Almidoia lotura

Bizia eratzen duten elementu kimikoak, bioelementuak edo elementu biogenikoak, 25-30 dira gutxi gorabehera. Bi motatakoak dira:

Primarioak edo nagusiak:

Bizidunen (zelularen) %99 elementu hauekin eratuta. Atomo horiek lotura kobalente sendoez (atomoek elektroiak konpartitzen dituzte eta lotura guztien artean egonkorrena da, apurtzeko zailena. Egonkorrenak dira lotura kobalenteengatik) elkartzen dira eta, txiki txikiak (espazio arazo gutxi sortzen dute) direnez, oso molekula egonkorrak sorrarazten dituzte. Gainera, elementu horien guztien atomoek, hidrogenoaren atomoek izan ezik, bi atomorekin edo gehiagorekin egin ditzakete loturak. Horrela, molekula organiko handiak eta konplexuak osa daitezke.

6 elementu dira: karbonoa (C), hidrogenoa (H), oxigenoa (O), nitrogenoa (N), fosforo (P) eta sufrea (S)

Sekundarioak:

Bizia eratzen duten beste elementuak, %2,9

Kantitate txikian behar izan arren, beharrezkoak dira

Ca (kaltzioa): Muskuluen uzkurduran, hezur orekan eta odolaren gatzapenean egiten du lan

Na (sodioa): Nerbio transmizioan egiten du lan

Horien artean oligoelementuak (oligo-k gutxi esan nahi du) dira, %0,1 baino kopuru txikiagoan behar direnak

Fe (burdina): Hemoglobinaren, odoleko oxigenoa garraiazten duen proteinaren eraketan egiten du lan

I (iodoa): Tiroide hormonaren, organismoaren, hazkuntza kontrolatzen du

BIOMOLEKULAK (bioelementuez osatuta eta bizitza eratzeko behar diren konposatuak dira) Bereizketa bi metodo daude:

*EZ-ORGANIKOAK    1.-Ura

Organismoetan gehien dagoen osagaia da, hau da, zelulen konposaturik ugariena da. Biziak beharrezkoa du ura egiturak eratzeko, erreakzio metabolikoak egiteko eta izaki bizidun askoren habitata izateko.

Bere garrantzia molekularen egiturarekin lotuta dago, uraren propietate bereziak egituraren ondorio dira. Ur molekulak hiru ezaugarri ditu:

Txikia da Hiru atomorekin bakarrik eratuta dago eta eurak txikiak dira

Molekula polarra da Ur molekularen barnean hidrogeno eta oxigenoaren artean, lotura kobalenteak eratzen dira baina konpartitzen diren elektroiak oxigeno atomoak hidrogeno atomoak baino gehiago erakartzen ditu. Horren ondorioz, oxigenoaren ingurua negatiboagoa da hidrogeno ingurua baino; ur molekula polarra da, dipoloa (bi polo. Batetik, polo hidrofiloa: substantzia polarrak, hau da, urarekin kontaktua mantentzen dutenak eta bestetik, polo hidrofoboa: substantzia apolarrak, urarekin kontaktuan ez daudenak).  Molekula neutroa da.

Molekulen artean loturak sortzeko ahalmena

Polaritate horri esker bai ur molekulen artean bai beste molekula batzuekin erakarpen elektroestatiko indarrak sortzen ditu, bereziki hidrogeno zubiak (H-zubiak)

Polaritate horri esker ur molekulak erakartzen ditu, substantzia kobalente polar guztiak eta substantzia ionikoak. Ez ditu erakartzen substantzia kobalente apolarrak (apolarra, imantasunik ez duena) eta metalak, baina hauek bizidunetan askoz gutxiago ageri dira. Sare dinamikoak eta aldakorrak sortzen dira.

Uraren propietateak eta horiek bizidunetan dituzten ondorioak (edo funtzioak):

Disolbagarritasuna (disolbatzaile polar unibertsala): Urak ondo disolbatzen ditu substantzia polarrak. Propietate horri esker urak hidrofilikotan substantzia asko garraiatzen ditu eta erreakzio metabolikoetan beti ura beharko da bai erreaktibo edo disolbatzaile bezala. Hidrofobotan mintzak sortzen ditu, molekulen eremu hidrofilikoa uretarantz eta eremu hidrofobikoa barrualderantz orientatzen baitira.

