Вы здесь

Что такое полимеры-белки и где они применяются?

Что такое полимеры-белки и где они применяются?
Что такое полимеры белков и где они применяются?
  1. Что собой представляют полимеры?
  2. Полимеры - органические вещества
  3. Расшифровка структуры полимеров белков

Полимеры – это особенные вещества, которые ученые по праву называют вершиной эволюции неживой природы, так как именно они положили начало жизни на планете Земля. Эти вещества отличаются большим разнообразием по своим физическим свойствам, структуре, химическому составу, а также способностью к изменчивости. К полимерам относятся не только такие всем известные материалы, как пластмасса, но и полимеры белков, которые являются строительным материалом для тела человека, различные полисахариды (например - целлюлоза), ДНК, в которых запрограммирован код наследственности живых существ.

полимеры белков

Именно благодаря появлению на планете полимеров белков неживая материя получила выполнять такие функции как самовоспроизведение, передача наследственной информации, размножение и реплицирование. Их способность к изменчивости дает возможность природе вносить поправки в ДНК, осуществляя естественный отбор.

Что собой представляют полимеры?

Это большая молекула, состоящая из более мелких молекул, связанных друг с другом прочными ковалентными связями. Полимеры могут быть одномерными (линейная молекула, состоящая из звеньев), двумерными или трехмерными.

В неорганической химии структуру многих силикатных минералов можно считать одно-, двух- или трехмерными полимерами. Например, циалиды – своеобразное молекулярное «сито», сквозь которое фильтруется вода, прежде чем попадает в квартиры жилых домов. Циалид - трехмерный материал, который выглядит как ажурная сетка из люмоселикатных единиц.

Различают два вида синтетических полимеров: термопластичные и термореактивные. Термопластичные (полиэтилен, полистирол) способны выдерживать повторную обработку высокими температурами, так как нагрев не меняет их структуры. Термореактивные при нагреве теряют свою первоначальную структуру, которая уже не поддается восстановлению. 

Относится к широко распространенным полимерам и пластмасса, которая представляет собой сплав различных отвердителей, пластификаторов, стабилизирующих веществ. Сфера применения пластмасс огромна – они незаменимы в авиатехнике, стоматологии, космической отрасли и быту.

Полимеры - органические вещества

В органической химии полимеры в подавляющем большинстве случаев являются одномерными. Эти органические цепи могут быть развернутыми или свернутыми в клубок. Например, фибриллярные белки, такие как коллаген, из которого состоят сухожилия человека и треть его белковой массы. Коллаген обладает большой прочностью и состоит из одномерных цепочек.

Смотрите видео о том, что такое полимеры.

Органические полимеры - белки могут быть глобулярными (одномерная цепь, свернутая в клубок - «глобулу»). В организме одна из важных биологических функций полимеров белков – ферментативная. Глобулярные белки являются катализатором – внутри каждого такого «клубка» возникают особые центры с повышенной активностью, где возникают химические реакции, которые ускоряет белковая матрица.

Белковые цепи могут быть соединены крепкими водородными связями, из которых создаются прочные трехмерные конструкции, такие как кератин, шелк или целлюлоза. Целлюлоза входит в состав коры деревьев, кустов и является наиболее распространенным твердым полимером в мире. Похож на целлюлозу крахмал, который растворяется в воде и усваивается человеческим организмом. Нужно знать, что целлюлоза и крахмал – это одно и то же химическое вещество по формуле, но различное по структуре.

полимеры органические вещества

У ряда органических молекул живых существ масса, размеры и количество функциональных групп незначительны. Существуют макромолекулы, которые формируют ткани или хранят генетическую информацию. В ряде случаев эти молекулы являются полимерами. Например, сложные углеводы - это полимеры элементарных сахаров. Белки являются полимерами аминокислот, а хранящие генетический код молекулы – РНК и ДНК – это полимеры нуклеотидов. 

В основе состава волос, перьев и шерсти - вещество кератин, который также считается полимером. Наружные скелеты членистоногих – самых распространенных представителей животного царства, состоят из полимера хитина.

Читайте о функциях цитоплазмы у бактерий.
А также о том, что такое универсальный полимер или акрил.

Расшифровка структуры полимеров белков

Сейчас особое значение придается расшифровке структуры белков. У белков есть несколько уровней структур:

  • первичная – прямая цепь мономерных блоков;
  • вторичная – куски структуры белка, упакованные в стандартные единицы (спирали, глобулы, листа);
  • третичная – сочетание нескольких стандартных единиц в пространстве;
  • четвертичная – когда несколько белковых молекул переплетаются вместе

С помощью стартовой модели – первичной структуры белка можно рассчитать ее минимальную энергию. Исследователи смотрят, во что она сворачивается в пространстве, чтобы обеспечить наибольшую устойчивость и таким образом определяют количество минимальной энергии.

биологические функции белков полимеры

Обычная белковая молекула очень сложна – она состоит из ста аминокислот и имеет огромное количество степеней свободы. Если когда-нибудь человечество научится точно и быстро предсказывать структуру белка по аминокислотной последовательности, то это позволит далеко продвинуться в решении многих медицинских и биологических задач.

Ведь именно нарушения в структуре белка часто приводят к различным болезням. Такие заболевания называют молекулярными и в настоящее время их открыто несколько тысяч. К молекулярным относятся: болезнь Альцгеймера, алиментарная дистрофия, серповидноклеточная анемия и многие другие.

