Τι είναι ένα υπόστρωμα στη χημεία;

Οι όροι της χημείας μπορεί να προκαλέσουν σύγχυση, εν μέρει επειδή ορισμένοι όροι έχουν πολλαπλές σχετικές (αλλά διαφορετικές) σημασίες, ανάλογα με τον κλάδο της χημείας που αντιμετωπίζετε. Πάρτε για παράδειγμα τη λέξηυπόστρωμαστη χημεία: Μπορεί να αναφέρεται είτε σε χημικό υπόστρωμα είτε σε ένζυμο υπόστρωμα ανάλογα με το πλαίσιο στο οποίο χρησιμοποιείται. Επειδή όμως οι χρήσεις σχετίζονται, μαθαίνοντας πώς χρησιμοποιείται ο όρος σε διαφορετικούς τύπους χημικών αντιδράσεων μπορεί να σας δώσει μια καλύτερη κατανόηση της έννοιας των υποστρωμάτων ως συνόλου.

Στη χημεία, μπορείτε να ορίσετε το υπόστρωμα γενικά ως το μέσο στο οποίο λαμβάνει χώρα η χημική σας αντίδραση. Είναι λίγο παραπάνω από αυτό, ωστόσο. Το υπόστρωμα είναι επίσης συνήθως το αντιδραστήριο της χημικής σας αντίδρασης, πράγμα που σημαίνει ότι είναι το χημικό συστατικό που πραγματικά δρα και μετατρέπεται σε κάτι άλλο από την αντίδραση. Στο τέλος της αντίδρασης, το αρχικό αντιδραστήριο υποστρώματος δεν θα έχει πλέον την ίδια χημική σύνθεση.

Αξίζει να σημειωθεί ότι το υπόστρωμα είναι συχνά χημικά σταθερό πριν από την αντίδραση, ωστόσο. Σε πολλές περιπτώσεις, απαιτείται εξωτερική χημική ουσία ή εφαρμογή ενέργειας για να ξεκινήσει η χημική αντίδραση. Αυτή η εξωτερική επίδραση είναι γνωστή ως καταλύτης. Ο καταλύτης ξεκινά την αντίδραση, αλλά δεν είναι στην πραγματικότητα μέρος της. το τελικό αποτέλεσμα θα εξακολουθεί να είναι μια αλλαγή στο υπόστρωμα αλλά δεν θα είναι ένας συνδυασμός του υποστρώματος και του καταλύτη.

Στη βιοχημεία, ο ορισμός του υποστρώματος αλλάζει λίγο. Σε αυτό το πλαίσιο, τα υποστρώματα αναφέρονται τυπικά ως "ενζυματικά υποστρώματα" και αντιπροσωπεύουν τα οργανικά υλικά στα οποία ένα ένζυμο δρα για να προκαλέσει αντίδραση. Αυτό είναι παρόμοιο με τον ορισμό του αντιδραστηρίου που χρησιμοποιείται στη γενική χημεία, αλλά είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι αυτός ο ορισμός είναι λίγο πιο στενός. αναφέρεται μόνο σε ένα υλικό που υπάρχει σε ενζυματικές αντιδράσεις και μόνο σε έναν συγκεκριμένο τύπο υλικού.

Μπορεί να παρατηρήσετε μια ομοιότητα μεταξύ των ενζυματικών αντιδράσεων με το υπόστρωμα και του τρόπου με τον οποίο οι καταλύτες ξεκινούν μια χημική αντίδραση στη γενική χημεία. Στην περίπτωση της βιοχημείας, τα ένζυμα παίζουν το ρόλο του καταλύτη για να ξεκινήσουν μια αντίδραση μέσα στο υπόστρωμα χωρίς να είναι στην πραγματικότητα μέρος του τελικού αποτελέσματος της αντίδρασης.

Παρά τις μικρές διαφορές στους γενικούς ορισμούς της χημείας και της βιοχημείας του υποστρώματος, η βασική ιδέα πρέπει να είναι αρκετά σαφής. Όσον αφορά τη χημεία, ένα υπόστρωμα θεωρείται γενικά ως χημικό υλικό στο οποίο κάποιο άλλο υλικό μπορεί να δράσει για να προκαλέσει μια αλλαγή. Η αλλαγή συμβαίνει στο ίδιο το υπόστρωμα και όχι στον εξωτερικό καταλύτη ή στο ένζυμο, και στις περισσότερες περιπτώσεις θα μπορούσε πιθανότατα να συμβεί από μόνη της εάν είχε επιτραπεί αρκετός χρόνος.

Όπως με τον πιο ειδικό ορισμό που παρατηρείται στη βιοχημεία, άλλες θέσεις χημείας μπορεί επίσης να έχουν συγκεκριμένους ορισμούς της λέξης "υπόστρωμα" που διαφέρουν λίγο από τον γενικό ορισμό. Η βασική ιδέα θα παραμείνει η ίδια, ωστόσο, ανεξάρτητα από τις ιδιαιτερότητες που επιβάλλει η θέση. Ενώ το πλαίσιο και οι λεπτομέρειες μπορεί να διαφέρουν, τα υποστρώματα στη χημεία θα είναι πάντα κάποια μορφή χημικού ή μορίου στο οποίο μπορεί να δράσει κάποιο άλλο χημικό ή αντικείμενο με κάποιο τρόπο.

Λάβετε υπόψη ότι η χημεία δεν είναι η μόνη επιστήμη που χρησιμοποιεί τον όρο "υπόστρωμα". Η βιολογία χρησιμοποιεί τον όρο για να δείξει ένα αναπτυξιακό υλικό για βιολογικούς οργανισμούς (όπως το υλικό στο οποίο αναπτύσσονται τα βακτήρια σε τρυβλίο Petri), ενώ η γεωλογία ορίζει το υπόστρωμα ως το υποκείμενο στρώμα βράχου ή άλλα υλικά που βρίσκονται κάτω από το έδαφος. Άλλες επιστήμες όπως η επιστήμη υλικών χρησιμοποιούν επίσης τον όρο με μικρές παραλλαγές στο νόημά του. Ενώ οι ιδιαιτερότητες διαφέρουν από τη μια επιστήμη στην άλλη, η λέξη υπόστρωμα ορίζεται γενικά ως κάποιο είδος πυρήνα ή επιφάνεια σε όλο τον επιστημονικό κόσμο.