Bero espezifiko handia du (gramo bat substantzia gradu bat berotzeko behar den energia edo beroa). Ondorioa: ura berotzea eta hoztea asko kostatzen da, zaila da; horregatik, izaki bizidunendako erregulatzaile termiko ona da, organismoaren tenperatura erregulatzea lortzen du kanpo aldaketa handiak gertatzen direnean, gainera beroa organismoan banatzea ere ahalbidetzen du.

Uraren urtze eta irakite puntuak altuak dira beste antzeko substantziekin konparatuta, horregatik ura giro tenperaturan likidoa da, bizidunendako egokia dena. Edozein egoera aldaketa egiteko, energia kantitate handiak (bero asko)hartu edo askatu behar dira; horregatik organismoaren tenperatura erregulatzen du (izerdia botatzea, organismoa ez izozten lortzea).

Kohesio (substantzia bereko molekulen artean loturak emateko gaitasuna) eta atxikidura (substantzia bateko molekulek beste substantzia batzuekin elkartzeko duten ahalmena da) indar handiak ditu. Hidrogeno zubiei esker uraren kohesioa eta atxikidura beste likido batzuena baino handiagoak dira. Hori aprobetxatuz landareak kapilaritateari esker izerdia garraiatzen dute sustraietatik ura xurgatu ostean.

Uraren dentsitaterik handiena lau gradu zentigradutan ematen da, izotzak ur likidoa baino dentsitate txikiagoa du. Horri esker, itsasoak, ibaiak eta aintzirak gainazalean bakarrik izozten dira eta horrela uraren barruan izaki bizidunak aurki daitezke.

Gainazal tentsio altua edo handia du, horregatik ura zeharkatzea gehiago kostatzen da. Zenbait bizidunek ur gainean ibiltzeko aukera izaten dute.

Arrazoia bereziki H-zubiak erraz eratzea

Uraren disolbagarritasuna: Dispertsio edo disoluzio koloidala:

Zelulen barne ingurunea ur disoluzio bat da. Bi fase bereizten dira

Fase sakabanatua: (solutua) ioi eta molekulaz osatuta

Fase sakabanatzailea: Ura (disolbatzailea)

Zelularen protoplasma disoluzio koloidal bat da. Dispertsioak jasandako molekulak makromolekulak edo mizelak (elkarturiko zenbait molekula (olioa)) egon daitezke.

Disoluzio koloidala bi egoeratan aurki daiteke. Sol egoera; itxura likidoa du eta gel egoera;ura galdu duen koloide bat da eta itxura likatsua du. Egoera batetik bestera pasa daiteke disolbatzailearen kopurua aldatuz. Disoluzio guztiak bezala propietate koligatiboak dituzte, hau da, propietate bat baino gehiago masaren menpe dagoela. Koloideek gelak sortzeko duten ahalmenak, protoplasmari, elastikotasuna, tentsioarekiko erresistentzia ematen dio. Adib.: urtze eta irakite puntuak. PHak, ioiak, kontzentrazio batetik bestera, hau da, egoera batetik bestera pasa erazten du disoluzioa.

Bizidunen disoluzio gehienak koloidalak dira, solutu asko tamaina handikoak izateagatik, adibidez proteinak

Disoluzioen propietateak:

Difusioa: Fluido baten partikulak besten baten barruan uniformeki banatzea. Molekulak etengabe mugitzen direlako ematen da. Beti gradienteen aldera, kontzentrazio handieneko eremutik txikienekora. Molekulak zelulen barruan mugitzeko ezinbesteko prozesua da.

Osmosia: Difusio mota berezia. Kontzentrazio ezberdineko eta mintz erdiiragazkor baten bidez (disolbatzailearen molekulei soilik pasatzen uzten dien mintzaren bidez) bereizitako bi disoluzio kontaktuan jartzean gertatzen da. 

Bi disoluzioek kontzentrazioak berdintzeko joera dute; izan ere, kontzentraziorik txikieneko disoluziotik kontzentraziorik handienekora igarotzen da disolbatzailea (ura). Mugimendu hau energia gasturik gabe ematen da. 

