Makromolekula

Makromolekulak kobalenteki lotutako milaka atomoz osaturiko molekula handiak dira. Makromolekula ugari (baina ez guztiak) polimeroak dira, hau da, monomero izeneko molekula txikiagoen polimerizaziotik sortzen dira.

Biokimikan, makromolekula ohikoenak biopolimeroak (azido nukleikoak, proteinak etakarbohidratoak) eta molekula ez-polimeriko handiak (lipidoak eta makrozikloak) dira^[1]. Makromolekula sintetikoak ere badira, hala nola plastikoak^[2], zuntz sintetikoak eta karbono-nanohodiak^[3]

Definizioa

Masa molekular erlatibo handiko molekula, zeinaren egitura masa erlatibo txikiko molekuleetatik eratorritako unitateen errepikapenez osaturik dagoen.^[4]

Makromolekula izena (macro + molecule) nobel saria jasotako Hermann Staudingerrek sortu zuen 1920ko hamarkadan. nahiz eta bere publikazio nabariena gai honen inguruan soilik pisu molekular handiko konposatuak aipatu (1.000 atomo baino gehiago dutenak).^[5]

Kontutan hartu behar da molekula handiak izendatzeko erabiltzen den hitza arloaren arabera aldatu egiten dela. Adibidez biologian makromolekula hitzak izaki bizidunetan dauden lau molekula organiko handiei egiten die erreferentzia (azido nukleikoak, lipidoak, proteinak eta karbohidratoak^[6]); kimikan ordea makromolekulak indar intermolekularren bidez (ez lotura kobalenteen bidez) atxikituriko molekula bi edo gehiagok eratzen duten eta erreaztasunez askatzen ez den agregatua da. ^[7]

Maiz makromolekula eta polimero hitzen arteko nahasmena dago. IUPAC definizioaren arabera, polimeroen zientzian makromolekula hitzak molekula polimeriko bakar bati egiten dio erreferentzia, polimero bat makrolekulez osaturiko substantzia bat izanik. ^[8]

Ezaugarriak

Makromolekulek haien egitura osatzen duten monomeroek ez dituzten ezaugarriak izan ohi dituzte. ^[9] Hauen artean ezagunena uretan eta likido akuosoetan disolbaezinak izatea dago, koloideak eratuz. Uretan disolbagarriak izateko makromolekula askok gatzak edota ioi zehatzen beharra dute.

Soluzio batean makromolekulen kontzentrazio altua egoteak bertan dauden beste molekulen oreka konstanteetan eragina izan deezake, molecular crowding izeneko gertaeraren ondorioz, molekulen kontzentrazio eraginkorrak handitzea eragiten duena.^[10]

Sailkapena

Jatorriaren arabera:
- Organikoak:
  - Proteinak
  - Azido-nukleikoak (DNA eta RNA)
  - Karbohidrato edota polisakaridoak
  - Lipidoak
- Ez-organikoak (sintetikoak):
  - Polimeroak sintetikoak
  - Karbono-nanohodiak
Egituraren arabera:
- Linealak: Monomeroak bi puntuetatik lotzen dira, kate bat eratuz.
- Adarkatuak: Monomeroak hiru puntu edo gehiagotik lotu ahal direnean.
Konposaketaren arabera:
- Monopolimeroak: Errepikatzen den monomero bakar batez osatuak.
- Ko-polimeroak: Monomero desberdinez osatuak.
- Ez-polimerikoak: Monomeroz osaturik ez daudenak, adibidez lipidoak.

Makromolekula organikoak

Izaki bizidun guztiek lau makromolekula organiko behar dituzte haien funtzio biologikoak burutzeko: Azido nukleikoak (DNA eta RNA), lipidoak, proteinak eta karbohidratoak ^[11].

Makromolekula organikoak
Makromolekula organikoa (Polimeroa)	Egitura unitatea (monomeroa)	Lotura mota
Proteinak	Amino-azidoak	Lotura peptidikoa
Azido-nukleikoak	Nukleotikoak	Fosfodiester lotura
Karbohidratoak (polisakaridoak)	Monosakaridoak	Lotura glikosidikoa
Lipidoak (ez dira polimeroak)	Ez dira haien egitura kimikoan definitzen	Lipido batzuen kasuan haien osagaiak ester loturen bidez atxikiturik daude, beste batzuen kasuan, ordea, elkarrekintza hidrofobikoen bidez.

Biopolimero linealak

Azido nukleikoak eta proteinak biopolimero linealak dira, hau da, adarkadurarik gabeko kateak eratuz kobalenteki lotzen diren monomeroz eraturik daude: nukleotidoak azido nukleikoen kasuan eta aminoazidoak proteinen kasuan.

