რა არის სუბსტრატი ქიმიაში?

ქიმიის ტერმინები შეიძლება დამაბნეველი იყოს, ნაწილობრივ იმიტომ, რომ ზოგიერთ ტერმინს აქვს მრავალი დაკავშირებული (მაგრამ განსხვავებული) მნიშვნელობა, რაც დამოკიდებულია ქიმიის იმ დარგზე, რომელთანაც საქმე გაქვთ. მაგალითად ავიღოთ სიტყვასუბსტრატიქიმიაში: ეს შეიძლება ეხებოდეს როგორც ქიმიურ სუბსტრატს, ისე ფერმენტის სუბსტრატს, რაც დამოკიდებულია იმ კონტექსტში, რომელშიც ის გამოიყენება. იმის გამო, რომ გამოყენებები დაკავშირებულია, თუმცა, იმის ცოდნა, თუ როგორ გამოიყენება ეს ტერმინი სხვადასხვა სახის ქიმიურ რეაქციებში, შეიძლება უკეთესად გააცნობიეროთ სუბსტრატების ცნება.

ქიმიაში შეგიძლიათ სუბსტრატი ზოგადად განსაზღვროთ, როგორც საშუალება, რომელშიც ხდება თქვენი ქიმიური რეაქცია. თუმცა ამაზე ცოტა მეტია, თუმცა; სუბსტრატი, როგორც წესი, არის თქვენი ქიმიური რეაქციის რეაქტიული ნივთიერება, რაც ნიშნავს, რომ ეს არის ქიმიური კომპონენტი, რომელზეც რეალურად მოქმედებს და რეაქციის შედეგად ხდება სხვა რამე. რეაქციის ბოლოს, თავდაპირველ სუბსტრატის რეაქტიულს აღარ ექნება იგივე ქიმიური შემადგენლობა.

აღსანიშნავია, რომ სუბსტრატი ხშირად ქიმიურად მდგრადია რეაქციამდე. ხშირ შემთხვევაში, ქიმიური რეაქციის დასაწყებად საჭიროა გარე ქიმიური ნივთიერება ან ენერგიის გამოყენება; ეს გარეგანი გავლენა ცნობილია როგორც კატალიზატორი. კატალიზატორი იწყებს რეაქციას, მაგრამ სინამდვილეში არ არის მისი ნაწილი; საბოლოო შედეგი მაინც იქნება სუბსტრატის ცვლილება, მაგრამ არ იქნება სუბსტრატისა და კატალიზატორის კომბინაცია.

ბიოქიმიაში სუბსტრატის განმარტება მცირედ იცვლება. ამ კონტექსტში, სუბსტრატებს, როგორც წესი, უწოდებენ "ფერმენტულ სუბსტრატებს" და წარმოადგენს ორგანულ მასალებს, რომლებზეც მოქმედებს ფერმენტი რეაქციის გამომწვევად. ეს ჰგავს ზოგადი ქიმიის რეაქტივის განმარტებას, მაგრამ მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ ეს განმარტება უფრო ვიწროა; ეს მხოლოდ ფერმენტების რეაქციებში არსებულ მასალას ეხება და მხოლოდ გარკვეული ტიპის მასალას.

თქვენ შეიძლება შეამჩნიოთ მსგავსება სუბსტრატთან ფერმენტის რეაქციებსა და ზოგად ქიმიაში კატალიზატორების ქიმიური რეაქციის დაწყების გზას შორის. ბიოქიმიის შემთხვევაში, ფერმენტები კატალიზატორის როლს ასრულებენ, რათა დაიწყონ რეაქცია სუბსტრატის შიგნით, რეალურად კი არ იყვნენ რეაქციის საბოლოო შედეგის ნაწილი.

სუბსტრატის ზოგადი ქიმიისა და ბიოქიმიის განმარტებებში მცირედი განსხვავებების მიუხედავად, ძირითადი კონცეფცია საკმაოდ მკაფიო უნდა იყოს. რაც შეეხება ქიმიას, სუბსტრატი ზოგადად განიხილება, როგორც ქიმიური მასალა, რომელზეც ზოგიერთ სხვა მასალას შეუძლია იმოქმედოს, რომ ცვლილება გამოიწვიოს. ცვლილება ხდება თავად სუბსტრატზე და არა გარე კატალიზატორში ან ფერმენტში, და უმეტეს შემთხვევაში ეს შეიძლება მოხდეს თავისთავად, თუ საკმარისი დრო იქნება.

ბიოქიმიაში უფრო სპეციფიკური განმარტების მსგავსად, ქიმიის სხვა ნიშებსაც შეიძლება ჰქონდეს სიტყვა ”სუბსტრატის” სპეციფიკური განმარტებები, რომლებიც ცოტათი განსხვავდება ზოგადი განმარტებისგან. ძირითადი კონცეფცია იგივე დარჩება, მიუხედავად ნიშის მიერ დაწესებული სპეციფიკისა. მიუხედავად იმისა, რომ კონტექსტი და დეტალები შეიძლება განსხვავდებოდეს, ქიმიაში სუბსტრატები ყოველთვის იქნება ქიმიური ან მოლეკულის რაიმე ფორმა, რომელზეც შეიძლება სხვა ქიმიურმა ან ობიექტმა რაიმე გზით იმოქმედოს.

გაითვალისწინეთ, რომ ქიმია არ არის ერთადერთი მეცნიერება, რომელიც იყენებს ტერმინს "სუბსტრატი". ბიოლოგია იყენებს ამ ტერმინს ბიოლოგიური ორგანიზმების ზრდის მასალის აღსაწერად (მაგალითად, მასალა, რომელზეც ბაქტერიები იზრდება პეტრის ჭურჭელში), ხოლო გეოლოგია სუბსტრატს განსაზღვრავს, როგორც ქვის ფენა ან ნიადაგის ქვეშ აღმოჩენილი სხვა მასალები. სხვა მეცნიერებები, როგორიცაა მასალათმცოდნეობა, ასევე იყენებენ ტერმინს მისი მნიშვნელობის მცირედი ცვლილებებით. მიუხედავად იმისა, რომ სპეციფიკა ერთი მეცნიერებისგან განსხვავდება, ამასთან, სიტყვა სუბსტრატი ზოგადად განისაზღვრება, როგორც ერთგვარი ბირთვი ან ზედაპირი სამეცნიერო სამყაროში.