Naturalne polimery

1. Naturalne polimery Polimery to związki o budowie łańcuchowej, których cząsteczki zbudowane są z połączonych ze sobą, powtarzających się elementów. Najmniejszy, powtarzający się element budowy łańcucha polimeru nazywamy merem. Większość polimerów jest dziełem człowieka, ale istnieją też polimery naturalne. Nie każdy z nas wie, że powszechne w naszym życiu białka i niektóre cukry są właśnie polimerami. Oto kilka przykładów naturalnych polimerów.

2. DNA Czyli Kwasy Deoksyrybonukleinowe

3. Kwas deoksyrybonukleinowy Kwas deoksyrybonukleinowy Kwas deoksyrybonukleinowy w skrócie DNA jest to należący do kwasów nukleinowych wielkocząsteczkowy organiczny związek chemiczny, który występuje w chromosomach i pełni rolę nośnika informacji genetycznej organizmów żywych.

4. Budowa DNA Wykonał Patryk Rokiciński

5. Układ DNA

6. RNA Czyli Kwasy Rybonukleinowe

7. Najważniejsze informacje Kwasy rybonukleinowe, RNA, polimery kondensacyjne rybonukleotydów, występujące zarówno w jądrze komórkowym, jak i w cytoplazmie. Nukleotydy połączone są typowym dla kwasów nukleinowych wiązaniem fosfodiestrowym.

8. Porównanie cząsteczek DNA i RNA

9. Celuloza

10. Informacje To nierozgałęziony biopolimer, polisacharyd, o cząsteczkach złożonych z kilkunastu do kilkuset tysięcy jednostek glukozy. Celuloza jest podstawowym składnikiem ścian komórkowych roślin. Występuje w: • Pniach drzew • Źdźbłach traw • Łodygach krzewów • Korzeniach • Liściach Niemal czystą celulozę zawierają len, bawełna i konopie W szczątkach roślin średnia zawartość celulozy wynosi 45%, przy czym może być dużo wyższa (90% w nasionach topoli).

11. Właściwości i zastosowanie • Nierozpuszczalna w wodzie • Bez smaku • Bezwonna Z celulozy produkuje się: • Papier • Bawełnę strzelniczą • Sztuczny jedwab • Błonę fotograficzną • Lakier

12. Wykorzystanie przez żywe organizmy W warunkach tlenowych rozkładana jest przez wiele gatunków grzybów oraz bakterie celulolityczne (cytofagi i sporocytofagi) z wytworzeniem wody i dwutlenku węgla. Beztlenowy rozkład celulozy przeprowadzają bakterie z rodzaju Clostridium znajdujące się w żwaczu przeżuwaczy z wytworzeniem metanu, natomiast bakterie z rodzaju Cellulomonas hydrolizują celulozę na krótsze łańcuchy, do glukozy włącznie. Ssaki nieposiadające w przewodzie pokarmowym bakterii trawiących celulozę nie mogą wykorzystywać jej jako źródła energii, a jedynie jako składnik objętościowy pożywienia. Znaczenie dla człowieka: • wspomaga pracę jelit (poprawia ich perystaltykę) • ułatwia przesuwanie treści pokarmowej, • obniża poziom cholesterolu LDL, • zapobiega powstawaniu żylaków i hemoroidów, • pomaga w zwalczaniu otyłości.

13. Skrobia

14. Właściwości • Biała • Bezpostaciowa • Bez smaku • Bezwonna • Nierozpuszczalna w wodzie • Hydrolizuje na: AmylozęAmylopektynę

15. Skrobia tworzy roztwory koloidowe. Jednoprocentowy roztwór wodny skrobi jest używany do wykrywania jodu cząsteczkowego, z którym tworzy zabarwienie niebieskie w wyniku wiązania jodu przez amylozę. Skrobię można wykryć za pomocą jodyny lub płynu Lugola, który zawiera jod. Pod wpływem jodu skrobia przyjmuje niebiesko-fioletowe zabarwienie.

