פילמור: פונקציה, משימות, תפקיד ומחלות

פילמור מאפיין את היווצרותם של פולימרים ממונומרים. בכימיה ובביולוגיה ישנם סוגים שונים של פילמור. באורגניזמים, תגובות פילמור מתרחשות ליצירת פולימרים ביולוגיים כגון חלבונים, חומצות גרעין, או פוליסכרידים.

מהי פילמור?

תגובות פילמור מתרחשות באורגניזמים ליצירת פולימרים ביולוגיים כגון חלבונים or חומצות גרעין. חומצות גרעין הם רכיבים של DNA ו- RNA. פילמור הוא מונח קיבוצי ליצירת פולימרים ממונומרים בעלי משקל מולקולרי נמוך. לתגובות פילמור תפקיד מרכזי הן בכימיה והן בביולוגיה. פולימרים הם חומרים בעלי מולקולריה גבוהה המורכבים מאבני יסוד בסיסיות מסוימות. אבני הבניין הבסיסיות הללו, הנקראות גם מונומרים, מצטברות במהלך פילמור ויוצרות שרשראות מולקולריות גבוהות. פולימרים יכולים להיות מורכבים מאותם מונומרים או שונים. בכימיה, למשל, פוליאסטר, פוליאתילן, פוליוויניל כלוריד (PVC) או פלסטיק אחר מכונים פולימרים. בביולוגיה, חלבונים, גרעין חומצות or פוליסכרידים מייצגים ביו פולימרים מורכבים ביותר. בתחום הכימי, ישנם סוגים שונים של תגובות פילמור. נבדלים תגובות צמיחת שרשרת ותגובות צמיחת מדרגה. בתגובות צמיחת שרשרת, לאחר תגובה ראשונית, מונומרים נוספים נקשרים כל הזמן לשרשרת המופעלת. זה מוביל לצמיחת שרשרת. בתגובות צמיחה מדרגות, על המונומרים המעורבים לכלול לפחות שתי קבוצות פונקציונליות. אין צמיחת שרשרת מתמשכת, אך נוצרים תחילה דימרים, טרימרים או אוליגומרים, המאוחרים בהמשך ליצירת שרשרת ארוכה יותר. תגובות צמיחה צעדיות אופייניות לובשות צורה של תגובות תוספת או עיבוי. עם זאת, היווצרותם של ביו-פולימרים במערכות ביולוגיות מורכבת הרבה יותר. זה דורש שלבי תגובה רבים ושונים. למשל, היווצרות חלבונים או גרעין חומצות מתרחש רק בעזרת תבניות. בקוד הגנטי, הרצף של חנקן בסיסים בגרעין חומצות מוגדר. אלה, בתורם, מקודדים את הרצף של חומצות אמינו בחלבונים האישיים.

