3.1 Nýmyndun lífrænna stórsameinda

Hæfniviðmið

Að þessum hluta loknum munt þú geta gert eftirfarandi:

• Lýst myndun lífrænna stórsameinda
• Útskýrt afvötnunarmyndun, einnig kölluð þéttihvarf, og vatnsrofshvörf

Eins og þú hefur lært eru lífrænar stórsameindir stórar sameindir sem eru lífi nauðsynlegar og eru byggðar úr minni lífrænum sameindum. Til eru fjórir meginflokkar lífrænna stórsameinda: kolvetni, lípíð, prótein og kjarnsýrur. Hver flokkur er mikilvægur hluti frumunnar og gegnir fjölbreyttum hlutverkum. Samanlagt mynda þessar sameindir megnið af þurrmassa frumu; vatn myndar hins vegar megnið af heildarmassa hennar. Lífrænar stórsameindir teljast lífrænar vegna þess að þær innihalda kolefni sem er tengt vetni, og þær geta einnig innihaldið súrefni, nitur og önnur frumefni í minna magni.

Afvötnunarmyndun

Flestar stórsameindir eru gerðar úr einstökum undireiningum, eða byggingareiningum, sem kallast einliður. Einliðurnar tengjast hver annarri með samgildum tengjum og mynda stærri sameindir sem kallast fjölliður. Við þetta losna vatnssameindir sem aukaafurðir. Slíkt hvarf kallast afvötnunarmyndun, einnig þéttihvarf, sem merkir að sameindir eru settar saman um leið og vatn tapast.

Í afvötnunarmyndun (mynd 3.2) tengist vetni frá einni einliðu hýdroxýlhópi annarrar einliðu og vatnssameind losnar. Á sama tíma deila einliðurnar rafeindum og mynda samgilt tengi. Þegar fleiri einliður bætast við myndar keðjan af endurteknum einliðum fjölliðu. Mismunandi gerðir einliða geta tengst saman á margvíslegan hátt og þannig myndað fjölbreyttan hóp stórsameinda. Jafnvel ein tegund einliða getur tengst á ólíka vegu og myndað nokkrar mismunandi fjölliður. Glúkósaeinliður eru til dæmis byggingareiningar sterkju, glýkógens og sellulósa.

Vatnsrof

Fjölliður brotna niður í einliður við vatnsrof. Í slíku efnahvarfi er vatnssameind bætt inn yfir tengið. Vatnssameindin rýfur samgilt tengi í efnasambandinu (mynd 3.3). Við hvarfið skiptist fjölliðan í tvo hluta: annar hlutinn fær vetnisatóm (H⁺) og hinn fær hýdroxýlhóp (OH⁻) úr klofnuðu vatnssameindinni.

Afvötnunarhvörf og vatnsrofshvörf eru hvötuð, eða hraðað, af sértækum ensímum. Afvötnunarhvörf mynda ný tengi og krefjast orku, en vatnsrofshvörf rjúfa tengi og losa orku. Þessi hvörf eru svipuð hjá flestum stórsameindum, en hvert hvarf milli einliða og fjölliða er sértækt fyrir sinn sameindaflokk. Í meltingarkerfinu vatnsrjúfa hvataensím, eða brjóta niður, fæðuna sem við innbyrðum í smærri sameindir. Þannig geta frumur líkamans auðveldlega tekið upp næringarefni í þörmunum. Sértæk ensím brjóta niður hverja gerð stórsameinda. Amýlasi, súkrasi, laktasi og maltasi brjóta til dæmis niður kolvetni. Ensím sem kallast próteasar, til dæmis pepsín og peptíðasi, ásamt saltsýru, brjóta niður prótein. Lípasar brjóta niður lípíð. Þessar niðurbrotnu stórsameindir veita orku fyrir starfsemi frumna.

Tengill í námsefni

Skoðaðu þessa síðu til að sjá myndræna framsetningu á afvötnunarmyndun og vatnsrofi.