Dehydratiesynthese

De meeste macromoleculen worden gemaakt uit afzonderlijke subeenheden of bouwstenen, monomeren genoemd. De monomeren combineren met elkaar via covalente banden om grotere moleculen te vormen die polymeren worden genoemd. Daarbij geven monomeren watermoleculen vrij als bijproducten. Dit type reactie staat bekend als dehydratie synthese, wat betekent “samen te stellen terwijl het verliezen van water. “Het wordt ook beschouwd als een condensatiereactie omdat twee moleculen worden gecondenseerd tot één groter molecuul met het verlies van een kleiner molecuul (het water.)

in een dehydratatiesynthesereactie tussen twee niet-geïoniseerde monomeren, zoals monosacharidesuikers, combineert het waterstof van een monomeer met de hydroxylgroep van een ander monomeer, waarbij een molecuul water vrijkomt. De verwijdering van een waterstof uit één monomeer en de verwijdering van een hydroxylgroep uit het andere monomeer staat de monomeren toe om elektronen te delen en een covalente band te vormen. Aldus, worden de monomeren die samen worden aangesloten uitgedroogd om voor synthese van een grotere molecule toe te staan.

wanneer de monomeren geïoniseerd zijn, zoals het geval is met aminozuren in een waterig milieu zoals cytoplasma, worden twee hydrogenen van het positief geladen uiteinde van een monomeer gecombineerd met een zuurstof van het negatief geladen uiteinde van een ander monomeer, waardoor weer water wordt gevormd dat als bijproduct vrijkomt en de twee monomeren opnieuw met een covalente binding worden verbonden.

naarmate aanvullende monomeren zich via meervoudige dehydratatiesynthesereacties verbinden, begint de keten van herhalende monomeren een polymeer te vormen. De verschillende types van monomeren kunnen in vele configuraties combineren, die tot een diverse groep macromoleculen leiden. Drie van de vier belangrijkste klassen van biologische macromoleculen (complexe koolhydraten, nucleic zuren, en proteã nen), zijn samengesteld uit monomeren die samen via dehydratatiesynthesereacties samenkomen. Complexe koolhydraten worden gevormd uit monosacchariden, nucleic zuren worden gevormd uit mononucleotiden, en de proteã nen worden gevormd uit aminozuren.

Er is een grote diversiteit in de manier waarop monomeren kunnen combineren tot polymeren. Bijvoorbeeld, glucosemonomeren zijn de bestanddelen van zetmeel, glycogeen, en cellulose. Deze drie zijn polysacchariden, geclassificeerd als koolhydraten, die als gevolg van veelvoudige dehydratatiesynthesereacties tussen glucosemonomeren zijn gevormd. Echter, de manier waarop glucosemonomeren samenkomen, met name locaties van de covalente bindingen tussen verbonden monomeren en de oriëntatie (stereochemie) van de covalente bindingen, resulteert in deze drie verschillende polysachariden met verschillende eigenschappen en functies. In nucleic zuren en proteã nen, variëren de plaats en de stereochemie van de covalente verbindingen die de monomeren verbinden niet van molecuul aan molecuul, maar in plaats daarvan de veelvoudige soorten monomeren (vijf verschillende monomeren in nucleic zuren, A, G, C, T, en u mononucleotides; 21 verschillende aminozuren monomeren in proteã nen) worden gecombineerd in een reusachtige verscheidenheid van opeenvolgingen. Elk eiwit of nucleïnezuur met een andere opeenvolging is een verschillend molecuul met verschillende eigenschappen.