Makromolekula kate luze hauek elkarren artean elkarrekiten dute askotan. DNA helize-bikoitzeko egituretan aurkitzen da normalean, non bi DNA kate Watson-Crick pare baseei jarraituz elkarrekiten duten ^[12]. RNA eta proteina kateak, ordea, normalean haien sekuentziaren barneko elkarrekintza intramolekularrak burutuz hirugarren mailako egituretan tolestu egiten dira. Hala ere, proteina kate desberdinek elkarren artean elkarrekintza intermolekularren bidez lotzen dira maiz egitura kuaternarioak eratzeko^[13].

Biopolimero adarkatuak

Karbohidratoak (polisakaridoak ere deituak) monosakaridoz osaturiko makromolekulak dira. Monosakaridoek dituzten talde funtzional desberdinen ondorioz polimero linealak (zelulosa, adibidez) zein adarkatuak (glukogenoa, adibidez) eratu ahal dituzte^[1].

Polimeroak ez diren makromolekula organikoak

Lipidoak, gainerako makromolekula organikoak ez bezala, molekula ez-polimeriko handiak dira, adibide ezin hobea izanik makromolekula guztiak polimeroak ez direla adierazteko. Lipidoak ez daude haien egitura kimikoaren arabera definiturik, baizik eta haien ezaugarri komunen arabera: disolbatzaile polarretan gutxi edo batere ez dira disolbatzen (uretan, adibidez). Bestalde, disolbatzaile apolarretan (kloroformo, eter, bentzeno..) oso ondo disolbatzen dira. Gainera, urak baino dentsitate txikiagoa dute ^[14].

Makromolekula ez-organikoak

Makromolekula sintetikoen adibide dira polimero sintetikoak (plastikoak, zuntz sintetikoak, eta goma sintetikoa), grafenoa eta karbono-nanohodiak.

Erreferentziak

↑ ^a ^b Berg, Jeremy M.. (2002). Biochemistry. (5th ed. argitaraldia) W.H. Freeman ISBN 0-7167-3051-0. PMC 48055706. (Noiz kontsultatua: 2021-02-28).
↑ «The product life cycle» CIM Coursebook 03/04 Marketing Planning (Routledge): 154–158. 2012-10-02 ISBN 978-0-08-057491-2. (Noiz kontsultatua: 2021-02-28).
↑ Ajayan, P. M.; Charlier, J.-C.; Rinzler, A. G.. (2010-06-09). «ChemInform Abstract: Carbon Nanotubes. From Macromolecules to Nanotechnology» ChemInform 31 (14): no–no. doi:10.1002/chin.200014226. ISSN 0931-7597. (Noiz kontsultatua: 2021-02-28).
↑ Chemistry (IUPAC), The International Union of Pure and Applied. «IUPAC - macromolecule (M03667)» goldbook.iupac.org (Noiz kontsultatua: 2021-02-28).
↑ (Ingelesez) Staudinger, H.; Fritschi, J.. (1922). «Über Isopren und Kautschuk. 5. Mitteilung. Über die Hydrierung des Kautschuks und über seine Konstitution» Helvetica Chimica Acta 5 (5): 785–806. doi:10.1002/hlca.19220050517. (Noiz kontsultatua: 2021-02-28).
↑ Erein ISBN https://www.erein.eus/media/primeros_capitulos/primer_capitulo58.pdf..
↑ E., Van Holde, K.. (2006). Principles of physical biochemistry. Pearson Prentice Hall ISBN 0-13-201744-X. PMC 803864511. (Noiz kontsultatua: 2021-02-28).
↑ Jenkins, A. D.; Kratochvíl, P.; Stepto, R. F. T.; Suter, U. W.. (1996-01-01). «Glossary of basic terms in polymer science (IUPAC Recommendations 1996)» Pure and Applied Chemistry 68 (12): 2287–2311. doi:10.1351/pac199668122287. ISSN 1365-3075. (Noiz kontsultatua: 2021-02-28).
↑ Doty, Paul. (1956). «The Properties of Biological Macromolecules in Solution» Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 42 (11): 791–800. ISSN 0027-8424. (Noiz kontsultatua: 2021-02-28).
↑ Minton, A. P.. (2015-03-15). «How can biochemical reactions within cells differ from those in test tubes?» Journal of Cell Science 128 (6): 1254–1254. doi:10.1242/jcs.170183. ISSN 0021-9533. (Noiz kontsultatua: 2021-02-28).
↑ Berg, Jeremy M.. (2012). Biochemistry. (7th ed. argitaraldia) W.H. Freeman ISBN 978-1-4292-2936-4. PMC 758952268. (Noiz kontsultatua: 2021-02-28).
↑ Tomé López, César. (2015). Helize bikoitzaz. Zientzia Kaiera ISBN https://zientziakaiera.eus/2015/11/05/helize-bikoitzaz/..
↑ (Ingelesez) Gupta, Shipra; Verma, Arunima. (2017). Misra, Gauri ed. «Macromolecular Interactions» Introduction to Biomolecular Structure and Biophysics: Basics of Biophysics (Springer): 115–137. doi:10.1007/978-981-10-4968-2_5. ISBN 978-981-10-4968-2. (Noiz kontsultatua: 2021-02-28).
↑ (Ingelesez) Nič, Miloslav, ed. (2009-06-12). «lipids» IUPAC Compendium of Chemical Terminology (IUPAC) doi:10.1351/goldbook.l03571. ISBN 978-0-9678550-9-7. (Noiz kontsultatua: 2021-02-28).

