Jaké jsou procesy, kterými se tvoří makromolekuly?

Makromolekuly existují ve všech živých buňkách a hrají významnou roli určenou jejich strukturním uspořádáním. Makromolekuly nebo polymery jsou tvořeny kombinací menších molekul nebo monomerů ve specifické sekvenci. Jedná se o proces vyžadující energii zvaný polymerace, který produkuje vodu jako vedlejší produkt. Každý proces se liší podle typu vytvářené makromolekuly. Příklady makromolekul zahrnují nukleové kyseliny, lipidy, proteiny a sacharidy.

Proteiny se tvoří, když se spojí monomery zvané aminokyseliny. Aminokyseliny obsahují karboxylovou a aminoskupinu na obou koncích molekuly. Karboxylová skupina jedné aminokyseliny se slučuje s aminoskupinou druhé a tvoří peptidovou vazbu. Několik aminokyselin se spojí a vytvoří polypeptidové řetězce, které se poté skládají dohromady pro finální proteinovou makromolekulu. Proteiny mají nespočet buněčných funkcí, v závislosti na jejich tvaru.

Dva typy nukleových kyselin, DNA a RNA, tvoří genetický materiál buňky. Monomer nukleové kyseliny se nazývá nukleotid a obsahuje pentózový cukr, dusíkatou bázi a fosfátovou skupinu. Nukleotidy se vážou prostřednictvím kovalentních vazeb, protože fosfátová skupina jedné se spojuje s hydroxylovou skupinou druhé za vzniku polynukleotidů. V DNA se dva polynukleotidy spojují pomocí vodíkových vazeb na dusíkatých bázích za vzniku dvojité šroubovice DNA.

V závislosti na délce polymeru jsou sacharidy klasifikovány jako monosacharidy, disacharidy nebo polysacharidy. Monosacharid je jediný monomer a zahrnuje jednoduché cukry, jako je glukóza. Monosacharidy jsou spojeny kovalentní vazbou zvanou glykosidová vazba. Disacharidy, jako je sacharóza, jsou jednoduše dva monosacharidy. Sacharidy fungují podle typu cukrů, které obsahují, a polohy glykosidové vazby.

Lipidy jsou jedinou makromolekulou, která nepodléhá polymeraci. Základní sloučeninou pro všechny lipidy je glycerol se třemi uhlíky a alkoholem. Lipidy jsou kategorizovány jako tuky, steroidy a fosfolipidy. Tuky se tvoří přidáním tří mastných kyselin ke glycerolu prostřednictvím esterové vazby, ke které dochází spojením hydroxylové skupiny s karboxylovou skupinou. Ve fosfolipidech je mastná kyselina nahrazena fosfátovou skupinou. Steroidy, jako je cholesterol, obsahují kostru se čtyřmi uhlíky.