유기분자들-탄소화학,지질,염기

3장 생명의 분자들 유기분자들 # 세포 대부분은 물이지만 나머지는 탄소 함유 분자들이다 . 탄소가 생명의 기능 에 필요한 크고 복잡하고 다양한 분자들을 구성하는 능력이 가장 우수하다 . -탄소는 최외각에 4개의 전자를 갖기 때문에 네 방향으로 가지치기가 가능 하기 때문이다 . # 유기화합물(organic compound) 은 탄소가 바탕이 된 분자다 . 탄소화학 # 탄소 유기 분자 중 가장 간단한 탄화수소는 탄소와 수소로만 이루어진다 . # 여러 가지 형태의 탄화수소들 탄소골격은그길이가다양하다탄소골격은다양한위치에서이중결합을가질수있다탄소골격은가지를갖기도갖지않기도한다탄소골격이고리모양의배열도할수있다이중결합 탄소화학 # 유기분자는 저마다의 고유한 3차원 모양을 가진다 . -유기분자의 모양은 그들의 기능과 연관되어 있음 # 가장 간단한 탄화수소는 하나의 탄소원자에 네 개의 수소원자가 결합해 있는 된 메탄 구조식 공-막대 모델 공간채움 모델 유기분자들 : 탄소화학 # 유기분자들의 성질은 탄소 골격뿐만 아니라 탄소골격에 붙어있는 작용기 (functional group) 에 의해 특징지어진다 . # 화학반응에 통상 참여하는 원자단을 작용기라 부른다 . -수산기 -카르복실기 -카르보닐기 -아미노기 작은 분자로부터 거대분자 합성 # 생명의 분자 (탄수화물, 지질, 단백질, 핵산)들은 크기가 거대해서 고분자 (macromolecule) 라 불린다. 하지만, 이들의 구조는 의외로 간단하다 . -단량체라 불리는 작은 분자들이 반복적으로 엮여서 중합체를 만든다 . 짧은 중합체 단량체 탈수반응 가수분해 긴 중합체 .a. 중합체 사슬 만들기 .b. 중합체 사슬 분해하기 # 탈수합성(dehydration synthesis) 과 가수분해 (hydrolysis) -탈수반응(dehydration reaction) 으로 단량체가 연결되며 물 한 분자가 제거된다 . -가수분해(hydrolysis) 는 단량체 사이의 결합을 끊는데 물 한 분자가 첨가되며 탈수반응의 역과정이기도 하다 포도당과당C6H12O6 C6H12O6 포도당과당C6H12O6 C6H12O6 생물 분자들 : 탄수화물 # 탄수화물은 일반적으로 탄소 , 수소, 산소의 세 원소로 이루어져 있는 화합물이며 거의 대부분의 탄수화물들은 그들의 표면에 물을 부착시키는 , 즉 물을 좋아하는 친수성 (hydrophilic) 이다. # 탄수화물은 단당류가 기본이 되는 당의 중합체다 . # 단당류(monosaccharide) 는가수분해에의해 더 이상 작은 당으로분해될 수 없는 당의 최소 기본 단위다 . # 대표적인 단당류인 포도당과 과당은 작용기의 배열 차 이에의해 과당이 포도당보다더 단 맛이 나는 특성을 갖는다. -포도당과 과당은 분자식은 같지만 구조는 다른 분자 , 즉 이성질체 (isomer) 이다. 이성질체 탄수화물 # 이당류(disaccharide) 는 두 개의 단당류로가 탈수반응을 통해 합성되어 만들어진다 . # 이당류에는 우유에 있는 젖당과 맥주와 맥아 밀크셰이크와 맥아 우유사탕에 있는 맥아당 과 설탕이 있다 포도당과당젖당 추출과정분해감미료로전환고과당옥수수시럽을식품에첨가녹말포도당과당첨가물: 탄산수, 고과당옥수수시럽, 캐러멜색, 인산, 천연향료 탄수화물 # 다당류(polysaccharide) 는 복합 탄수화물이며 단위당의 긴 사슬로 단당류의 중합체이다 . # 녹말(starch), 글리코겐(glycogen), 셀룰로오스(cellulose) -녹말은 식물에서 에너지 저장고 -글리코겐은 동물에서 에너지를 저장할 때 사용되며 에너지가 필요할 때 포도당으로 전환된 다 -셀룰로오스는 지구에서 가장 풍부한 유기화합물이며 식물을 감싸고 있는 딱딱한 벽에 있는 전기선처럼 생긴 섬유다발이고 대부분의 동물은 그 결합을 끊지 못하기 때문에 셀룰로오스를 소화시키는 생물은 드물다 . 