Une polymérisation caractérise la formation de polymères à partir de monomères. En chimie et en biologie, il existe différents types de polymérisations. Dans les organismes, des réactions de polymérisation ont lieu pour former des biopolymères tels que protéines, acides nucléiquesou polysaccharides.
Qu'est-ce que la polymérisation?
Des réactions de polymérisation ont lieu dans les organismes pour former des biopolymères tels que protéines or acides nucléiques. Acides nucléiques sont des composants de l'ADN et de l'ARN. La polymérisation est un terme collectif pour la formation de polymères à partir de monomères de bas poids moléculaire. Les réactions de polymérisation jouent un rôle majeur à la fois en chimie et en biologie. Les polymères sont des substances de poids moléculaire élevé qui se composent de certains éléments de base. Ces éléments de base, également appelés monomères, s'accumulent au cours de la polymérisation et forment des chaînes de poids moléculaire élevé. Les polymères peuvent être composés des mêmes monomères ou de différents monomères. En chimie, par exemple, polyester, polyéthylène, polyvinyle chlorure (PVC) ou d'autres plastiques sont connus sous le nom de polymères. En biologie, protéines, nucléique des acides or polysaccharides représentent des biopolymères très complexes. Dans le domaine chimique, il existe différents types de réactions de polymérisation. On distingue les réactions de croissance en chaîne et les réactions de croissance par étapes. Dans les réactions de croissance en chaîne, après une réaction initiale, d'autres monomères se lient constamment à la chaîne activée. Cela conduit à la croissance de la chaîne. Dans les réactions de croissance par étapes, les monomères impliqués doivent avoir au moins deux groupes fonctionnels. Il n'y a pas de croissance de chaîne continue, mais des dimères, trimères ou oligomères sont formés en premier, qui se combinent plus tard pour former une chaîne plus longue. Les réactions de croissance par étapes typiques prennent la forme de réactions d'addition ou de condensation. Cependant, la formation de biopolymères dans les systèmes biologiques est beaucoup plus compliquée. Cela nécessite de nombreuses étapes de réaction différentes. Par exemple, la formation de protéines ou nucléiques des acides n'a lieu qu'à l'aide de modèles. Dans le code génétique, la séquence du azote base dans le nucléique des acides est spécifié. Ceux-ci, à leur tour, codent la séquence de acides aminés dans les protéines individuelles.
Fonction et tâche
Les polymérisations jouent un rôle de premier plan dans tous les systèmes biologiques de les bactéries, champignons, plantes et animaux (y compris les humains). Ainsi, les protéines et les acides nucléiques sont la condition sine qua non de la vie. Essentiellement, les réactions de polymérisation pour former ces biomolécules et leur dégradation sont les réactions réelles de la vie. Les acides nucléiques sont des composants de l'ADN et de l'ARN. Ils sont composés de acide phosphorique, un monosucre (désoxyribose ou ribose) et quatre azotés base. Acide phosphorique, sucre et azote les bases sont chacune assemblées pour former un nucléotide. Les acides nucléiques, à leur tour, sont constitués de chaînes de nucléotides disposées en ligne. L'ADN contient du désoxyribose et l'ARN contient ribose en tant que sucre molécule. Les nucléotides individuels ne diffèrent que par leur azote base. Trois nucléotides consécutifs codent chacun pour un acide aminé sous la forme d'un triplet. Ainsi, la séquence des nucléotides représente le code génétique. Le code génétique inscrit dans l'ADN est transféré à l'ARN via des mécanismes compliqués. L'ARN est alors à son tour responsable de la synthèse de protéines à séquence fixe d'acides aminés. Certaines sections de l'ADN (gènes) codent ainsi pour les protéines correspondantes. Chaque protéine a une fonction spécifique dans l'organisme. Ainsi, il existe des protéines musculaires, des protéines du tissu conjonctif, immunoglobulines, peptidique hormones or enzymes. À son tour, une enzyme spéciale avec une composition spécifique est responsable de chaque étape métabolique. Cela montre déjà à quel point les réactions de polymérisation précisément coordonnées pour la construction d'acides nucléiques et de protéines sont importantes pour les processus biochimiques lisses dans l'organisme. Par exemple, le enzymes doivent avoir la séquence correcte d'acides aminés afin de pouvoir catalyser l'étape de réaction spécifique dans le métabolisme dont ils sont responsables. En plus des protéines et des acides nucléiques, polysaccharides sont également des biopolymères importants dans l'organisme. Dans les usines, ils remplissent souvent des fonctions de soutien. De plus, ils stockent également de l'énergie. L'amidon des pommes de terre, par exemple, est une substance de réserve qui est utilisée pour générer de l'énergie pendant la germination. foie et les muscles pour répondre aux besoins énergétiques pendant les périodes de restriction alimentaire ou d'activité physique intense. Le glycogène, comme l'amidon, est un polymère et est formé à partir du monomère glucose.
Maladies et affections
Des perturbations dans les réactions de polymérisation biologique peuvent conduire à significatif décomposition cellulaire problèmes. Comme mentionné précédemment, les acides nucléiques sont des biopolymères importants. Lorsque les processus chimiques modifient la séquence de certains azotés base, une soi-disant mutation est présente. Le muté gène continue de coder des protéines, mais leur ordre d'acides aminés change. Les protéines ainsi modifiées ne peuvent plus remplir correctement leur fonction dans les cellules affectées. Cela peut conduire aux troubles métaboliques, car une enzyme peut échouer. Cependant, le immunoglobulines peuvent également être modifiés. Dans ce cas, des déficits immunitaires se produisent. Bien entendu, les protéines structurelles peuvent également être affectées par les changements, avec de nombreuses manifestations et symptômes différents. Les mutations sont souvent également transmises à la progéniture. Au cours de la vie, des erreurs dans la reproduction du code génétique se produisent encore et encore. Dans la plupart des cas, les cellules du corps touchées sont détruites par le système immunitaire . Cependant, cela ne réussit pas toujours. Dans certains cas, ces cellules se transforment en cancer les cellules, par exemple, et leur croissance menace tout l'organisme. De nombreuses autres maladies dégénératives, telles que artériosclérose, douleurs rhumatismales ou maladies auto-immunes, peuvent également être attribués à des perturbations dans la synthèse des biopolymères. Même la synthèse du glycogène, le polysaccharide dans le foie et les muscles, peuvent être défectueux. Par exemple, il existe des maladies de stockage du glycogène avec un glycogène anormalement altéré molécules, qui à son tour peut être causé par un enzymes. Le glycogène anormal ne peut plus être décomposé et continue de s'accumuler dans le foie.
