Stiri Online, Enciclopedie, Revista presei

Legaturi intermoleculare particulare

in Biologie/Chimie

La nivelul structurilor celulare se pot stabili si alte tipuri de legaturi care insa prezinta un specific aparte fata de celelalte tipuri de lagaturi intermoleculare. Ele formeaza categoria legaturilor intermoleculare particulare. In categoria lor intra:

legaturi secundare de tip tridimensional;

legaturi hidrofobe;

legaturi macroergice.

Legaturile secundare de tip tridimensional

La realizarea unei biostructuri moleculare un rol important il joaca si legaturile secundare de tip tridimensional. Ele se realizeaza prin forte secundare de legare, prin intermediul carora structurile moleculare lineare capata o configuratie tridimensionala. La realizarea configuratiei tridimensionala a unei biomolecule participa 2 categori de legaturi secundare: legaturi interne si legaturi externe.

Legaturile interne se formeaza intre atomii apartinand aceluiasi lant molecular ca si in cazul proteinelor si ARN-ului intern.Astfel de legaturi se pot intalni si in legatura ADN-ului. In cazul ADN-ului legaturile secundare se formeaza atunci cand moleculele de ARN formeaza structure buclate. Prin stabilirea unui numar variabil de astfel de legaturi ia nastere o structura moleculara globulara tridimensionala.

Legaturile externe nu sunt altceva decat legaturile care unesc doi sau mai multi atomi din structura unui lant, dar intre care nu exista legaturi covalente. Ca urmare a stabilirii unor astfel de legaturi biomolecula va capata o structura tridimensionala destinsa si fibroasa. Acest tip de legaturi se intalnesc la proteine, ADN care formeaza structuri elicoidale. Aminoacizii si proteinele au in faza initiala de formare a unei structura tridimensionale, un schelet liniar regulat, in care de-a lungul intregii molecule anumite grupari specifice cum ar fi COO si NH se repeata mereu.

Adeseori aceste grupari repetate cu regularitate sunt distruse datorita stabilirii de legaturi secundare la nivelul atomilor componenti ai structurii. In mod asemanator acizilor nucleici isi aranjeaza structurile lor lineare in structuri secundare elicoidale, tot datorita unor legaturi de tip particular cum sunt cele secundare. Insa, la nivelul acestora fiecare unitate structurala (mononucleotidul) formeaza aceleasi grupe de carbon secundare care se repeata pe intregul traiect al moleculei sau biostructurii.

Atunci cand un polimer are o conformatie nespiralata, diversele lor unitati secundare vor trebui sa formeze legaturi secundare diferite care vor imprima si ele noi structuri, particularitati tridimensional. In general legaturile secundare sunt mai puternice decat celelalte categorii de legaturi intermoleculare ale asigurand biostructurii o solidate maxima.

Legatura hidrofoba
Cunoscuta si sub numele se atractie hidrofoba este o legatura particulara improprie care apare ca urmare a caracterului apei de solvent ce permite formarea unui numar maxim de legaturi de hidrogen de buna calitate.

Termenul de legatura hidrofoba se poate folosi pentru caracterizarea tuturor legaturilor stabilite intre gruparile nepolare aflate intr-o solutie apoasa cum este cea celulara. Este cunoscut ca majoritatea celulelor contin apa in proportie de 75-80% fapt pentru care celula cu componentele ei poate fi considerate un mediu apos.

Termenul de legatura hidrofoba este impropriu si in multe cazuri duce la confuzii pentru ca fenomenul pe care cauta sa-l denumeasca este absenta si nu prezenta unor legaturi. Termenul de legatura hidrofoba este util deoarece subliniaza faptul ca gruparile nepolare au tendinta sa se dispuna in asa fel incat sa nu vina in contact cu moleculele de apa. Acest mod de legaturi prin asa numite legaturi hidrofobe ii permit membrane sa realizeze functii importante pentru celula, indeplinirea unor functii specific numai ei: transport pasiv sau active, selectivitate, excitabilitate.

Legatura hidrofoba poate intervene si in gruparea unor molecule mai mici. De exemplu, legarea intr-un mediu apos a amoniacizilor cu o a treia molecula care prezinta o suprafata complementara cu cea a alaninei se realizeaza prin stabilirea de legaturi hidrofobe. Cei doi aminoacizi, alanina si glicina, difera prin faptul ca alanina prezinta o grupare lateral un radical metal ce permite integrarea sa intr-o structura hidrofoba.

Cand o alta molecula, o molecula tertiala, este legata de alanina contactele Van der Waals elibereaza o cantitate de energie de aproximatic 1kcal/mol, energie care nu se elibereaza atunci cand alanina este legata de glicina.Acest lucru este explicat de faptul ca prezenta gruparii metal alaninei provoaca o dislocare mai serioasa a retelei de moleculei de apa decat atomul de hidrogen din grupa lateral a glicinei.

In aceasta situatie gruparile laterale ale celor doi aminoacizi pot stabili legaturi hidrofobe mai mult sau mai putin stabile, acestea deoarece apa tinde sa excluda alanina, respectiv sa o impinga spre o a treia molecula cu o forta hidrofoba mai mare cu 2-3kcal/mol decat forta cu care este exclusa glicina.

La nivelul celulelor pot aparea si alte situatii ce conditioneaza formarea unei legaturi hidrofobe. Cand o molecuta prezinta o portiune hidrofoba catenele hidrocarbonate ale acizilor grasi din fosfolipidele membrane, moleculele de apa in contact cu aceasta portiune moleculara vor avea mai putine legaturi de hidrogen si energia potentiala a sistemului va fi mai mare.