지질 # 지질(lipid) 은 물과 섞이지 않는 , 즉 소수성 (hydrophobic) 이다 # 지방, 스테로이드, 인지질로 구분된다 . -지방은 인체를 구성하여 외부의 충격으로부터 몸을 보호 -스테로이드는 성 호르몬의 주 성분 -인지질은 단백질과 함께 세포막의 주 성분 지질 # 지방은 글리세롤 1분자와 세개의 지방산 분자가 탈수합성에 의해 만들어진다 . # 포화와 불포화 ?-지방산 중 탄소골격의 이중결합 유무에 따라 결정된다 . 지질 # 스테로이드(steroid) 는 그 구조와 기능에 있어서 지방과는 사뭇 다름 -탄소골격은 구부러져 4개의고리로된 구조를 형성 -스테로이드는 고리에 붙어 있는 작용기에 따라 서로 다른 스테로이드가 됨 -스테로이드계 약물은 성호르몬과 유사하여 특히 불임을 유발하는 것으로 알려진다 . # 콜레스테롤 -세포막의 구성 성분 -우리 몸에서 에스트로겐과 테스토스테론과 같은 다른 종류의 스테로이드를 만들어내는 기본이 되는 스테로이드임 # 합성스테로이드 -테스토스테론과 비슷한 효과를 냄 : 심각한 육체적 문제와 정신적 문제를 일으킬 수 있음 -일부 운동선수들이 자신의 기록을 올리기 위해 남용 단백질 # 단백질의 단량체는 아미노산이다 . 20개의 아 미노산들은 측쇄만 다른데 이 차이가 독특한 성질을 부여한다 . 아미노산들은 탈수합성에 의해 펩티드 결합을 하며 , 단백질은 보통 100개 이상의 아미노산이 결합하고 있다 . # 단백질의 20개 아미노산 단백질 형태 # 기능적인 단백질은 폴리펩티드 사슬 자체 (1차 구조 )가 아니라 2,3, 4 차 구조적 형 태를 갖춰야 비로소 단백질로서 기능한다 . # 단백질의 모양은 온도와 산도에 따라 변형되는데 이를 단백질의 변성이라고 한다 . 핵산(DNA & RNA) # 핵산은 DNA(deoxyribonucleic acid) 와 RNA(ribonucleic acid) 로 핵 내에 있으며 DNA 에는 유전자들이 암호화되어 있다 . # 유전자(gene) 는 특정 폴리펩티드의 아미노산 서열이 프로그램 되어있는 DNA 상의 특정 부 위 # DNA 의 화학암호는 “핵산 언어”에서 “단백질 언어”로 해독해야만 함 유전자DNA RNA 단백질아미노산핵산 핵산(DNA & RNA) # 핵산은 뉴클레오티드라는 단량체의 중합체다 . 뉴클레오티드는 당 , 인산, 질소성 염기로 구 성된다. DNA 에 당은 5탄당으로 그 중 말단에 산소원자가 하나 결여되어 있다 . 5 탄당 고 리 중 탄소 하나는 인산기에 다른 하나는 질소를 함유하는 염기에 연결된다 . 염기 # 5 가지 염기의 종류 -DNA 뉴클레오티드는 아데닌 , 구아닌, 티민, 시토신을 조합해서 중합체를 만듦 -RNA 뉴클레오티드는 티민 대신 우라실 사용 그림 3.25 DNA 구조 # DNA 의 골격은 단일 뉴클레오티드들의 인산 사이의 공유결합이며 , 내부는 염기들 간에 수소결합에 의해 이중나선형을 유지한다 . 그 결과 당 -인산 골격이 반복되고 염 기는그 안에 매달린 모양이 된다 .