ماکرومالیکول

ماکرومالیکول یو ډېر لوی مالیکول دی چې د بیوفزیکي پروسو، لکه پروټین یا نوکلیک اسیډ، لپاره مهم دی. هغوی له زرګونو اټومونو څخه جوړ دي چې له کووالانټي اړیکو سره نښلول شوي دي. ډېری ماکرومالیکولونه د مونومېر په نوم کوچنیو مالیکولونو پولیمېرونه دي. په بایوکیمیا کې ترټولو ډېر عام ماکرومالیکولونه بایوپولیمېرونه (نوکلیک اسیډونه، پروټینونه او کاربوهایډرېټونه) او غیر پولیمېري لوی مالیکولونه لکه لیپیډونه، نانوژلونه او ماکروسیکلونه دي. مصنوعي فایبرونه او آزمېښتي مواد لکه کاربني نانوټیوبونه هم د ماکرومالیکولونو له بېلګو څخه دي.^[۱]^[۲]^[۳]

تعریف

د ماکرومالیکول اصطلاح (ماکرو + مالیکول) په ۱۹۲۰مه لسیزه کې د نوبل جایزې ګټونکي هرمان سټاوډینګر لخوا جوړه شوه، که څه هم په دې اړه د هغه لومړنۍ خپرونه یوازې لوړو مالیکولي مرکباتو (له ۱۰۰۰ اټومو څخه زیات) ته اشاره کوي. په هغه وخت کې د پولیمېر اصطلاح، لکه څنګه چې برزېلیوس په ۱۸۳۲م کال کې معرفي کړه، له نن ورځې څخه جلا معنا درلودله: په ساده توګه دا د ایزومېریزم یوه بله بڼه وه، د بېلګې په توګه له بنزین او اسېټایلین سره او له اندازې سره یې ډېره اړیکه نه لرله.^[۴]^[۵]

د څانګو په منځ کې د لویو مالیکولونو د توصیف لپاره د دې اصطلاح کارونه توپیر لري. د بېلګې په توګه، په داسې حال کې چې بیولوژي ماکرومالیکول ته د ژوندیو موجوداتو په شمول د څلورو لویو مالیکولونو په توګه اشاره کوي، په کیمیا کې، دا اصطلاح کېدای شي د دوه یا څو مالیکولونو ټولګې ته اشاره ولري چې د کووالانټي اړیکو پرځای د مالیکولونو ترمنځ ځواکونو له لورې یوځای نیول شوي چې په اسانۍ سره نه جلا کېږي.^[۶]

د IUPAC سټانډارډ تعریف په اساس، د ماکرومالیکول اصطلاح هماغه ډول چې د پولیمېر په علم کې کارول کېږي، یوازې یوه مالیکول ته اشاره کوي. د بېلګې په توګه، یو واحد پولیمېري مالیکول په مناسب ډول د یو «پولیمېر» پرځای د «ماکرومالیکول» یا «پولیمېر مالیکول» په توګه توصیف کېږي، چې د ماکرومالیکول څخه جوړه شوې مادې وړاندیز کوي.^[۷]

د هغوی د اندازې له امله، ماکرومالیکولونه په اسانۍ سره د سټوکیومټري له نظره یوازې نه تعریف کېږي. د ساده ماکرومالیکولونو جوړښت، لکه هوموپولیمېرونه، کېدای شي د انفرادي فرعي مونومېر او ټولیزې مالیکولي کتلې په توګه توصیف شي. له بلې خوا، پېچلي بایوماکرومالیکولونه څو اړخیزه جوړښتي توصیف ته اړتیا لري لکه د پروټینونو د توصیف لپاره کارول شوی د جوړښت درجه بندي. په برتانوي انګلیسي کې د «macromolecule» ویی تمایل لري چې د «لوړ پولیمېر» په توګه ونومول شي.

ځانګړتیاوې

ماکرومالیکولنه ډېری وخت غیر معمولې ځانګړتیاوې لري چې په کوچنیو مالیکولونو کې نه تر سترګو کېږي.

یوه بله عامه ماکرومالیکولي ځانګړنه چې کوچني مالیکولونه نه ځانګړي کوي، په اوبو او ورته محلولونو کې د هغوی نسبي نه‌‌منحلېدل دي چې پرځای یې کولوئیډ جوړوي. د هغوی څخه ډېری یې په اوبو کې د حل کېدو لپاره مالګې یا نورو ځانګړو ایونونو ته اړتیا لري. په ورته ډول، که د هغوی د محلول، محلولي غلظت ډېر لوړ یا ډېر ټيټ وي ډېری پروټینونه (خپل شکل ته بدلون ورکوي) یا دې‌ناتوره کېږي.

