Pempolimeran mencirikan pembentukan polimer dari monomer. Dalam kimia dan biologi, terdapat pelbagai jenis pempolimeran. Dalam organisma, tindak balas pempolimeran berlaku untuk membentuk biopolimer seperti protein, asid nukleik, Atau polisakarida.
Apa itu pempolimeran?
Reaksi polimerisasi berlaku dalam organisma untuk membentuk biopolimer seperti protein or asid nukleik. Asid nukleik adalah komponen DNA dan RNA. Polimerisasi adalah istilah kolektif untuk pembentukan polimer dari monomer berat molekul rendah. Reaksi polimerisasi memainkan peranan utama dalam kimia dan biologi. Polimer adalah bahan molekul tinggi yang terdiri daripada blok bangunan asas tertentu. Blok asas bangunan ini, juga disebut monomer, terkumpul semasa pempolimeran dan membentuk rantai molekul tinggi. Polimer boleh terdiri daripada monomer yang sama atau berbeza. Dalam kimia, misalnya, poliester, polietilena, polivinil klorida (PVC) atau plastik lain dikenali sebagai polimer. Dalam biologi, protein, nukleik asid or polisakarida mewakili biopolimer yang sangat kompleks. Dalam bidang kimia, terdapat pelbagai jenis tindak balas pempolimeran. Reaksi pertumbuhan rantai dan reaksi pertumbuhan langkah dibezakan. Dalam tindak balas pertumbuhan rantai, setelah reaksi awal, monomer selanjutnya terus mengikat pada rantai yang diaktifkan. Ini membawa kepada pertumbuhan rantaian. Dalam reaksi pertumbuhan langkah, monomer yang terlibat mesti mempunyai sekurang-kurangnya dua kumpulan berfungsi. Tidak ada pertumbuhan rantai yang berterusan, tetapi dimer, trimer atau oligomer dibentuk terlebih dahulu, yang kemudian bergabung untuk membentuk rantai yang lebih panjang. Reaksi pertumbuhan langkah khas berbentuk tindak balas penambahan atau pemeluwapan. Walau bagaimanapun, pembentukan biopolimer dalam sistem biologi jauh lebih rumit. Ia memerlukan banyak langkah reaksi yang berbeza. Contohnya, pembentukan protein atau nukleik asid hanya berlaku dengan bantuan templat. Dalam kod genetik, urutan nitrogen asas dalam nukleik asid dinyatakan. Ini, seterusnya, menyusun urutan asid amino dalam protein individu.
Fungsi dan tugas
Polimerisasi memainkan peranan penting dalam semua sistem biologi bakteria, kulat, tumbuhan, dan haiwan (termasuk manusia). Oleh itu, protein dan asid nukleik adalah prasyarat untuk hidup di tempat pertama. Pada hakikatnya, tindak balas pempolimeran untuk membentuk biomolekul ini dan penurunannya adalah reaksi sebenar kehidupan. Asid nukleik adalah komponen DNA dan RNA. Mereka terdiri daripada asid fosforik, monosugar (deoxyribose atau ribose, dan empat nitrogen asas. Asid fosforik, gula dan nitrogen asas masing-masing dipasang untuk membentuk nukleotida. Sebaliknya, asid nukleik terdiri daripada rantai nukleotida yang disusun berturut-turut. DNA mengandungi deoxyribose dan RNA mengandungi ribose sebagai gula molekul. Nukleotida individu hanya berbeza di dalamnya nitrogen pangkalan. Tiga nukleotida berturut-turut setiap kod untuk satu asid amino sebagai triplet. Oleh itu, urutan nukleotida mewakili kod genetik. Kod genetik yang ditetapkan dalam DNA dipindahkan ke RNA melalui mekanisme yang rumit. RNA kemudiannya bertanggungjawab untuk sintesis protein dengan urutan asid amino yang tetap. Bahagian-bahagian tertentu dalam DNA (gen) dengan demikian memberi kod untuk protein yang sesuai. Setiap protein mempunyai fungsi tertentu dalam organisma. Oleh itu, terdapat protein otot, protein dari tisu penghubung, imunoglobulin, peptida hormon or enzim. Sebaliknya, enzim khas dengan komposisi tertentu bertanggungjawab untuk setiap langkah metabolik. Ini sudah menunjukkan betapa pentingnya tindak balas pempolimeran terkoordinasi yang tepat untuk membina asid nukleik dan protein untuk proses biokimia yang lancar dalam organisma. Sebagai contoh, enzim mesti mempunyai urutan asid amino yang betul agar dapat menjadi pemangkin langkah tindak balas tertentu dalam metabolisme yang mana mereka bertanggungjawab. Sebagai tambahan kepada protein dan asid nukleik, polisakarida juga biopolimer penting dalam organisma. Pada tanaman, mereka sering menjalankan fungsi sokongan. Selain itu, mereka juga menyimpan tenaga. Kanji dalam kentang, misalnya, adalah bahan simpanan yang digunakan untuk menghasilkan tenaga semasa bercambah. Manusia juga menyimpan glikogen di hati dan otot untuk memenuhi keperluan tenaga dalam tempoh sekatan makanan atau aktiviti fizikal yang sengit. Glikogen, seperti kanji, adalah polimer dan terbentuk dari monomer glukosa.
Penyakit dan penyakit
Gangguan dalam reaksi pempolimeran biologi boleh membawa hingga ketara kesihatan masalah. Seperti disebutkan sebelumnya, asid nukleik adalah biopolimer penting. Apabila proses kimia mengubah urutan nitrogen tertentu asas, terdapat mutasi yang disebut. Yang bermutasi gen terus mengekod protein, tetapi susunan asid amino mereka berubah. Protein yang diubah dengan cara ini tidak lagi dapat memenuhi fungsinya dengan baik pada sel yang terkena. Ini boleh membawa kepada gangguan metabolik, kerana enzim mungkin gagal. Walau bagaimanapun imunoglobulin mungkin juga diubah. Dalam kes ini, kekurangan imuniti berlaku. Sudah tentu, protein struktur juga dapat dipengaruhi oleh perubahan, dengan banyak manifestasi dan gejala yang berbeza. Mutasi juga sering diturunkan kepada keturunan. Dalam perjalanan hidup, kesalahan dalam pembiakan kod genetik berlaku berulang kali. Dalam kebanyakan kes, sel-sel badan yang terjejas dimusnahkan oleh sistem imun. Walau bagaimanapun, ini tidak selalu berjaya. Dalam beberapa kes, sel-sel ini berkembang menjadi kanser sel, misalnya, dan pertumbuhannya mengancam seluruh organisma. Banyak penyakit degeneratif lain, seperti arteriosclerosis, aduan reumatik atau penyakit autoimun, juga dapat dikesan kembali ke gangguan dalam sintesis biopolimer. Bahkan sintesis glikogen, polisakarida di hati dan otot, boleh cacat. Sebagai contoh, terdapat penyakit penyimpanan glikogen dengan glikogen yang diubah secara tidak normal molekul, yang seterusnya boleh disebabkan oleh kecacatan enzim. Glikogen yang tidak normal tidak lagi dapat dipecah dan terus berkumpul di hati.