16. Wykorzystanie Skrobia jest najważniejszym polisacharydem zapasowym u roślin, które magazynują go w owocach, nasionach, korzeniach w formie ziaren w liściach, bulwach, rdzeniu łodygi i kłączach. Szczególnie bogate w skrobię są ziarna zbóż i bulwy ziemniaka. Odkłada się w komórkach roślin w postaci ziaren lub granulek, których wielkość i kształt są charakterystyczne dla poszczególnych gatunków roślin. Ziarna skrobi mają średnicę 2-120 µm, zależnie od pochodzenia mają różne właściwości i wygląd. Rozróżnia się skrobię ziemniaczaną, pszenną, kukurydzianą itp. Skrobia oraz jej pochodne maja zastosowanie w: • Przemyśle włókienniczym • Farmaceutycznym • Kosmetycznym • Papierniczym • Tekstylnym • W produkcji kleju

17. Chityna

18. (C8H13O5N)n (gr. chiton - wierzchnia szata) - polisacharyd glukozy (beta-glukozy); związek organiczny, z którego są zbudowane szkielety stawonogów, a zwłaszcza ich pancerze. Chityna jest wytwarzana przez hypodermę, czyli nabłonkowy oskórek. Substancje bardzo zbliżone do chityny występują również u ramienionogów, mszywiołów i mięczaków, a ponadto w ścianach komórkowych grzybów. Chemicznie chityna ma podobną strukturę do celulozy. Zamiast merów glukozydowych posiada ona jednak mery acetyloglukozoaminowe Mery te tworzą długie łańcuchy Wymiana części atomów tlenu na atomy azotu w strukturze chityny w stosunku do struktury celulozy powoduje, że w chitynie występują dużo silniejsze międzycząsteczkowe wiązania wodorowe, co skutkuje większą wytrzymałością mechaniczną chityny w stosunku do celulozy. Chemicznie do chityny jest podobna tunicyna.

19. Glikogen

20. Glikogen ( -(-C6H10O5-)-n )- biopolimer - polisacharyd (wielocukier) zbudowany z glukozy i gromadzony w wątrobie i (w mniejszym stopniu) w tkance mięśniowej. Jest głównym wielocukrem stanowiącym materiał zapasowy w komórkach zwierzęcych. Ma strukturę podobną do amylopektyny, tylko, że jego cząsteczki są bardziej rozgałęzione i jego łańcuchy są krótsze. Glikogen w miarę potrzeby może być szybko rozkładany do glukozy. Do najbogatszych w ten materiał zapasowy tkanek należą granulocyty, mięśnie szkieletowe wątroby, mięśnie gładkie, mięsień sercowy i mózg. Rozkład glikogenu - Rozkład ten jest indukowany działaniem glukagonu (hormon produkowany przez komórki α trzustki), a jego skutkiem jest podniesienie poziomu cukru we krwi. Rozkład glikogenu w wątrobie spowodowany jest zapotrzebowaniem organizmu w cukier. Odwrotny proces zachodzi w momencie oddziaływania insuliny (antagonistyczny hormon glukagonu), kiedy to zachodzi wiązanie glukozy z krwi w glikogen w wątrobie.

21. Kauczuk naturalny

22. Kauczuk naturalny - substancja otrzymywana z soku mlecznego (lateksu) roślin kauczukodajnych - drzew, krzewów lub roślin zielnych. Z chemicznego punktu widzenia, głównym składnikiem kauczuku naturalnego jest poliizopren o masie cząsteczkowej do 450 tys. Kauczuk naturalny rozpuszcza się w węglowodorach alifatycznych i aromatycznych oraz w węglowodorach chlorowanych. Roztwory kauczuku naturalnego zawierające substancje wulkanizujące stosuje się jako kleje.