په یو محلول کې د ماکرومالیکولونو لوړ غلظت کولی شي د ماکرومالیکولي ګڼه ګوڼې په نوم یو اغیز له لارې، د نورو ماکرومالیکولونو د غبرګونونو سرعت او تعادلي ثابتونو ته بدلون ورکړي. دا کار د هغو ماکرومالیکولونو څخه سرچینه اخلي چې نور مالیکولونه د محلول له لویې برخې څخه لرې کوي، په پایله کې د دې مالیکولونو اغیزمن غلظت ته زیاتوالی وربښي.^[۸]

خطي بایوپولیمېرونه

ټول ژوندي موجودات خپلو بیولوژیکي دندو لپاره درې اړینو بایوپولیمېرونو پورې تړلي دي: DNA، RNA او پروټين. دا هر یو مالیکول د ژوند لپاره اړین دی، ځکه هر یو په حجره کې جلا او لازمي رول ترسره کوي. ساده لنډیز دا دی چې DNA لومړی RNA جوړوي او وروسته بیا RNA، پروټین جوړوي.^[۹]^[۱۰]

DNA، RNA او پروټینونه ټول د اړونده جوړونکو بلاکونو له یو تکراري جوړښت (د DNA او RNA په صورت کې نوکلیوټایډونو، د پروټینونو په صورت کې امینو اسیډونو) څخه مشتمل دي. په عموم کې، دوی ټول بې شاخې پولیمرونه دي او له همدې کبله کولی شي د یوه تار په توګه راڅرګند شي. په اصل کې، هغوی د مهرو د تار په څېر هم لیدلی شو چې هره مهره د واحد نوکلیوټایډ یا امینو اسیډ مونومېر ښکارندویي کوي چې د کیمیایي کووالانټ اړیکو له لارې یوه ډېر اوږد زنځیر سره نښلول شوي دي.

په ډېری مواردو کې، د زنځیر د ننه مونومېرونه له نورو امینو اسیډونو یا نوکلیوټایډونو سره د متقابل عمل لپاره ډېر تمایل لري. په DNA او RNA کې، دا کېدای شي د واټسون-کرېک (G-C او A-T یا A-U) اساسي جوړو بڼه ونیسي، که څه هم د متقابل عمل ډېرې پېچلې بڼې هم کېدای شي رامنځته شي.

جوړښتي ځانګړتیاوې

د DNA د دوه تاري طبیعت په دلیل، په اصل کې ټول نوکلیوټایډونه د دوه تاري تکمیلي ستنو نوکلیوټایډونو په منځ کې د واټسون-کرېک اساسي جوړو بڼه ځان ته اخلي.

برعکس، RNA او پروټین په نورمال ډول یو تاره دي. له همدې کبله، هغوی د DNA دوه تاره مارپیچي منظمې هندسې پورې نه محدودېږي، او ځکه د هغوی ترتیب ته په کتو سره په درې اړخیزه پېچلو بڼو کې پوښل کېږي. دا بېلابېلې بڼې د RNA او‌ پروټینونو د ډېرو ګډو ځانګړتیاوو، لکه د ځانګړو نښلېدونکو پاکټونو جوړېدل او د بایوکیمیایي غبرګونونو د کاټالېز وړتیا، مسئولې دي.

DNA د معلوماتو کوډ کولو لپاره اصلاح شوې ده

DNA د اطلاعاتو د ذخیره کولو یو ماکرومالیکول دی چې د لارښوونو بشپړ سیټ (جېنوم)، چې د هر ژوندي موجود راټولولو، ساتلو او بیاتولید لپاره اړین دی، کوډ کوي.^[۱۱]

DNA او RNA دواړه د جنېټیکي معلوماتو د کوډ کولو وړتیا لري، ځکه بایوکیمیایي میکانیزمونه شتون لري چې د یوې DNA یا RNA په ترتیب کې کوډ شوي معلومات لولي او له هغه څخه د یوه مشخص پروټین تولید لپاره کار اخلي. له بلې خوا، د پروټین مالیکول ترتیبي معلومات د حجرو لخوا د جنېټیکي معلوماتو د وظیفوي کوډ کولو لپاره نه کارول کېږي.^[۱۲]