Tendinta de atingere a energiei potentiale minime face ca suprafetele de contact cu apa ale gruparilor hidrofobe sa fie mai mici, ducand la cresterea numarului de legaturi ale gruparilor hidrofobe. In felul acesta gruparile hidrofobe se grupreaza stans.

Legaturile hridrofobe contribuie la nivelul sistemelor celulare la realizarea structurilor spatial ale proteinelor la stabilirea dublei elice a ADN-ului, structurilor membranare. Rolul lor major ar fi in formarea de structure supramoleculare celulare de tipul membranelor plasmatice.

Legatura macroergica

Construirea unei molecule mari din molecule monomer necesita de cele mai multe ori energie libera. Aceasta inseamna ca in sistemele biologice trebuie sa existe forme molecule specializate in furnizarea de energie, forme care au posibilitatea de a elibera aceasta energie sub forma de energie libera.

Aceste forme moleculare energetic sau rezervoare energetic celulare sunt reprezentate de compusi macroergici, molecule biologice ce au in structural or legaturi speciale, particulare, cunoscute sub numele de legaturi macroenergice simbolizate astfel: ~. Aceste legaturi elibereaza energia inmagazinata in ele.

La nivel cellular exista mai multe tipuri de molecule ce prezinta legaturi macroergice si anume: piruvatfosfatul, adenozindifosfatul, adenozitrifostatul, guazintrifosfatul, acetilcoenzima A. Legatura macroergica in cazul acestor forme moleculare se formeaza intre radicalii fosforice, ADP, GTP si gruparea OH din pozitia a cincea a ribozei.

Energia eliberata in cazul ruperii unor astfel de legaturi difera de la un compus macroergic la altul. La ADP prin ruperea legaturilor macroergice se formeaza fosfor. Da insa se rup ambele legaturi macroergice, cu formare de acid adenozinmonofosfat, pirofosfat cantitatea de energie pusa in libertate este de 8kcal/mol.

Ruperea unei legaturi macroergice se face prin hidroliza si este insotita de o scadere a lui ∆ G. Toate legaturile macroergice in celula au o viata foarte scurta deoarece intotdeauna ruperea unei legaturi este cuplata imediat cu formarea unei noi legaturi. Celula are mecanisme prin care numarul de legaturi macroergice formate este intotdeauna mai mare decat numarul de legaturi consumate. Se poate spune ca in procesele energetic exista cuplaj permanent intre legaturile macroergice formate si cele consumate. Ideea cuplajului energiei moleculare este aplicata in fazele de utilizare a energiei.

La nivel celular acest cuplaj se realizeaza prin intermnediul unui mechanism special cunoscut si sub numele de fosforilarea oxidativa. Aceasta reprezinta mecanismul de stocare a enegiei eliberate in urma oxidarii diferitelor substante nutritive, energie ce se stocheaza in special pe molecula de ATP. Acest mecanism, la microorganisme functioneaza la nivelul unei structuri celulare, membrane plasmatica pentru bacteria si mitocondriile pentru levurilor si fungilor.

Au loc continuu procese de cuplare energetic, prin aceste procese de cuplare, mecanismele oxidative celulare functioneaza in stransa interdependenta cu cele de fosforilare. Aceste procese constau in convertirea potentialului oxido-reducator a substantelor nutritive in energie chimica de legare prin proccese de fosforilare, acesta energie este transportata pe molecula de ATP.

Pentru a avea loc cuplarea reactiilor de oxido-reducere cu cele de fosforilare in proces trebuie sa intervina o serie de structure cunoscute sub numele de intermediari de cuplare. Celula si-a creat in timp astfel de intermediari de cuplare, ei fiind reprezentati de biomoleculele specializate in realizarea de procese de oxido-reduce.

In categoria intermediarilor de cuplare intra doua tipuri de biomolecule: NAD/NADP, FAD sau FMN. Prin intermediul lor au loc legarea celor doua tipuri de reactii: oxidare si fosforilare.

Datorita acestor tipuri particulare de reactii, in celula are loc formarea unui gradient de protoni ce mediaza formarea energiei concomitant cu stocarea ei in molecula de ATP.

loading...
DESCARCA APLICATIA CYD PE MOBIL
Aplicatie CYD Google Play

Nu sunt un artist, nu sunt un talentat scriitor, sunt om ca si tine. Doar ca diferentele dintre mine si tine o fac obiceiurile noastre si viata pe care o traim. Nu ne invartim in aceleasi anturaje, nu avem acelasi limbaj, la dracu nici macar nu ne cunoastem, dar sigur avem de impartit idei sau am avut aceleasi idei o data, desi repet nu ne cunoastem. Nu te stiu, nu te cunosc, nu te vad, nu te ating, nu te caracterizez, nu te critic, nu te injur, nu te admir, nu te laud, dar tu poti sa ma critici, aplauzi, caracterizezi, poate chiar si sa ma apreciezi. E dreptul tau, e timpul tau.

Latest from Biologie

LIKE-ul tau CONTEAZA!Ti-a placut articolul si ai dat LIKE? Inchide aici
Mergi la Sus

Copyright © 2016 by CYD.RO. Toate drepturile sunt rezervate
Designed by Dianys Media Solutions - realizare site web - creare site web