Marketing
Atomi i molekule
Krenimo od početka. Od atoma i molekula.
Leukip i Demokrit su začetnici teorije o atomima. Atomos znači nedjeljiv. S obzirom na vrijeme kada se teorija razvila (5.st.pr.Kr.), treba se diviti tim filozofima, jer su isključivo razmišljanjem i promišljanjem došli do teorije koja se mnogo stoljeća kasnije pokazala ispravnom.
Iako je danas poznato da su atomi građeni od manjih jedinica - protona, neutrona i elektrona (te od još sitnijih elemenata), grčki filozofi su bili na izvrsnome tragu i udarili su odlične temelje za modernu fiziku i kemiju, a konačno i biologiju.
Atomi su vrlo rijetko sami u prostoru i izolirani od drugih atoma. Najčešće tvore razne molekule. Neke manje kompleksne, a neke više kompleksne. Elektroni koji su dio atoma (okružuju jezgru koja je građena od protona i neutrona, kao što sateliti okružuju planete) stupaju u interakcije sa drugim elektronima drugih atoma i na taj način tvore kemijske veze. Ovisno o vrsti atoma (metali ili nemetali) ovisi i priroda veze. Dva osnovna tipa veza su kovalentna i ionska.
Sada kada imamo molekule, možemo ih podijeliti u dvije osnovne skupine. Mogu biti anorganske i organske. Anorganske molekule su one molekule koje u pravilu ne moraju nastati od živih sustava, ali vrlo često ih nalazimo unutar živih sustava. Tu spadaju razne kiseline, soli, voda... Organske molekule nastaju od živih sustava i grade žive sustave. Tu spadaju ugljikohidrati ili šećeri, aminokiseline, nukleotidi, lipidi... Glavna karakteristika organskih molekula jest ta što apsolutno sve molekule u sebi sadrže ugljikove atome. Ugljik kao element je savršen za izgradnju organskih spojeva i organizama, jer nije niti pretežak, niti prelagan, a svojstva koja ima omogućila su razvoj živog svijeta.
Budući da je ovo svijet biologije, dalje ćemo se baviti organskim molekulama i njihovim svojstvima u kontekstu živih organizama.
Ugljikohidrati ili šećeri
Molekula glukoze
Šećeri su glavna stanična hrana. Oni održavaju cijeli sustav u pogonu. Šećeri poput glukoze svojom razgradnjom osiguravaju staničnu energiju i građevne elemente za ostale sastojke. Šećeri se dijele na monosaharide, oligosaharide i polisaharide. Monosaharidi su jednostavni šećeri koji imaju od tri do sedam ugljikovih atoma. Povezivanjem nekoliko monosaharida nastaju oligosaharidi, a povezivanjem puno monosaharida ili oligosaharida nastaju dugačke molekule polisaharida.
Najpoznatiji polisaharidi su glikogen (spremišni oblik glukoze u životinja), škrob (spremišni oblik glukoze u biljaka) i celuloza (polisaharid koji tvori staničnu stijenku svih biljaka). Svi ovi navedeni polisaharidi su polimeri glukoze. Dakle, puno jedinica glukoze je vezano jedna za drugu i na taj način tvore dugačke lance. Ono zbog čega se razlikuju je način na koji su vezani. Upravo je veza između tih molekula glukoze odgovorna za njihova različita svojstva.
Lipidi
Ova skupina obuhvaća različite vrste molekula, a najpoznatije i najjednostavnije su masne kiseline. Uloga lipida u stanicama je izrazito važna. Oni služe kao spremište energije, izgrađuju stanične membrane, te su važni u staničnoj signalizaciji (najčešće kao hormoni ili glasničke molekule).
Masne kiseline su relativno velike moelkule od 16 ili 18 ugljikovih atoma. U organizmu masne kiseline se pohranjuju u obliku masti ili triacilglicerola. Triacilgliceroli su građeni od tri masne kiseline povezane sa molekulom alkohola glicerola. Budući da nisu topivi u vodi, gomilaju se u svakoj stanici kao masne nakupine. Kada je tijelu potrebna energija, one se razgrađuju i koriste se u reakcijama koje proizvode energiju. Masti su puno bolji oblik energetske zalihe nego ugljikohidrati, jer daju više od dva puta energije po masi razgrađene tvari, tj. omogućuju veće skladištenje energije u upola manje tjelesne mase nego ugljikohidrati.
Fosfolipidi su druga važna skupina lipida, oni su glavni sastojci staničnih membrana. To su amfipatske molekule, što znači da je jedan dio njih topljiv u vodi, a drugi dio nije. Upravo zbog tog svojstva one se formiraju u dva sloja tako da 'glave' molekula koje su topljive u vodi budu okrenuti prema staničnoj unutrašnjosti ili prema izvanstaničnom prostoru, a 'repovi' su okrenuti jedni prema drugima. Na taj način dobivamo dvosloj koji savršeno odvaja stanice od njihove okoline. To izgleda ovako:
Nukleinske kiseline
Nukleinske kiseline su jedne od najvažnijih molekula svakog organizma. One su odgovorne za prijenost naslijednih informacija. Dakle šef cijele priče je DNA, a RNA molekule su pomoćnici koji pomažu da stvari funkcioniraju upravo onako kako bi trebale. Kada je tek počela biološka evolucija, prve molekule su bile RNA molekule (RNA svijet), no budući da su one jednolančane, DNA molekule su ih zamijenile u važnoj ulozi naslijeđivanja, budući da su dvolančane, pa je vjerojatnost pogreške puno manja. Budući da je DNA izrazito važna molekula, jedan od idućih postova će biti posvećen samo njoj.
Proteini
I zadnji, ali ne manje važni, sudionici cijele priče su proteini. To su molekule različite veličine (mogu biti jako male, ali i prilično velike). Građeni su od aminokiselina. Većinu proteina gradi 20 esencijalnih ili proteogenih (grč. proteos - prvi) aminokiselina, a ostale koje se pojavljuju su varijacije na temu. Proteini obavljaju mnogo funkcija u organizmu, od građevnih funkcija pa sve do enzimatskih funkcija (ubrzavaju kemijske reakcije). No, neću sada previše o njima, budući da je za razumijevanje njih i njihove građe potrebno poznavanje DNA molekule i načina na koji funkcioniraju geni.
Dakle, toliko od mene za prvi post. Dalje ćemo pričati o DNA molekuli i njezinoj građi i važnosti, a nakon toga slijedi post o tome kako nastaju proteini. Nadam se da će idući postovi razjasniti mnoge nejasnoće, a pogotovo onaj dio o genetičkom inženjerstvu i što to točno znači. I za kraj ovog početnog ciklusa ću pisati o građi stanice i kako ona proizvodi i gdje sve troši energiju. Jer da bismo mogli barem probati razumjeti život, moramo početi od početka, od njegovih osnovnih dijelova.
Post je objavljen 06.07.2009. u 18:15 sati.