Rozdział 4 · Chemia życia
Często o charakterystycznej reaktywności cząsteczki decydują jej konkretne fragmenty. Takie reaktywne fragmenty nazywa się grupami funkcyjnymi. Mają one określone właściwości chemiczne niezależnie od reszty cząsteczki, do której są przyłączone. Dlatego ta sama grupa funkcyjna zwykle zachowuje się podobnie w różnych związkach.
Tutaj krótko omówimy najważniejsze grupy funkcyjne w biologii.
Grupy węglowodorowe zawierają wyłącznie atomy węgla i wodoru, w różnych układach i strukturach. Atomy węgla w grupach alkilowych są połączone wiązaniami pojedynczymi, alkenyle zawierają wiązania podwójne, a alkinyle wiązania potrójne. Grupy fenylowe są pochodnymi benzenu o typowej aromatycznej strukturze pierścieniowej: płaskim pierścieniu sześciu atomów węgla z trzema wiązaniami podwójnymi. Zgodnie z konwencją litera R oznacza inną część związku.
Tlen występuje w wielu typach grup funkcyjnych. Proste grupy tlenowe zawierają jednak tylko jeden związany atom tlenu. Należą do nich przede wszystkim grupy hydroksylowe, charakterystyczne dla alkoholi, oraz etery, w których atom tlenu znajduje się między fragmentami zawierającymi węgiel, oznaczanymi jako R i R'.
Grupy karbonylowe są bardziej złożonymi grupami zawierającymi tlen, ponieważ obejmują także bezpośrednio atom węgla. Przedstawione tutaj grupy zawierają wiązanie podwójne między tlenem a węglem. Grupy karboksylowe definiują dużą i ważną klasę kwasów karboksylowych, z którymi jeszcze wielokrotnie się spotkamy. Bardzo często grupy karboksylowe zapisuje się skrótowo jako "COOH".
Grupy zawierające azot mogą składać się tylko z azotu i ewentualnie wodoru, jak w aminach, albo zawierać dodatkowo węgiel i/lub tlen, jak w amidach. Istnieje wiele innych wariantów ważnych biologicznie, ale tutaj skupiamy się na najczęstszych grupach. Grupy aminowe są szczególnie istotne, ponieważ razem z grupami karboksylowymi wchodzą w skład aminokwasów.
Najważniejszą grupą zawierającą fosfor w biologii jest grupa fosforanowa, która może tworzyć część wiązania fosfodiestrowego. Grupy fosforanowe spotkamy przede wszystkim w kwasach nukleinowych, ale także jako modyfikacje innych ważnych biologicznie związków. Są też integralną częścią fosfolipidów budujących błony komórkowe. Grupy fosforanowe są również kluczowe w przekazywaniu energii, zwłaszcza w adenozynotrifosforanie (ATP).
Do ważnych grup zawierających siarkę należą grupy tiolowe, siarczki i disiarczki, które mogą powstawać przez połączenie dwóch grup tiolowych. Wiązania disiarczkowe są ważne dla struktury białek, o czym dowiemy się więcej w kolejnych sekcjach.
Następna sekcja dotyczy jednak jednej z najważniejszych cząsteczek w biologii: małej i prostej cząsteczki, bez której życie nie byłoby możliwe.
Sześć pytań do tego rozdziału — bez rejestracji, po prostu sprawdź swoją wiedzę.
To rozdział 4 bezpłatnego modułu. W aplikacji Codon One znajdziesz quizy po każdym rozdziale, fiszki, serie i 5 kolejnych modułów.
Pobierz wApp Store