الجزيئات الكبيرة الحيوية: دليل دراسة

الأفكار الأساسية

الجزيئات الكبيرة الحيوية بوليمرات تُبنى من مونومرات صغيرة بتفاعلات تكثف. معرفة أي مونومر وأي رابطة وأي اختبار يخص كل صنف تجيب عن معظم الأسئلة، وتجيب بضع قواعد عدّ عن الباقي.

• تأتي عديدات السكاريد من السكريات الأحادية (روابط غليكوزيدية)، والبروتينات من الأحماض الأمينية (روابط ببتيدية)، والأحماض النووية من النيوكليوتيدات (روابط فوسفوثنائية الإستر)، والغليسيريدات الثلاثية من الغليسرول وثلاثة أحماض دهنية (روابط إستر).
• ربط n مونومراً في سلسلة بالتكثف يحرر n − 1 جزيء ماء. ويضيف التحلل المائي الماء لكسر الروابط من جديد.
• قواعد العدّ: k نوعاً من المونومرات تعطي kⁿ سلسلة مختلفة بطول n، وفي أزواج A–T رابطتا هيدروجين وفي G–C ثلاث روابط.
• اختبار بنديكت إيجابي للسكريات المختزلة (الغلوكوز والفركتوز والمالتوز واللاكتوز) وليس للسكروز أو النشا أو السليلوز.

المعادلات الأساسية

• peptides of length n from k kinds = kⁿ
• mass ≈ 110n + 18 Da
• H-bonds = 2 × (A–T) + 3 × (G–C)
• saturated fatty acid CₙH₂ₙO₂
• water released = n − 1

مثال محلول

قطعة DNA فيها 10 أزواج A–T و10 أزواج G–C فيها 2 × 10 + 3 × 10 = 50 رابطة هيدروجينية. ربط 10 أحماض أمينية في ببتيد يحرر 9 جزيئات ماء، وسلسلة من 4 نيوكليوتيدات يمكن ترتيبها بـ 4⁴ = 256 طريقة. وحمض دهني C₁₈ فيه رابطتا C=C فيه 36 − 4 = 32 هيدروجيناً، كحمض اللينوليك C₁₈H₃₂O₂.

أخطاء شائعة

• عدّ n جزيء ماء بدل n − 1 لسلسلة من n مونومراً.
• توقع أن يعطي السكروز نتيجة إيجابية في اختبار بنديكت. ليس فيه كربون أنوميري حر.
• القول إن الرابطة المزدوجة تضيف هيدروجينات. كل رابطة C=C تنقص هيدروجينين من السلسلة المشبعة تماماً.

تدرّب

اختبر نفسك بأسئلة تدريبية في هذا الموضوع: الجزيئات الكبيرة الحيوية