hydrofilní definice
hydrofilní molekula nebo látka je přitahována k vodě. Voda je polární molekula, která působí jako rozpouštědlo a rozpouští jiné polární a hydrofilní látky. V biologii je mnoho látek hydrofilních, což jim umožňuje rozptýlit se po celé buňce nebo organismu. Všechny buňky používají vodu jako rozpouštědlo, které vytváří roztok známý jako cytosol. Cytosol obsahuje mnoho látek, z nichž většina je hydrofilní alespoň na části molekuly., Tím je zajištěno, že to může být snadno transportováno kolem buňky. Látky, které jsou hydrofobní, nebo odpuzují vodu, jsou často přepravovány přes a mezi buňkami s hydrofilní proteiny nebo stavby připojené na pomoc v jejich rozptýlení.
hydrofilní látky se rozptýlí ve vodě, což znamená, že se pohybují z oblastí s vysokou koncentrací do oblastí s nízkou koncentrací. To je způsobeno přitažlivostí molekul vody k hydrofilním molekulám. V oblastech s vysokou koncentrací molekul se voda pohybuje a táhne molekuly od sebe., Molekuly jsou pak distribuovány do oblastí s nízkou koncentrací, kde může interagovat více molekul vody. Difúze je velmi důležitou vlastností většiny hydrofilních látek živým organismům. Difúze jim umožňuje distribuovat látky s malou až žádnou energií z jejich strany.
Příklady Hydrofilní
Sugar
Cukr, přesněji glukóza, je molekula, která mnoho typů buněk použít jako zdroj energie. Molekula glukózy má hydrofobní i hydrofilní části. Níže uvedený obrázek ukazuje molekulu glukózy., Černé koule jsou atomy uhlíku, červené koule jsou atomy kyslíku a bílé koule jsou atomy vodíku. Vazby mezi atomy uhlíku sdílejí elektrony rovnoměrně a nevytváří se žádný statický elektrický náboj. Atomy kyslíku však přitahují nerovný podíl elektronů z atomů uhlíku a vodíku, ke kterým jsou připojeny. Tato vlastnost, známá jako elektronegativita, vede k tomu, že elektrony jsou rozloženy nerovnoměrně, většinu času. To způsobuje, že se v celé vazbě vytvoří elektrický dipól, který vytváří oblasti pozitivní a negativní energie., Voda může interagovat s těmito dipóly a rozpouštět glukózu.
V lidském těle, stejně jako v mnoha zvířat, energie uložené v dluhopisech glukózy se používá v každé buňce řídit buněčné funkce. Pro transport glukózy do mnoha buněk se glukóza rozpuštěná ve střevě a uložená v játrech uvolňuje do krevního řečiště. Protože glukóza je částečně hydrofilní molekula, rozpouští se rovnoměrně do krevního řečiště a poskytuje glukózu do všech částí těla., Pro získání hydrofobních Center plazmatických membrán je glukóza transportována speciálními bílkovinami. Jednou v každé buňce může být glukóza rozložena glykolýzou a dýcháním, aby se zajistil koenzym ATP. ATP může poskytnout energii jiným enzymům, které jim pomohou plnit různé funkce.
enzymy
DNA, molekula informací, která řídí život na Zemi, kóduje sekvenci aminokyselin. Tyto aminokyseliny mohou být hydrofilní nebo hydrofobní. Proteiny jsou vytvářeny sekvencemi aminokyselin, ale nestávají se funkční, dokud nejsou správně složeny., Dlouhý řetězec aminokyselin se stává složené, protože z různých interakcí s ostatními aminokyselin v řetězci, stejně jako interakce s prostředím. Nakonec se hydrofobní a nepolární oblasti proteinu spojí dohromady a hydrofilní polární oblasti budou vystaveny životnímu prostředí.