DNA درې اصلي ځانګړتیاوې لري چې هغې ته اجازه ورکوي ترڅو د جنېټیکي معلوماتو په کوډ کولو کې له RNA څخه ډېره ښه ووسي. لومړی دا چې هغه دوه تاره لري، نو ځکه په هره حجره کې د هر جېن په کوډ کولو کې د معلوماتو لږ تر لږه دوه کاپي ګانې شتون لري. دوهم دا چې، DNA د RNA په پرتله د تجزیې په وړاندې ډېر زیات پایښت او ثبات لري، کومه ځانګړنه چې د DNA په هر نوکلیوټایډ کې د 2'-هایډروکسیل ګروپ نه شتون پورې اړه لري. دریم دا چې، په DNA کې ډېر پېچلي نظارتي او ترمیمي سیسټمونه شتون لري چې DNA ته هر زیان ارزوي او د اړتیا په وخت کې هغه بېرته ترمیموي. مشابه سیسټمونه د RNA مالیکولونو د زیان د ترمیم لپاره وده نده کړې. په پایله کې، کروموزومونه کولی شي په میلیارډونو اټومونه ولري چې په یوه ځانګړي کیمیاوي جوړښت کې ترتیب شوي دي.

پروټینونه د کاټالایز لپاره اصلاح شوي دي

پروټینونه د کاټالیز او بایوکیمیایي غبرګونونو مسئوله فعاله ماکرومالیکولونه دي چې له ژوند نه ساتنه کوي. پروټینونه د ژوندي موجود ټولې دندې ترسره کوي، د بېلګې په توګه فوټوسنټېز، عصبي دنده، لید او حرکت.^[۱۳]

د پروټین مالیکولونو یو رشته یي طبیعت، او له ۲۰ یا ډېرو بېلابېلو امینو اسیډي جوړښتي بلاکونو څخه د هغوی ترکیب، دوی ته اجازه ورکوي ترڅو ډېر شمېر درې اړخیز شکلونه ځان ته غوره کړي، په داسې حال کې چې نښلوونکي پاکټونه برابروي چې د هغوی له لارې کولی شي په ځانګړې توګه د هغو مالیکولونو له بڼو سره تعامل ولري. سربېره پر دې، د بېلابېلو امینو اسیډونو کیمیایي تنوع، او کیمیایي بېلابېل چاپېریالونه چې د سیمه‌ییزو درې اړخیزو جوړښتونو له لورې جوړېږي، ډېری پروټینونو ته دا وړتیا ورکوي ترڅو د انزایم په توګه عمل وکړي او په حجرو کې د بایوکیمایي بدلونونو پراخه لړۍ کاټالایز کړي. سربېره پر دې، پروټینونو کې دې وړتیا هم وده کړې چې د کوانزایمونو او کوفکټورونو له پراخې لړۍ سره ونښلي، هغه واړه مالیکولونه چې پروټین ته د پولي پپټایډي زنځیر پورې تړلو څخه هاخوا نور ځانګړي فعالیتونه ورکړي.

سرچينې

↑ Stryer L, Berg JM, Tymoczko JL (2002). Biochemistry (5th ed.). San Francisco: W.H. Freeman. ISBN 978-0-7167-4955-4.
↑ Life cycle of a plastic product Archived 2010-03-17 at the Wayback Machine.. Americanchemistry.com. Retrieved on 2011-07-01.
↑ Gullapalli, S.; Wong, M.S. (2011). "Nanotechnology: A Guide to Nano-Objects" (PDF). Chemical Engineering Progress. 107 (5): 28–32. Archived from the original (PDF) on 2012-08-13. نه اخيستل شوی 2015-06-28. {{cite journal}}: More than one of |archivedate= و |archive-date= specified (help); More than one of |archiveurl= و |archive-url= specified (help)
↑ 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. doi:10.1002/hlca.19220050517.
↑ Jensen, William B. (2008). "The Origin of the Polymer Concept". Journal of Chemical Education. 85 (5): 624. Bibcode:2008JChEd..85..624J. doi:10.1021/ed085p624.
↑ van Holde, K.E. (1998) Principles of Physical Biochemistry Prentice Hall: New Jersey, ISBN 0-13-720459-0
↑ Jenkins, A. D.; Kratochvíl, P.; Stepto, R. F. T.; Suter, U. W. (1996). "Glossary of Basic Terms in Polymer Science" (PDF). Pure and Applied Chemistry. 68 (12): 2287. doi:10.1351/pac199668122287. Archived from the original (PDF) on 2007-02-23.
↑ Minton AP (2006). "How can biochemical reactions within cells differ from those in test tubes?". J. Cell Sci. 119 (Pt 14): 2863–9. doi:10.1242/jcs.03063. PMID 16825427.
↑ Berg, Jeremy Mark; Tymoczko, John L.; Stryer, Lubert (2010). Biochemistry, 7th ed. (Biochemistry (Berg)). W.H. Freeman & Company. ISBN 978-1-4292-2936-4. Fifth edition available online through the NCBI Bookshelf: link
↑ Walter, Peter; Alberts, Bruce; Johnson, Alexander S.; Lewis, Julian; Raff, Martin C.; Roberts, Keith (2008). Molecular Biology of the Cell (5th edition, Extended version). New York: Garland Science. ISBN 978-0-8153-4111-6.. Fourth edition is available online through the NCBI Bookshelf: link
↑ Golnick, Larry; Wheelis, Mark. (1991-08-14). The Cartoon Guide to Genetics. Collins Reference. ISBN 978-0-06-273099-2.
↑ Stryer L, Berg JM, Tymoczko JL (2002). Biochemistry (5th ed.). San Francisco: W.H. Freeman. ISBN 978-0-7167-4955-4.
↑ Takemura, Masaharu (2009). The Manga Guide to Molecular Biology. No Starch Press. ISBN 978-1-59327-202-9.

