מהם התהליכים לפיהם נוצרים מקרומולקולות?

מקרומולקולות קיימות בכל התאים החיים וממלאות תפקידים משמעותיים הנקבעים על פי הסדר המבני שלהן. מקרומולקולות, או פולימרים, נוצרים על ידי שילוב של מולקולות או מונומרים קטנים יותר ברצף ספציפי. זהו תהליך הדורש אנרגיה הנקרא פילמור המייצר מים כתוצר לוואי. כל תהליך שונה בהתאם לסוג מקרומולקולה שנוצרת. דוגמאות למקרומולקולות כוללות חומצות גרעין, שומנים, חלבונים ופחמימות.

חלבונים נוצרים כאשר משולבים מונומרים הנקראים חומצות אמינו. חומצות אמינו מכילות קרבוקסילית וקבוצת אמינו בשני קצות המולקולה. הקבוצה הקרבוקסילית של חומצת אמינו אחת משולבת עם קבוצת האמינו של אחרת, ויוצרת קשר פפטיד. כמה חומצות אמיניות מתחברות יחד ליצירת שרשראות פוליפפטיד, אשר מתקפלות יחד למקרומולקולת החלבון הסופית. לחלבונים אין ספור פונקציות תאיות, תלוי בצורתם.

שני סוגי חומצות הגרעין, DNA ו- RNA, מהווים את החומר הגנטי של התא. מונומר חומצת הגרעין נקרא נוקלאוטיד, והוא מכיל סוכר פנטוז, בסיס חנקני וקבוצת פוספט. נוקלאוטידים נקשרים באמצעות קשרים קוולנטיים כאשר קבוצת הפוספט של אחד מצטרפת לקבוצת ההידרוקסיל של אחרת ליצירת פולינוקליאוטידים. ב- DNA, שני פולינוקליאוטידים משתלבים באמצעות קשרי מימן בבסיסי החנקן ליצירת סליל כפול של ה- DNA.

תלוי באורך הפולימר, הפחמימות מסווגות כחד-סוכרים, דו-סוכרים או רב-סוכרים. חד-סוכר הוא מונומר יחיד וכולל סוכרים פשוטים כמו גלוקוז. חד-סוכרים מחוברים יחד באמצעות קשר קוולנטי הנקרא הצמדה גליקוזידית. סוכרים כמו סוכרוז הם פשוט שני סוכרים. פחמימות מתפקדות על פי סוג הסוכרים שהם מכילים ומיקומי הקישור הגליקוזידי.

ליפידים הם מקרומולקולה היחידה שאינה עוברת פילמור. התרכובת הבסיסית לכל השומנים היא הגליצרול האלכוהול בעל שלוש הפחמן. ליפידים מסווגים כשומנים, סטרואידים ופוספוליפידים. שומנים נוצרים על ידי תוספת של שלוש חומצות שומן לגליצרול באמצעות קשר אסטר, המתרחש מהצטרפות לקבוצת הידרוקסיל לקבוצת קרבוקסיל. בפוספוליפידים חומצת שומן מוחלפת בקבוצת פוספט. סטרואידים כמו כולסטרול מכילים שלד טבעתי עם ארבעה פחמן.