Gatz mineralak

Oso kopuru txikitan baina beharrezkoak dira. Bi mota daude:

Disolbaezinak (edo gutxi disolbatzen direnak): Uretan ezin dira disolbatu. Funtzioa: Solido egoeran erabiltzen dira kanpo- eta barne-eskeletoak eratzeko. Adibidez: kaltzio karbonatoa, kaltzio fosfatoa…

Disolbagarriak: Uretan disolbatzean euren ioiak banatuta egongo dira. Ioi bakoitzak bere funtzioa izango du:

Funtzio orokorra (guztiena): Ioi guztiek zelulen oreka kontrolatzen dute, bai kontzentrazioa eta bai azidotasun (pH) maila, aldatuz gero fenomeno osmotikoak gerta daitezke.

Espezifikoa: Ioi bakoitzak bere funtzio espezifikoa du, adibidez:

K+, Na+Nerbio kinadaren garraiorako behar dira (nerbio sistemak funtzionatzeko)

Fe+3Oxigenoa (O2) garraiatzeko

Ca+2Muskuluak uzkurtzeko

I-  Zelulen erreakzioen abiadura kontrolatzen duen tiroxina eratzeko (tiroideak)

*ORGANIKOAK

Gluzidoak edo karbohidratoak Osagai molekularrik garrantzitsuena da (CH20)n

Konposizioa: Karbono, hidrogeno eta oxigeno atomoekin eratuta

Motak:

Azukreak: Energia azkarra lortzeko erabiltzen dira. Bi mota:

Monosakaridoak

Konposizioa (zein atomorekin eratuta): Gluzidoen unitateak dira. Euren formula molekularra (CH2O)n (n aldiz) eta n     3tik 9 karbonoraino izan daiteke.Karbono kate bat da

Egitura(atomoak nola lotuta): Aldehido edo zetona polihidroxilikoak dira, hau da, hidroxilo (alkohol) taldeak eta aldehido edo zetona talde bat dituzte. Aldehido eta zetona karbonilo taldeak dira, C-atomo bat bi loturen bidez O-atomo batekin elkartuta. Aldehidoaren kasuan katearen muturrean eta zetonaren kasuan, aldiz, katearen barnean. Hidroxi edo hidroxilo (azkena gehiago erabilia) taldea alkohol taldea da. Monosakaridoek alkohol talde asko izaten dituzte, polihidroxilikoak dira.

Ezagunenak 5, pentosak, eta 6, hexosak, C-dun (karbonodun) monosakaridoak. Euren artean:

Erribosa eta desoxirribosa         5 C-atomo

Glukosa eta fruktosa  6 C-atomo

Propietateak:

Fisikoak: Solido zuriak, uretan erraz disolbatzen direnak eta zapore gozoa dutenak

Kimikoak: Aldehido edo zetona taldea dutenez erreduktoreak dira, horregatik erraz oxidatzen dira, elektroiak galduz. Fisherren proiekzioen bidez irudikatzen dira.

Solido eran egitura lineala dute baina uretan disolbatuta daudenean, bereziki pentosek eta hexosek (       eta itxura), egitura ziklikoa hartzen dute.

Monosakaridoen forma ziklikoak zatian (oligosakaridoen aurretik) azalduta

Funtzioak:

Energia azkarra lortzeko erabiltzen dira

Beste makromolekulen osagaiak dira, adibidez, polisakaridoak, azido nukleikoak…

Monosakaridoen isomeria (formula molekular bera)

Bi substantziak formula molekular bera badute, bi substantzia horiek elkarrekiko isomeroak dira

Bi isomeria mota daude:

Egitura isomeria: Adibidez, glukosan eta fruktosan, C6H12O6 formula enpiriko bera dute, baina talde funtzional ezberdinak (aldehidoa du glukosak eta zetona du fruktosak).

Espazio isomeria, isomeria optikoa edo estereoisomeria: Atomo berak edo atomo talde berak espazioan modu ezberdinean antolatzen direnean gertatzen da. Molekulan C-ren bat eta 4 erradikal desberdin (formuletan * batez adierazitakoak) lotuta dituzten konposatu guztien ezaugarria da. Karbono horiei asimetrikoak deitzen zaie, karbonoak lau loturak ezberdinak.