Proteiny se stanou funkční enzymy, když jsou správný tvar přijmout substrátu a snížení aktivační energie chemické reakce., Pokud mutace v DNA umístí hydrofobní aminokyselinu, kde by měla zmizet hydrofilní aminokyselina, může celá struktura trpět a enzym již nemusí fungovat. Protože voda je rozpouštědlo ve všech buněčného cytosolu je důležité mimo bílkoviny být hydrofilní, takže mohou být rozptýlené a přestěhoval se kolem buňky. Buňka tak může vytvářet proteiny na jednom místě (obvykle ribozomy) a nechat je distribuovat buňkou difúzí., Tato hydrofilní vlastnost většiny proteinů jim umožňuje naplnit určité buňky a produkovat obrovské množství určitých produktů nezbytných pro tělo.
buněčné membrány
buněčné membrány jsou vytvořeny ze dvou listů molekul známých jako fosfolipidy. Fosfolipidy jsou amfifilní, což znamená, že jsou oba přitahovány k vodě v jedné oblasti molekuly a odpuzují vodu v jiných oblastech. Hlava molekuly fosfolipidu je hydrofilní oblast. Ocasy jsou hydrofobní oblast a směřují dovnitř k sobě., To vylučuje vodu ze středu obou listů, čímž se vytvoří dělič mezi dvěma nádržemi roztoku. Pokud je membrána uzavřena, ve sféře se vytvoří buňka. Bakteriální buňky nemají žádné další rozdělení, ale eukaryoty dále rozdělují své buňky na organely. Tyto organely jsou také obklopeny fosfolipidy.
přestože voda nemůže snadno projít buněčnou membránou, existuje mnoho vložených proteinů, které umožňují vodu do buňky. Existují také proteiny, které transportují další hydrofilní látky přes membránu., Tyto proteiny, i když ne enzymy, jsou také tvořeny aminokyselinovými řetězci. Jak je vidět na obrázku níže, tyto proteiny často fungují pomocí energie z ATP k pohybu různých látek přes membránu. Bez kanálu přes hydrofobní membránu nemohly hydrofilní látky projít.
protein ve výše uvedené grafice má hydrofobní i hydrofilní části. Vnější část proteinu, části vystavené životnímu prostředí a cytoplazmě, budou hydrofilní., Vnitřní části proteinu, které interagují s lipidy uprostřed membrány, budou hydrofilní. Tímto způsobem může protein zůstat zakotven v membráně jednoduše díky tendenci hydrofobních látek ke shlukování a hydrofilním látkám, které přitahují vodu. Konce jsou taženy směrem k vodě a střed interaguje s hydrofobními lipidy. Mnoho makromolekul je tímto způsobem amfifilní, aby interagovalo s různými látkami.
- hydrofobní-molekuly nebo látky, které nejsou přitahovány k vodě, nebo ji odpuzují.,
- Polar-molekuly, které mají protilehlé elektrické póly.
- nepolární-molekuly, které distribuují elektrony rovnoměrně, což nezpůsobuje žádnou interakci s polárními molekulami.
- amfifilní-je přitahován jak vodou, tak hydrofobními látkami, jako je mýdlo.
kvíz
1. Vědci často navrhují léky, které mohou být spolknuty, tráveny a rozptýleny do krevního řečiště. Jaký majetek mají tyto léky?
a.hydrofilní
b. hydrofobní
C. nepolární
2. Při vaření jídla kuchař dává hodně soli na čerstvě nakrájené brambory. Sůl čerpá vodu z brambor, kvůli silné přitažlivosti mezi iontovými molekulami soli a polárními oblastmi molekul vody. Co je sůl?
a., Hydrofobní
b. amfifilní
C. hydrofilní
3., Vyrábí se protein, který bude vložen do buněčné membrány. Protein funguje při rozpoznávání jiných buněk. Jako takový, vyčnívá z buněčné membrány do prostředí. Protein však nepřenáší nic do vnitřku buňky. Proto se nerozšíří kolem středu buněčné membrány. Část proteinu v prostředí je část a, část proteinu vloženého do membrány je část B. jakou vlastnost zobrazuje každá část?
A. a – hydrofobní ; B – hydrofobní
b. a – hydrofilní ; B – hydrofilní
C., A-hydrofilní; B-hydrofobní