Hydrofile Definisjon
En hydrofil molekyl eller stoff er tiltrukket av vann. Vann er en polar molekyl som fungerer som et løsemiddel, oppløsning andre polar-og hydrofile stoffer. I biologi, mange stoffer er hydrofile, som tillater dem å bli spredt gjennom en celle eller organisme. Alle celler bruker vann som løsemiddel som skaper løsningen er kjent som cytosol. Cytosol inneholder mange stoffer, hvorav de fleste er hydrofile på i det minste en del av molekylet., Dette sikrer at det kan bli transportert om cellen lett. Stoffer som er hydrofobe, eller frastøte vann, er ofte transportert gjennom og mellom celler med hydrofile proteiner eller strukturer som er festet til hjelp i deres spredning.
Hydrofile stoffer diffuse i vann, som er å si at de flytter fra områder med høy konsentrasjon til områder med lav konsentrasjon. Dette er forårsaket av tiltrekningen av vannmolekyler til hydrofile molekyler. I områder med høy konsentrasjon av molekyler, vannet beveger seg i og trekker molekyler fra hverandre., Molekylene er deretter fordelt til områder med lav konsentrasjon, hvor flere vannmolekyler kan samhandle. Diffusjon er en svært viktig egenskap i de fleste hydrofile stoffer til levende organismer. Diffusjon tillater dem å distribuere stoffer med lite eller ingen energi på deres del.
Eksempler på Hydrofile
Sukker
Sukker, eller mer spesifikt glukose, er et molekyl som mange typer celler bruk som energikilde. Et molekyl glukose har både hydrofobe og hydrofile deler. Bildet nedenfor viser et molekyl glukose., Svart baller er karbon-atomer, de røde ballene er oksygen atomer, og de hvite ballene er hydrogenatomer. Båndene mellom karbonatomene dele elektroner like, og ingen statisk elektrisk ladning, som er opprettet. Oksygen atomer, men trekker en ulik andel av elektroner fra karbon og hydrogen atomene de er festet til. Dette hotellet, kjent som electronegativity, resulterer i at elektroner blir fordelt ujevnt, et flertall av tiden. Dette fører til en elektrisk dipol å danne tvers av bånd, lage områder av positiv og negativ energi., Vann kan samhandle med disse dipoles, og løser opp glukose.
I den menneskelige kropp, som i mange andre dyr, energien som er lagret i obligasjoner av glukose er brukt i hver celle for å drive cellulære funksjoner. For å transportere glukose til mange celler, glukose oppløst i tarmen og lagret i leveren er sluppet ut i blodet. Fordi glukose er en delvis hydrofile molekyl, det løser opp like inn i blodbanen og gir glukose til alle deler av kroppen., For å komme gjennom den hydrofobe sentre for plasma membran, glukose transporteres med spesielle proteiner. En gang i hver celle, glukose kan bli brutt ned gjennom glykolysen og åndedrett til å gi koenzym ATP. ATP kan gi energi til andre enzymer for å hjelpe dem å utføre sine ulike funksjoner.
Enzymer
DNA, informasjon molekyl som driver liv på Jorden, koder for en sekvens av aminosyrer. Disse aminosyrene kan være hydrofile eller hydrofobe. Proteiner er laget av sekvenser av aminosyrer, men ikke bli funksjonelle frem til de er ordentlig lukket., En lang rekke av aminosyrer blir kastet på grunn av de ulike vekselsvirkningene det har med andre aminosyrer i kjeden, samt interaksjoner med miljøet. Til slutt, den hydrofobe og upolare regioner av protein vil bli gruppert sammen, og de hydrofile polare områder vil bli utsatt for miljøet.