Monosakarido bakoitzaren bi estereoisomeroei D eta L deitzen zaie. Haiek bereizteko, aldehidotik edo zetonatik urrunen dagoen karbono asimetrikoa erreparatzen da. Horren –OH-a eskuinaldean badago, D izango da, eta, ezkerraldean badago, L. D eta L formei estereoisomeroak, enantiomorfoak, espazio isomeroak edo enantiomeroak deitzen zaie, eta elkarren ispilu-irudiak dira. Epimeroak karbono asimetriko baten konformazioa aldatzea da.

Estereoisomeroek aktibitate optikoa dute. Disolbatuta badaude, argi polarizatuaren bibrazio-planoa modu desberdinean desbideratzen dute. Bibrazio-planoa eskuinalderantz desbideratzen bada, dextrogiroa, (+) ikurrarekin adierazia; ezkerralderantz desbideratzen bada, lebogiroa (-). Bi horiei isomero optiko deitzen zaie.

Ez dago inolako loturarik isomero dextrogiroaren eta lebogiroaren eta D eta L konfigurazioen artean. D konfigurazioko estereoisomero bat dextrogiroa (+) edo lebogiroa (-) izan daiteke, baita L konfigurazioko estereoisomero bat ere.

Naturan ia monosakari guztiak D formakoak dira. Entzima asko dira alde txiki hori hautemateko gai, eta, ez dute dute L formakorik onartzen.

Monosakaridoen forma ziklikoak

Aldopentosak (bost karbono dituzten aldehidoak) eta hexosak (aldosak eta zetosak, sei karbonodun aldehido zein zetonak) uretan disolbatzen direnean, haien eskeletoa tolestu eta itxi eta eraztun itxurako egitura bat sortzen du. Lotura hemiazetalikoa edo hemiazetala sortzen da, eta horrek eraztun pentagonal bat (furanosikoa) edo hexagonal bat (piranosikoa) sortzen du.

Molekula ziklatzen denean, lotura intramolekular bat ematen da karbonilo taldea eta azkenengo karbono asimetrikoaren -OHaren artea, lotura honetan ez dago ur galerarik. Karboniloaren (aldehido edo zetona) funtzioa zuen karbonoa C asimetriko bilakatzen da. C asimetriko horri karbono anomerikoa deitzen zaio. Beraz beste isomeria mota bat sortzen da, anomeria. Beste bi forma isomeriko edo anomero sor daitezke: alfa (α)anomeroak planoaren azpian du   –OH, eta beta (β)anomeroak, gainean.

Oligosakaridoak (disakaridoak)

Monosakarido gutxi batzuen elkarketak. Ezagunenak disakaridoak dira, hauek eratzeko bi monosakarido lotura O-glukosidikoaren bidez elkartzen dira kondentsazioari esker, ur molekula bat galduz. Lotura O-glukosidikoa apurtzeko ura gehitu behar da, hau da, hidrolisia gertatzen da. Lotura O-glukosidikoa monosakarido baten karbono anomerikoaren eta beste monosakaridoaren alkohol taldea duen karbono baten artean sor daiteke. Alabaina, monosakaridoen karbono anomerikoen artean ere sor daiteke. Lotura O-glukosidikoan parte hartzen duten monosakaridoen anomeroen eta parte hartzen duen C arabera desberdintzen dira α (1      6) β (1 4)...

Izendatzeko lehenengo monosakaridoari OSIL atzizkia eta bigarrenari OSIL edo OSIDO jartzen zaio

Disakarido ezagunenak hiru dira:

Maltosa: α-glukosaren molekula batek eta α edo β izan daitekeen beste glukosa batek osatzen dute, beraz glukosa+glukosa. Lehen glukosako C1-en eta bigarreneko C4-ren arten sortzen da lotura, eta honela adierazten da: α (1      4). Maltaren azukrea da maltosa, garagar hozitu eta txigortuarena.

Laktosa: β-galaktosaren molekula bat eta α- edo β-glukosa baten molekula batekin β(1    4) lotura glukosidiko bidez elkartzean sortua. Ugaztunen esnearen azukrea da.

Sakarosa: α-glukosa eta β-fruktosaren elkarketa, honela α (1     2) sortuz. Karbono anomerikoen artean gertatzen den lotura denez ez da erreduktorea. Jaten dugun azukrea, mahaiko azukrea.

Disakaridoen propietateak:

Fisikoak: Solido zuriak, tamaina txikia, uretan erraz disolbatzen direnak eta zapore gozoa dutenak (monosakaridoen berdinak).