Kanpo estekak

Macromolecules: Classes and functions[1]

Datuak: Q178593
Multimedia: Macromolecules / Q178593

[:0-1] Berg, Jeremy M.. (2002). Biochemistry. (5th ed. argitaraldia) W.H. Freeman ISBN 0-7167-3051-0. PMC 48055706. (Noiz kontsultatua: 2021-02-28).

[2] «The product life cycle» CIM Coursebook 03/04 Marketing Planning (Routledge): 154–158. 2012-10-02 ISBN 978-0-08-057491-2. (Noiz kontsultatua: 2021-02-28).

[3] Ajayan, P. M.; Charlier, J.-C.; Rinzler, A. G.. (2010-06-09). «ChemInform Abstract: Carbon Nanotubes. From Macromolecules to Nanotechnology» ChemInform 31 (14): no–no. doi:10.1002/chin.200014226. ISSN 0931-7597. (Noiz kontsultatua: 2021-02-28).

[4] Chemistry (IUPAC), The International Union of Pure and Applied. «IUPAC - macromolecule (M03667)» goldbook.iupac.org (Noiz kontsultatua: 2021-02-28).

[5] (Ingelesez) Staudinger, H.; Fritschi, J.. (1922). «Über Isopren und Kautschuk. 5. Mitteilung. Über die Hydrierung des Kautschuks und über seine Konstitution» Helvetica Chimica Acta 5 (5): 785–806. doi:10.1002/hlca.19220050517. (Noiz kontsultatua: 2021-02-28).

[6] Erein ISBN https://www.erein.eus/media/primeros_capitulos/primer_capitulo58.pdf..

[7] E., Van Holde, K.. (2006). Principles of physical biochemistry. Pearson Prentice Hall ISBN 0-13-201744-X. PMC 803864511. (Noiz kontsultatua: 2021-02-28).

[8] Jenkins, A. D.; Kratochvíl, P.; Stepto, R. F. T.; Suter, U. W.. (1996-01-01). «Glossary of basic terms in polymer science (IUPAC Recommendations 1996)» Pure and Applied Chemistry 68 (12): 2287–2311. doi:10.1351/pac199668122287. ISSN 1365-3075. (Noiz kontsultatua: 2021-02-28).

[9] Doty, Paul. (1956). «The Properties of Biological Macromolecules in Solution» Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 42 (11): 791–800. ISSN 0027-8424. (Noiz kontsultatua: 2021-02-28).

[10] Minton, A. P.. (2015-03-15). «How can biochemical reactions within cells differ from those in test tubes?» Journal of Cell Science 128 (6): 1254–1254. doi:10.1242/jcs.170183. ISSN 0021-9533. (Noiz kontsultatua: 2021-02-28).

[11] Berg, Jeremy M.. (2012). Biochemistry. (7th ed. argitaraldia) W.H. Freeman ISBN 978-1-4292-2936-4. PMC 758952268. (Noiz kontsultatua: 2021-02-28).

[12] Tomé López, César. (2015). Helize bikoitzaz. Zientzia Kaiera ISBN https://zientziakaiera.eus/2015/11/05/helize-bikoitzaz/..

[13] (Ingelesez) Gupta, Shipra; Verma, Arunima. (2017). Misra, Gauri ed. «Macromolecular Interactions» Introduction to Biomolecular Structure and Biophysics: Basics of Biophysics (Springer): 115–137. doi:10.1007/978-981-10-4968-2_5. ISBN 978-981-10-4968-2. (Noiz kontsultatua: 2021-02-28).

[14] (Ingelesez) Nič, Miloslav, ed. (2009-06-12). «lipids» IUPAC Compendium of Chemical Terminology (IUPAC) doi:10.1351/goldbook.l03571. ISBN 978-0-9678550-9-7. (Noiz kontsultatua: 2021-02-28).

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]