Proteiner bli funksjonelle enzymer når de er riktig form for å godta et substrat og lavere aktivering energi i en kjemisk reaksjon., Hvis en mutasjon i DNA steder en hydrofobe aminosyrer hvor en hydrofil aminosyre bør ha gått, hele strukturen kan lide og enzymet kan ikke lenger fungere. Siden vann er løsningen på alle celle cytosol, det er viktig at utsiden av proteiner være hydrofile, slik at de kan være spredt og flyttet rundt cellen. Dermed, en celle kan lage proteiner i ett og samme sted (vanligvis ribosomes), og har dem distribuert gjennom cellen ved diffusjon., Dette hydrofile holderen for de fleste proteiner som gjør dem i stand til å fylle visse celler, og produserer en enorm mengde av visse produkter som er nødvendig for kroppen.
Celle Membraner
Celle membraner er opprettet fra to ark av molekyler som kalles fosfolipider. Fosfolipider er amfifile, noe som betyr at de begge tiltrekkes av vann i en region av molekylet, og frastøte vann i andre regioner. Leder av phospholipid molekylet er den hydrofile regionen. Halene er den hydrofobe regionen, og peker innover, mot hver andre., Dette utelukker vann fra midten av to ark, og dermed skape en splittelse mellom to reservoarer av løsning. Hvis membranen er lukket, i en sfære, en celle er opprettet. Bakteriell cellene har ingen ytterligere oppdeling, men eukaryotes videre dele sine celler i organeller. Disse dannes er også omgitt av fosfolipider.
Selv om vannet ikke lett å passere gjennom cellemembranen, det er mange innebygde proteiner som gjør at vann inn i cellen. Det er også proteiner som transporterer andre hydrofile stoffer over membranen., Disse proteinene, mens ikke enzymer, er også dannet av aminosyrer kjeder. Som vist i diagrammet nedenfor, disse proteinene ofte funksjonen ved hjelp av energi fra ATP til å flytte ulike stoffer over membranen. Uten en kanal gjennom den hydrofobe membran, og de hydrofile stoffer ikke kunne passere.
protein i over grafisk har både hydrofobe og hydrofile deler. Utsiden av protein, deler som er utsatt for miljøet og cytoplasma, vil være hydrofile., De indre delene av protein som samhandler med lipider i midten av membranen, vil være hydrofile. På denne måten, protein kan være innebygd i membranen bare gjennom tendens til hydrofobe stoffer til klyngen og hydrofile stoffer for å tiltrekke vann. Endene er trukket mot vannet, og midt i samspill med hydrofobe lipider. Mange makromolekyler er amfifile på denne måten, til å samhandle med ulike stoffer.
- Hydrofobe – Molekyler eller stoffer som ikke er tiltrukket av vann, eller slå den.,
- Polar – Molekyler som har motstridende elektriske poler.
- Upolare – Molekyler som distribuerer elektroner jevnt, forårsaker ingen interaksjon med polare molekyler.
- Amfifile – Er tiltrukket av både vann-og hydrofobe stoffer, som såpe.
Quiz
1. Forskere ofte design medisiner som kan svelges, fordøyd, og nedlagt i blodet. Hva eiendom til disse medisinene har?
A. Hydrofile
B. Hydrofobe
C. Upolare
2. Når du tilbereder et måltid, en kokk setter mye salt på nyslipt poteter. Salt trekker ut vannet av potetene, på grunn av den sterke tiltrekningen mellom ion-molekyler av salt og polarområdene av vannmolekyler. Hva er salt?
A., Hydrofobe
B. Amfifile
C. Hydrofile
3., Et protein blir laget som vil bli lagt inn i cellemembranen. Protein funksjoner i å gjenkjenne andre celler. Som sådan, stikker ut av cellen membran i miljøet. Imidlertid, protein og sender ikke noe til innsiden av cellen. Derfor er det ikke strekker seg forbi midten av cellemembranen. Den delen av protein i miljøet er Del En, den delen av protein integrert i membranen er Del B. Hva eiendom betyr hver del display?
A. A – Hydrofile ; B – Hydrofobe
B. A – Hydrofile ; B – Hydrofile
C., A – Hydrofile ; B – Hydrofobe