פונקציה ומשימה

פילמור משחק תפקיד בולט בכל המערכות הביולוגיות של בקטריה, פטריות, צמחים ובעלי חיים (כולל בני אדם). לפיכך, חלבונים וחומצות גרעין הם התנאי לחיים מלכתחילה. למעשה, תגובות הפולימריזציה ליצירת ביומולקולות אלו והתפוררותן הן התגובות האמיתיות של החיים. חומצות גרעין הן רכיבים של DNA ו- RNA. הם מורכבים מ חומצה זרחתית, חד סוכר (deoxyribose או ריבוז), וארבעה חנקניים בסיסים. חומצה זרחתית, סוכר וכן חנקן בסיס מורכב כל אחד מהם ליצירת נוקלאוטיד. חומצות הגרעין, בתורן, מורכבות משרשראות של נוקלאוטידים המסודרים בשורה. DNA מכיל deoxyribose ו- RNA מכיל ריבוז בתור סוכר מולקולה. הנוקלאוטידים האינדיבידואליים נבדלים רק ביניהם חנקן בסיס. שלושה נוקליאוטידים רצופים מקודדים כל אחד לחומצת אמינו אחת כשלישייה. לפיכך, רצף הנוקלאוטידים מייצג את הקוד הגנטי. הקוד הגנטי שנקבע ב- DNA מועבר ל- RNA באמצעות מנגנונים מסובכים. ה- RNA אחראי בתורו לסינתזה של חלבונים עם רצף חומצות אמינו קבוע. חלקים מסוימים ב- DNA (גנים) מקדדים לפיכך את החלבונים המתאימים. לכל חלבון יש פונקציה ספציפית באורגניזם. לפיכך, ישנם חלבוני שרירים, חלבונים של רקמת חיבור, אימונוגלובולינים, פפטיד הורמונים or אנזימים. בתורו, אנזים מיוחד בעל הרכב ספציפי אחראי על כל שלב מטבולי. זה כבר מראה עד כמה חשובות תגובות פולימריות מתואמות במדויק לבניית חומצות גרעין וחלבונים לתהליכים הביוכימיים החלקים באורגניזם. לדוגמא, ה אנזימים חייבים להיות בעלי רצף חומצות אמינו נכון כדי להיות מסוגלים לזרז את שלב התגובה הספציפי בחילוף החומרים שעליו הם אחראים. בנוסף לחלבונים וחומצות גרעין, פוליסכרידים הם גם ביו-פולימרים חשובים באורגניזם. בצמחים לעיתים קרובות הם מבצעים פונקציות תומכות. יתר על כן, הם גם אוגרים אנרגיה. עמילן בתפוחי אדמה, למשל, הוא חומר עתודה המשמש לייצור אנרגיה במהלך הנבטה. בני האדם אוגרים גם גליקוגן ב כבד ושרירים כדי לענות על צרכי האנרגיה בתקופות של הגבלת מזון או פעילות גופנית אינטנסיבית. גליקוגן, כמו עמילן, הוא פולימר והוא נוצר מה מונומר גלוקוז.

מחלות ומחלות

שיבושים בתגובות פילמור ביולוגיות יכולים עוֹפֶרֶת למשמעותי בריאות בעיות. כאמור, חומצות גרעין הן פולימרים חשובים. כאשר תהליכים כימיים משנים את רצף החנקן המסוים בסיסים, מוטציה כביכול קיימת. המוטציה גֵן ממשיך לקודד חלבונים, אך סדר חומצות האמינו שלהם משתנה. החלבונים המשתנים בצורה זו אינם יכולים למלא עוד את תפקידם כראוי בתאים הנגועים. זה יכול עוֹפֶרֶת להפרעות מטבוליות, מכיוון שאנזים עלול להיכשל. אולם, ה אימונוגלובולינים עשוי גם להיות שונה. במקרה זה, חסרים חיסוניים. כמובן, חלבונים מבניים יכולים להיות מושפעים גם מהשינויים, עם ביטויים ותסמינים רבים ושונים. המוטציות עוברות לרוב גם לצאצאים. במהלך החיים, שגיאות בהעתקת הקוד הגנטי מתרחשות שוב ושוב. ברוב המקרים, תאי הגוף המושפעים נהרסים על ידי המערכת החיסונית. עם זאת, זה לא תמיד מצליח. במקרים מסוימים, תאים אלה מתפתחים ל סרטן תאים, למשל, וצמיחתם מאיימת על האורגניזם כולו. מחלות ניווניות רבות אחרות, כגון טרשת עורקים, תלונות ראומטיות או מחלות אוטואימוניות, ניתן לייחס גם הפרעות בסינתזה של ביו-פולימרים. אפילו הסינתזה של גליקוגן, הרב-סוכר ב כבד ושרירים, יכולים להיות פגומים. לדוגמא, ישנן מחלות לאחסון גליקוגן עם גליקוגן שונה באופן חריג מולקולות, אשר בתורו יכול להיגרם על ידי פגמים אנזימים. הגליקוגן הלא תקין כבר לא יכול להתפרק וממשיך להצטבר ב כבד.