hydrofiel definitie
een hydrofiel molecuul of stof wordt aangetrokken door water. Water is een polair molecuul dat als oplosmiddel fungeert en andere polaire en hydrofiele stoffen oplost. In de biologie zijn veel stoffen hydrofiel, waardoor ze door een cel of organisme kunnen worden verspreid. Alle cellen gebruiken water als oplosmiddel dat tot de oplossing leidt die cytosol wordt bekend. Cytosol bevat veel stoffen, waarvan de meeste hydrofiel zijn op ten minste een deel van het molecuul., Dit zorgt ervoor dat die gemakkelijk over de cel getransporteerd kan worden. De stoffen die hydrofoob zijn, of water afstoten, worden vaak vervoerd door en tussen cellen met hydrofiele proteã nen of structuren in bijlage aan hulp in hun verspreiding.
hydrofiele stoffen diffuus in water, dat wil zeggen ze verplaatsen van gebieden met een hoge concentratie naar gebieden met een lage concentratie. Dit wordt veroorzaakt door de aantrekking van watermoleculen aan de hydrofiele moleculen. In gebieden met een hoge concentratie van de moleculen, water beweegt in en trekt de moleculen uit elkaar., De moleculen worden dan gedistribueerd naar gebieden met een lage concentratie, waar meer watermoleculen kunnen interageren. Diffusie is een zeer belangrijke eigenschap van de meeste hydrofiele stoffen voor levende organismen. Diffusie stelt hen in staat om stoffen te verdelen met weinig tot geen energie van hun kant.
voorbeelden van hydrofiele
suiker
suiker, of meer specifiek glucose, is een molecuul dat veel soorten cellen gebruiken als energiebron. Een molecule van glucose heeft zowel hydrophobic als hydrofiele delen. De foto hieronder toont een molecuul glucose., De zwarte ballen zijn koolstofatomen, de rode ballen zijn zuurstofatomen, en de witte ballen zijn waterstofatomen. Bindingen tussen koolstofatomen delen elektronen in gelijke mate, en er wordt geen statische elektrische lading gecreëerd. De zuurstofatomen trekken echter een ongelijk aandeel elektronen uit de koolstof – en waterstofatomen waaraan ze zijn gehecht. Deze eigenschap, bekend als elektronegativiteit, resulteert in de elektronen ongelijk verdeeld, een meerderheid van de tijd. Dit veroorzaakt een elektrische dipool om over de band te vormen, het creëren van gebieden van positieve en negatieve energie., Water kan interageren met deze dipolen en glucose oplossen.
in het menselijk lichaam wordt, net als bij veel dieren, de energie opgeslagen in de glucose-bindingen gebruikt in elke cel om cellulaire functies aan te drijven. Om glucose naar de vele cellen te transporteren, wordt glucose opgelost in de darm en opgeslagen in de lever vrijgegeven in de bloedbaan. Omdat glucose een gedeeltelijk hydrofiel molecuul is, lost het gelijkmatig op in de bloedbaan en zorgt het voor glucose aan alle delen van het lichaam., Om door de hydrofobe centra van plasmamembranen te komen, wordt glucose getransporteerd door speciale eiwitten. Eenmaal in elke cel, kan de glucose door glycolyse en ademhaling worden opgesplitst om het co-enzym ATP te verstrekken. ATP kan energie leveren aan andere enzymen om hen te helpen hun verschillende functies uit te voeren.
enzymen
DNA, het informatiemolecuul dat het leven op aarde drijft, codeert voor een sequentie van aminozuren. Deze aminozuren kunnen hydrofiele of hydrophobic zijn. De proteã nen worden gecreeerd door opeenvolgingen van aminozuren, maar worden niet functioneel totdat zij behoorlijk gevouwen zijn., Een lange koord van aminozuren wordt gevouwen wegens de diverse interactie het met de andere aminozuren in de ketting, evenals interactie met het milieu heeft. Uiteindelijk zullen de hydrofobe en niet-polaire gebieden van het eiwit samen worden geclusterd en de hydrofiele polaire gebieden worden blootgesteld aan het milieu.
