Mitkä hiilihydraatit muodostavat hyönteisen eksoskeletonin?

Niveljalkaiset (hyönteiset ja äyriäiset) tunnetaan kovasta ulkopinnastaan ​​tai eksoskeleton. Eksoskeletoni sallii nivelten liikkumisen, kun se peittää pehmeät kudokset niveljalkaisten kehossa.

Joidenkin ulkoisten luurankojen päämateriaali on monimutkainen hiilihydraatti olla nimeltään kitiini.

Kitiini on orgaaninen yhdiste, jonka kemisti Henri Braconnot löysi vuonna 1811. Se saa nimensä kreikkalaisesta sanasta kitoni, joka oli sana "posti" (kuten "panssari"). Sitä on läsnä eksoskelettieläimissä, kuten hyönteisissä ja äyriäisissä, mutta myös sienissä soluseinät. Kitiini tarjoaa runkorakenteen näille eläimille sisäelinten ja lihasten suojaamiseksi.

Kitiini on monimutkainen hiilihydraatti, yleisin aminopolysakkaridipolymeeri luonnossa. Se on toiseksi vain selluloosan jälkeen eniten maapallolla olevaa polysakkaridia. Sen rakenne on melko samanlainen kuin selluloosalla, mutta sillä on erilaisia ​​glukoosimonomeeriyksiköitä.

Kitiinin kemiallinen nimi on poly (β- (1-4) -N-asetyyli-D-glukosamiini. Kitiini voidaan muuntaa johdannaiseksi nimeltä

Kitiini on läpinäkyvä, joustava materiaali, ja joissakin organismeissa, kuten äyriäisissä, se voidaan yhdistää kalsiumkarbonaattiin tehden siitä vielä vahvempaa. Kitiini voi hajota luonnossa bakteerit.

Kitiini tarjoaa tärkein rakennemateriaali joissakin ulkoisissa luurankoissa. Tämä kehys on jäykkä ja peittää alla olevat pehmytkudokset. Se tarjoaa myös lihaksille vedettävän materiaalin.

Kitiinin suojakuori antaa eturungon eläimille edun, koska se toimii eräänlaisena panssarina. Exoskeletonit on valmistettu nivelistä, jotka antavat eläimille paremman hyödyn raajojensa liikkeelle.

Tämä parempi vipuvaikutus tekee eläimistä koonsa suhteen vahvempia kuin eläimet, joilla ei ole kitiinin ulkokehysarkkitehtuuria. Kitiiniä löytyy myös joidenkin organismien, kuten etanoiden, alaleuista.

Koko kasvaa, kitiini-eksoskeletonista tulee epäkäytännöllistä eläimelle, joten se on liian raskas liikkua. Siksi niveljalkaiset ovat yleensä pieniä verrattuna suuriin selkärankaisiin.

Toinen selvä haitta tapahtuu, kun eksoskelettieläimet irtoavat tai moltivat kitiinikuorensa kasvamisen aikana. Anniin kuoriutumisen välillä voi olla jopa kuusi molttia hyönteinen ja kun siitä tulee aikuinen.

Kun näin tapahtuu, hengitys on estetty, koska eläimen tracheolivuori tulee ulos sen luiden kanssa. Tämä asettaa hyönteiset vaaraan, ja tilanne pahenee lämpötilojen noustessa.

Sen lisäksi, että kitiini on tärkein rakennemateriaali joissakin ulkoisissa luustoissa, se on osoittautunut hyödylliseksi lukuisissa ihmisen valmistamissa materiaaleissa. Nanotekniikassa on käytetty kitiiniä ja kitosaania polymeeritelineet.

Kitiiniä ja kitiinipohjaisia ​​yhdisteitä on myös käytetty biolääketieteelliset sovellukset. Kitiinin ja kitosaanin tarjoama runkorakenne tekee siitä korvaamattoman komposiittitelineiden valmistamisen haavan paranemista ja veren hyytymistä varten. Tämä johtuu kiteiset mikrofibrillit kitiinin sisällä, jotka tekevät siitä niin stabiilin eksoskeletoneille ja sienien soluseinille.

Kitiinipohjaisia ​​yhdisteitä käytetään myös lääkkeiden antamiseen, biologisen tunnistamisen ligandeihin syövän diagnosointiin, oftalmologiaan, rokotteen adjuvantteihin ja kasvainten torjuntaan.

Kitiini ja kitosaani ovat myrkyttömiä, biologisesti yhteensopivia, mikrobeja ja biohajoavia. Niillä on suuri rakenteellinen eheys, ne ovat erittäin huokoisia ja voivat hajota ennustettavissa olevalla nopeudella. Liuottimet voivat uuttaa kitiiniä äyriäinen kuoret käytettäväksi muissa materiaaleissa.

Maapallon toiseksi runsain hiilihydraatti tarjoaa rakenteen ja toiminnan organismeille luonnossa sekä modernin tekniikan.

Kitiinin vakauteen ja joustavuuteen perustuvien tulevien kehitysten tulisi tarjota maataloutta, biotekniikka, nanomeditsiinit ja muut alat, joilla on voimakas osa ihmiskuntaa.