Расшифровав структуру белка, мы сможем понять, какое лекарство может вылечить от этих болезней. Экспериментально вычислить структуру белка - очень сложная задача, требующая много времени. Если было бы возможно предварить ее теоретически, это позволило бы ускорить прогресс в биологии и медицине.

Самой первой была расшифрована структура белка, молекула которого содержит всего две полипептидные цепочки (соответственно на 21 и 30 аминокислотных остатков). Этим простым белком являлся бычий инсулин. Сейчас ученые умеют расшифровывать структуру только маленьких белков на 30-40 аминокислотных остатков и со временем планируют расширить ее до 100-200. На данный момент это основная задача биологии в мире.

А какие еще полимеры знаете вы? Делитесь своими знаниями в комментариях! А также смотрите видео о функциональных особенностях белков.


Понравилось? Поделись с друзьями:
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:
Реклама
Топ самых обсуждаемых
05.01.2019 Комментариев: 152 Бизнес Где взять миллион рублей за один день, срочно и безвозмездно?

Где взять миллион рублей за один день, срочно и безвозмездно?

Каждому человеку не помешал бы в жизни 1 миллион рублей, но где его взять? Под развитие бизнеса такие деньги дает государство, в других случаях поможет личная смекалка и богатые друзья или родственники. Существует масса вариантов.
28.07.2017 Комментариев: 128 История Архивы участников Великой Отечественной войны (пропавших без вести, погибших, ветеранов)

Как найти по фамилии участника ВОВ в современных архивах

Список современных баз данных участников Великой Отечественной войны, а также подробная инструкция по поиску участников Великой отечественной войны 1941-1945 по фамилии в ахивах пропавших без вести ветеранов и на сайте министерства обороны. 
20.07.2017 Комментариев: 55 Еда и кулинария  кляр для рыбы: лучшие рецепты

Кляр для рыбы: пошаговые и простые рецепты

Ищите как сделать кляр для рыбы? Подборка из 25 простых пошаговых  рецептов с фото для приготовления филе. Базовые варианты рыбки  в кляре и рецепты с майонезом, молоком, на минералке , на пиве, с сыром и  другие. Эти рецепты позволят сделать лезьон
12.04.2016 Комментариев: 48 Свадьба В каких странах разрешены однополые браки?

В каких странах разрешены однополые браки?

Люди с нетрадиционной сексуальной ориентацией все чаще заявляют о себе, как о равноправных гражданах, и хотят, чтобы их браки были официально признаны в каждой стране. На сегодня не так много стран решилось на это, но каждый год список пополняется.
12.04.2016 Комментариев: 42 Интернет и компьютеры Секреты клавиатуры: как писать символами, которых нет на клавиатуре

Секреты клавиатуры: как писать символами, которых нет на клавиатуре

В этой статье вы узнаете, как, используя обычную клавиатуру, вставить в текст различные специальные символы: смайлики, стрелочки и т.д.
05.08.2016 Комментариев: 38 Развлечения Что такое вайперы (вейперы), что они парят, вредно или нет?

Что такое вайперы (вейперы), что они парят, вредно или нет?

Сегодня, на улицах мегаполисов можно встретить людей, что выдыхают клубы пара. У них в руках странные курительные принадлежности.
28.04.2017 Комментариев: 35 Закон До скольки можно шуметь в квартире по закону РФ

До скольки можно шуметь в квартире по закону РФ

Соблюдайте "Закон о тишине" и не докучайте громкой музыкой своим соседям даже в дневное время. Иначе у вас могут возникнуть значительные неприятности.
05.07.2017 Комментариев: 29 Развлечения

Гироскутер: что это такое, как выбрать и правильно им управлять

Что такое гироскутер? Как правильно его выбрать и на на основе каких принципов функционирует такое двухколесное средство передвижения? Узнайте как научиться управлять и заряжать его правильно. Постараемся ответить на эти и другие вопросы в
19.05.2017 Комментариев: 28 Здоровье Как избавиться от укусов комаров: самые эффективные и проверенные способы

Как избавиться от укусов комаров за 5 минут

Комариные укусы вызывают ужасный зуд, а если не сопротивляться желанию почесать укушенное место, то зуд становится сильнее, и появляется волдырь. Как избежать неприятных последствий?
21.04.2017 Комментариев: 28 Технологии Как отследить местоположение телефона: действительно рабочие способы

Как отследить местоположение телефона: реальные методы

Можно ли отследить местоположение телефона без ведома его владельца? Программы-радары для родителей, определяющие координаты устройства в режиме реального времени, а также ограничения на работу программ, отслеживающих координаты телефона.
12.04.2016 Комментариев: 23 Деньги Как разбогатеть?

Как стать богатым?

Стать богатым - мечта миллионов. Но вот как им стать? Способов разбогатеть, применимо к российской действительности, немного. Но они - есть...
26.04.2016 Комментариев: 22 Топы

ТОП 10 самых смешных комедий 2016 года

Дедпул, Кунг-фу панда 3, Зверополис и еще много-много комедий, которые вышли в 2016 году, никого не оставят равнодушными. Одни можно смотреть только взрослым, другие с удовольствием посмотрят и детки, но все они – ну очень уж смешные.
Добавить комментарий