eiwitten worden functionele enzymen wanneer ze de juiste vorm hebben om een substraat te accepteren en de activeringsenergie van een chemische reactie te verlagen., Als een verandering in DNA een hydrophobic aminozuur plaatst waar een hydrofiele aminozuur zou moeten zijn gegaan, kan de gehele structuur lijden en kan het enzym niet meer functioneren. Aangezien water het oplosmiddel in al celcytosol is, is het belangrijk dat de buitenkant van proteã nen hydrofiele zijn, zodat kunnen zij worden verspreid en rond de cel worden bewogen. Aldus, kan een cel proteã nen in één plaats (gewoonlijk de ribosomen) tot stand brengen, en hen door de cel door verspreiding hebben verdeeld., Deze hydrofiele eigenschap van de meeste eiwitten stelt hen in staat om bepaalde cellen te vullen en een enorme hoeveelheid bepaalde producten te produceren die nodig zijn voor het lichaam.
celmembranen
celmembranen worden gevormd uit twee platen van moleculen die fosfolipiden worden genoemd. Phospholipids zijn amfifilic, betekenend worden zij beide aangetrokken tot water in één gebied van de molecule, en stoten water in andere gebieden af. Het hoofd van de fosfolipide molecule is het hydrofiele gebied. De staarten zijn de hydrofobe regio, en wijzen naar binnen, naar elkaar toe., Dit sluit water uit het midden van de twee platen, waardoor een verdeler tussen twee reservoirs van oplossing. Als het membraan gesloten is, wordt in een bol een cel gecreëerd. De bacteriële cellen hebben geen verdere verdeling, maar eukaryotes verdelen hun cellen verder in organellen. Deze organellen zijn ook omgeven door fosfolipiden.
hoewel water niet gemakkelijk door het celmembraan kan, zijn er veel ingebedde eiwitten die water in de cel toelaten. Er zijn ook proteã nen die andere hydrofiele substanties over het membraan vervoeren., Deze proteã nen, terwijl geen enzymen, worden ook gevormd door aminozuurketens. Zoals gezien in de grafiek hieronder, functioneren deze proteã nen vaak door de energie van ATP te gebruiken om diverse substanties over het membraan te bewegen. Zonder een kanaal door het hydrofobe membraan, konden de hydrofiele stoffen niet passeren.
het eiwit in de bovenstaande afbeelding heeft zowel hydrofobe als hydrofiele delen. De buitenkant van het eiwit, de delen blootgesteld aan de omgeving en het cytoplasma, zal hydrofiel zijn., De inwendige delen van het eiwit die interageren met de lipiden in het midden van het membraan, zullen hydrofiel zijn. Op deze manier, kan de proteã ne ingebed in het membraan eenvoudig door de tendens van hydrophobic substanties aan cluster en hydrofiele substanties blijven om aan water aan te trekken. De uiteinden worden getrokken naar het water, en het midden interageert met de hydrophobic lipiden. Vele macromoleculen zijn amfifilisch op deze manier, om met diverse substanties in wisselwerking te staan.
- hydrofobe moleculen of stoffen die niet door water worden aangetrokken of het afstoten.,
- polaire moleculen met tegengestelde elektrische polen.
- niet – polaire moleculen die elektronen gelijkmatig verdelen en geen interactie met polaire moleculen veroorzaken.
- Amfifilisch-wordt aangetrokken door zowel water als hydrofobe stoffen, zoals zeep.
Quiz
1. Onderzoekers ontwerpen vaak medicijnen die kunnen worden ingeslikt, verteerd en verspreid in de bloedbaan. Welke eigenschap hebben deze medicijnen?
A. hydrofiel
B. hydrofoob
C. Nonpolair
2. Bij het koken van een maaltijd doet een chef-kok veel zout op vers gesneden aardappelen. Het zout trekt het water uit de aardappelen, vanwege de sterke aantrekkingskracht tussen de ionenmoleculen van zout en de poolgebieden van de watermoleculen. Wat is zout?
A., Hydrofoob
B. Amfifilisch
C. hydrofiel
3., Een eiwit wordt gemaakt dat in het celmembraan zal worden ingebed. Het eiwit werkt in het herkennen van andere cellen. Als zodanig, steekt uit het celmembraan in het milieu. Nochtans, geeft het eiwit niets aan de binnenkant van de cel over. Daarom strekt het zich niet uit voorbij het midden van het celmembraan. Het gedeelte van de proteã ne in het milieu is deel A, is het deel van de proteã ne die in het membraan wordt ingebed Deel B. welke eigenschap toont elk deel?
A. A-hydrofoob; B-hydrofoob
B. A-hydrofiel; B-hydrofiel
C., A-hydrofiel; B – hydrofoob