפות מקרומולקולרית.

זה מתרחש מכיוון שמיקרו-מולקולות מחריגות מולקולות אחרות מחלק גדול מנפח התמיסה; ובכך מגדילים את הריכוזים היעילים של מולקולות אלה.

אורגנלים

תרשים של תא בעלי חיים וחלקיו (מקור: Alejandro Porto דרך Wikimedia Commons)

מקרו-מולקולות יכולות ליצור אגרגטים בתוך תא המכוסה על ידי קרומים; אלה נקראים אברונים.

אברונים הם מבנים קטנים הקיימים בתוך תאים רבים. דוגמאות לאורגנלים כוללות כלורופלסטים ומיטוכונדריה, המבצעות פונקציות חיוניות.

מיטוכונדריה מייצרת אנרגיה לתא ואילו הכלורופלסטים מאפשרים לצמחים ירוקים להשתמש באנרגיה באור השמש כדי לייצר סוכרים.

כל הדברים החיים מורכבים מתאים, והתא ככזה הוא היחידה הבסיסית הקטנה ביותר של מבנה ותפקוד באורגניזמים חיים.

באורגניזמים גדולים יותר, תאים מתחברים ליצירת רקמות, שהן קבוצות של תאים דומים המבצעים פונקציות דומות או קשורות.

ביו-פולימרים לינאריים

כל האורגניזמים החיים תלויים בשלושה ביו-פולימרים חיוניים לתפקודם הביולוגי: DNA, RNA וחלבונים.

כל אחת ממולקולות אלה נדרשת לכל החיים שכן כל אחת ממלאת תפקיד שונה וחיוני בתא.

DNA מייצר RNA ואז RNA מייצר חלבונים.

DNA

המולקולה היא זו הנושאת את ההוראות הגנטיות המשמשות לצמיחה, התפתחות, תפקוד ורבייה של כל האורגניזמים החיים והנגיפים הרבים.

זו חומצה גרעין; יחד עם חלבונים, ליפידים ופחמימות מורכבות הם מהווים אחד מארבעת הסוגים של מקרולקולולות החיוניות לכל צורות החיים הידועות.

RNA

חנקן הוא חלק מהיסוד בבסיסים החנקניים המרכיבים חומצות גרעין כמו DNA ו- RNA (מקור: קובץ: Difference DNA RNA-DE.svg: תרגום ספונק / *: Sponk באמצעות Wikimedia Commons)

זוהי מולקולה פולימרית חיונית בתפקידים ביולוגיים שונים כמו קידוד, קידוד, ויסות וביטוי של גנים. יחד עם ה- DNA, מדובר גם בחומצה גרעינית.

בדומה ל- DNA, RNA מורכב משרשרת של נוקלאוטידים; בניגוד ל- DNA, הוא נמצא לעתים קרובות יותר בטבע כענף יחיד המכופף על עצמו, ולא כענף כפול.

חֶלְבּוֹן

חלבונים הם מקרולולקולות העשויות מגושי חומצות אמינו. ישנם אלפי חלבונים באורגניזמים, ורבים מהם מורכבים ממאות מונומרים של חומצות אמינו.

Macromolecules המשמשים בתעשייה

בנוסף למקרומולקולות הביולוגיות החשובות, ישנן שלוש קבוצות גדולות של מקרולולקולות החשובות בתעשייה. אלה הם אלסטומרים, סיבים ופלסטיקה.

אלסטומרים

הם מקרומולקולות גמישות ומאורכות. תכונה אלסטית זו מאפשרת להשתמש בחומרים אלה במוצרים עם פס אלסטי.

ניתן למתוח מוצרים אלה אך עדיין לחזור למבנה המקורי שלהם. גומי הוא אלסטומר טבעי.

סיבים

סיבי פוליאסטר, ניילון ואקריליק משמשים באלמנטים רבים מחיי היומיום; מנעליים, לחגורות, דרך חולצות וחולצות.

מקרומולקולות הסיבים נראות כמו חבלים השזורים זה בזה וחזקים למדי. סיבים טבעיים כוללים משי, כותנה, צמר ועץ.

פלסטיקה

רבים מהחומרים בהם אנו משתמשים כיום עשויים מקרומולקולות. ישנם סוגים רבים של פלסטיקים, אך כולם נעשים בתהליך המכונה פילמור (חיבור יחידות מונומרים ליצירת פולימרים פלסטיים). פלסטיקה אינה מופיעה בטבעיות.

הפניות

1. RNA. התאושש מ- wikipedia.org.
2. רמות ארגון של יצורים חיים. התאושש מ- boundless.com.
3. DNA. התאושש מ- wikipedia.org.
4. Macromolecules: הגדרה, סוגים ודוגמאות. התאושש מ- study.com.
5. Macromolecule. התאושש מ- wikipedia.org.
6. Macromolecule. התאושש מ- britannica.com.