Kimikoak: Disakarido batzuk erreduktoreak dira (oxidatu egiten dira) eta beste batzuk ez. Adibidez: maltosa eta laktosa erreduktoreak dira, sakarosa ez.

Funtzioak: Energia azkarra lortzeko erabiltzen dira

Polisakaridoak

Monomero askoren elkarketak (monosakaridoen polimeroak) dira. Milaka monosakarido lotura O-glukosidikoen bidez elkartzen direnean ur molekulak galduz lotura hori hidrolisiaren bidez apurtzen da, lortzen den makromolekula polisakaridoa da. Bi mota nagusi daude (propietate fisiko-kimiko berak dituzte bi motek):

Homopolisakaridoak

Monosakarido (monomero) mota bakar batekin eratuta daudenak. Erreserba funtzio dutenak α loturak dituzte eta egitura funtzioa dutenak β loturak.

Ezagunenak almidoia, glukogenoa, zelulosa eta kitina

Almidoia: Landareen energia erreserba, gehien bat hazietan eta tuberkuluetan aurkitzen da

Egitura: Glukosa monosakaridoekin eratuta dago

Bi makromolekulen nahastea da almidoia:

Amilosa: kate lineala, helize itxurakoa, adar gabea.α-D-glukosa molekulak lotura O-glukosidikoen bidez elkartuta. Lotura horiek α(1    4) dira.

Amilopektina: Kate adarkatua; kateen barnean, glukosen arteko loturak α   (1 4) mota dira, eta adarrak eratzeko lotura α (1  6) erabiltzen da.

Amilopektina amilosa baino errazago lixeritzen da, zenbat eta adarkadura gehiago, orduan eta errazago lixeritu

Glukogenoa: Animalien eta onddoen energia (glukosa) erreserba. Ornodunetan gibelean eta muskuluetako zeluletan metatzen da. 

Amilopektinaren antzeko egitura baino adarkatuagoa, eta adarkadurak txikiagoak.  Monosakarido horien arteko loturak otura α (1 6) ematen da.

Zelulosa: β-glukosaren kate lineal luzez osatuta dago, eta loturak β (1 4) lotura O-glukosidikoak dira. Lotura zurrunagoa denez landareek euren pareta zelularra eratzeko erabiltzen dute, horregatik Lurreko molekula organikorik ugariena. Lotura hori α (1  4) baino egonkorragoa eta erresistenteagoa da. Glukosa kateak elkartu, eta mikrozuntzexkak osatzen dituzte; horiek elkartu, eta zuntzexkak osatzen dituzte, eta horiek elkartzean zuntzak.

Zelulosaren hidrolisia gertatzeko zelulasa behar da, oso animalia gutxitan dagoen entzima. Beraz, animaliek ezin dute zelulosa mantenugaitzat erabili. Zenbait animaliak (belarjaleak) digestio hodiko bakterio sinbiotikei esker dute entzima hori; horrenbestez, izaki bizidun horiek dira soilik zelulosa digeritzeko gai, hau da, glukosa ateratzeko eta energia iturritzat erabiltzeko.

Kitina: Glukosaren nitrogenatu deribatua den monosakaridoekin eratuta dago. Kate lineala da

Monosakarido horien arteko loturak β (1     4) dira. Horregatik kitina egiturak eratzeko erabiltzen da, bereziki artropodoen oskoletan, hau da, artropodoek exoeskeletoa edo kanpo eskeletoa osatzeko erabiltzen dute.

Propietateak:

Fisikoak: Makromolekulak, solidoak, denak ez dira zuriak, ez dira gozoak eta uretan ez dira ondo disolbatzen (disolbaezinak edo gutxi).

Kimikoak: Ez dira erreduktoreak, ezin dira oxidatu

Heteropolisakaridoak

Monosakarido ezberdinekin eratuta daudenak. Adibidez: heparina,  azido hialuronikoa, pektatoak, mureina, pektinak…

Propietateak:

Fisikoak: Makromolekulak, solidoak, denak ez dira zuriak, ez dira gozoak eta uretan ez dira ondo disolbatzen (disolbaezinak edo gutxi).

Kimikoak: Ez dira erreduktoreak, ezin dira oxidatu