[Stryer_2002-1] Stryer L, Berg JM, Tymoczko JL (2002). Biochemistry (5th ed.). San Francisco: W.H. Freeman. ISBN 978-0-7167-4955-4.

[2] Life cycle of a plastic product Archived 2010-03-17 at the Wayback Machine.. Americanchemistry.com. Retrieved on 2011-07-01.

[3] Gullapalli, S.; Wong, M.S. (2011). "Nanotechnology: A Guide to Nano-Objects" (PDF). Chemical Engineering Progress. 107 (5): 28–32. Archived from the original (PDF) on 2012-08-13. نه اخيستل شوی 2015-06-28. {{cite journal}}: More than one of |archivedate= و |archive-date= specified (help); More than one of |archiveurl= و |archive-url= specified (help)

[4] 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. doi:10.1002/hlca.19220050517.

[Jensen-5] Jensen, William B. (2008). "The Origin of the Polymer Concept". Journal of Chemical Education. 85 (5): 624. Bibcode:2008JChEd..85..624J. doi:10.1021/ed085p624.

[6] van Holde, K.E. (1998) Principles of Physical Biochemistry Prentice Hall: New Jersey, ISBN 0-13-720459-0

[7] Jenkins, A. D.; Kratochvíl, P.; Stepto, R. F. T.; Suter, U. W. (1996). "Glossary of Basic Terms in Polymer Science" (PDF). Pure and Applied Chemistry. 68 (12): 2287. doi:10.1351/pac199668122287. Archived from the original (PDF) on 2007-02-23.

[Minton-8] Minton AP (2006). "How can biochemical reactions within cells differ from those in test tubes?". J. Cell Sci. 119 (Pt 14): 2863–9. doi:10.1242/jcs.03063. PMID 16825427.

[isbn1-4292-2936-5-9] Berg, Jeremy Mark; Tymoczko, John L.; Stryer, Lubert (2010). Biochemistry, 7th ed. (Biochemistry (Berg)). W.H. Freeman & Company. ISBN 978-1-4292-2936-4. Fifth edition available online through the NCBI Bookshelf: link

[isbn0-8153-4111-3-10] Walter, Peter; Alberts, Bruce; Johnson, Alexander S.; Lewis, Julian; Raff, Martin C.; Roberts, Keith (2008). Molecular Biology of the Cell (5th edition, Extended version). New York: Garland Science. ISBN 978-0-8153-4111-6.. Fourth edition is available online through the NCBI Bookshelf: link

[isbn978-0062730992-11] Golnick, Larry; Wheelis, Mark. (1991-08-14). The Cartoon Guide to Genetics. Collins Reference. ISBN 978-0-06-273099-2.

[Stryer_20022-12] Stryer L, Berg JM, Tymoczko JL (2002). Biochemistry (5th ed.). San Francisco: W.H. Freeman. ISBN 978-0-7167-4955-4.

[isbn978-1593272029-13] Takemura, Masaharu (2009). The Manga Guide to Molecular Biology. No Starch Press. ISBN 978-1-59327-202-9.

[۱]

[۲]

[۳]

[۴]

[۵]

[۶]

[۷]

[۸]

[۹]

[۱۰]

[۱۱]

[۱۲]

[۱۳]