23. Melanina

24. Melanina Melanina – pigment występujący głównie w skórze właściwiej i naskórku, a także w tęczówce nadając jej zależnie od rozmieszczenia barwnika charakterystyczny kolor. Powstaje pod wpływem enzymu tyrozynazy w procesie enzymatycznym melanogenezy, do której silnie pobudza promieniowanie UV. Melanina pełni funkcje ochronne. Chroni przed szkodliwym wpływem promieni ultrafioletowych. Od liczby i rodzaju cząsteczek melaniny w cebulce włosa zależy jego kolor. U blondynów zawartość tego składnika jest niska, a cząsteczki mają spiralną strukturę. Melaniny są polimerami, których skład chemiczny zależy przede wszystkim od natury substratu i warunków lokalnych w jakich te substancje powstają. Wyróżnia się trzy rodzaje melanin: eumelanina, feomelanina i neuromelanina. Eumelanina jest barwnikiem czarnobrązowym, feomelanina jest pigmentem o zabarwieniu żółtoczerwonym. Neuromelanina jest melaniną powstałą z dopaminy, która w neuronach powstaje z DOPA pod wpływem enzymu DOPA dekarboksylazy. Noworodki nie mają w tęczówce melaniny, dlatego ich oczy są niebieskie. Melanina w tęczówce jest wytwarzana później.

25. Białka Czyli polipeptydy

26. Informacje ogólne Białka - wielkocząsteczkowe (masa cząsteczkowa biopolimery, a właściwie biologiczne polikondensaty, zbudowane z reszt od ok. 10 000 do kilku mln) aminokwasów połączonych ze sobą wiązaniami peptydowymi. Występują we wszystkich żywych organizmach oraz wirusach. Synteza białek odbywa się w specjalnych organellach komórkowych zwanych rybosomami. Białka odgrywają zasadniczą rolę we wszystkich procesach biologicznych. Biorą udział w katalizowaniu wielu przemian w układach biologicznych (enzymy są białkami), uczestniczą w transporcie wielu małych cząsteczek i jonów, służą jako przeciwciała oraz biorą udział w przekazywaniu impulsów nerwowych jako białka receptorowe. Wszystkie białka zbudowane są z aminokwasów. Niektóre białka zawierają nietypowe, rzadko spotykane aminokwasy, które uzupełniają ich podstawowy zestaw.Zazwyczaj liczba reszt aminokwasowych pojedynczego łańcucha polipeptydowego jest większa niż 100, a cała cząsteczka może być zbudowana z wielu łańcuchów polipeptydowych (podjednostek).Głównymi pierwiastkami wchodzącymi w skład białek są C, O, H, N, S, także P oraz niekiedy kationy metali Mn2+, Zn2+, Mg2+, Fe2+, Cu2+, Co2+ i inne.

27. Właściwości Białka nie posiadają charakterystycznej dla siebie temperatury topnienia. Przy ogrzewaniu w roztworze, a tym bardziej w stanie stałym, ulegają, powyżej pewnej temperatury, nieodwracalnej denaturacji (ścinanie się włókien białka) - zmianie struktury, która czyni białko nieaktywnym biologicznie (codziennym przykładem takiej denaturacji jest smażenie lub gotowanie jajka)Białka są na ogół rozpuszczalne w wodzie. Do białek nierozpuszczalnych w wodzie należą tzw. białka fibrylarne, występujące w skórze, ścięgnach, włosach (kolagen, keratyna) lub mięśniach (miozyna).Białka posiadają zdolność wiązania cząsteczek wody. Efekt ten nazywamy hydratacją. Nawet po otrzymaniu próbki suchego białka zawiera ona związane cząsteczki wody.

28. Reakcje charakterystyczne • Reakcja biuretowa Test biuretowy polega na dodaniu do analizowanej mieszaniny roztworu fosforanu miedzi(II) lub siarczanu miedzi(II) oraz NaOH lub KOH. Przy obecności odpowiednich protein roztwór zmienia barwę z jasnoniebieskiej na intensywnie fioletowy kolor na skutek powstawania złożonych związków kompleksowych, • Reakcja ksantoproteinowa Reakcja białka z kwasem azotowym(V), w wyniku której pojawia się żółtopomarańczowe zabarwienie. Reakcja ksantoproteinowa służy do wykrywania obecności białek.

29. Autorzy Prezentacja wykonana przez: Marcin Szklanny Maciej Śmieciuch Łukasz Strut Patryk Rokiciński