ფუნქციური ჯგუფები

რა არის ფუნქციური ჯგუფი. ბიოლოგიურ მოლეკულებში აღმოჩენილი ზოგიერთი მთავარი ფუნქციური ჯგუფი.

შესავალი

ნახშირწყალბადები, მხოლოდ ნახშირბადისა და წყალბადის ატომებისგან შემდგარი მოლეკულები, შესანიშნავი საწვავია (მაგ. პროპანი, ბუტანი და ბენზინი). მაგრამ ცოცხალი ორგანიზმის აწყობაც შეიძლება ამ საწვავი მოლეკულებისგან? ალბათ არა. დიდი ბიოლოგიური მოლეკულების უმრავლესობა, მართლაც, ბევრად უფრო მეტი სახის ატომს შეიცავს, ვიდრე მხოლოდ ნახშირბადსა და წყალბადს. ეს დამატებითი ატომები ნახშირწყალბადებზე უფრო მრავალგვარ ფუნქციებს ანიჭებს მათ.

ფუნქციური ჯგუფები

დიდი ბიოლოგიური მოლეკულები, ზოგადად, ნახშირბადული (ნახშირბადისა და წყალბადის ატომებისგან შემდგარი) ხერხემლისა და სხვა ატომებისგან შედგება, მაგ. ჟანგბადის, აზოტისა და გოგირდისგან. ხშირად, ეს დამატებითი ატომები ფუნქციური ჯგუფების სახით გვხვდება. ფუნქციური ჯგუფი ატომთა გაერთიანებააა, რომელსაც მუდმივად ერთი და იგივე „ფუნქცია" (თვისებები და რეაქტიულობა) აქვს, მიუხედავად იმისა, თუ რომელი მოლეკულის შემადგენლობაში შედის. ბიოლოგიური მოლეკულები ხშირად მრავალ სხვადასხვანაირ ფუნქციურ ჯგუფსა და მათ კომბინაციებს შეიცავს. ჯგუფების სპეციფიკური ნაკრები ამ მოლეკულების მრავალ თვისებაზე ახდენს გავლენას, მათ შორის სტრუქტურაზე, ხსნადობასა და რეაქტიულობაზე.

ზოგიერთი უმნიშვნელოვანესი ფუნქციური ჯგუფი ბიოლოგიურ მოლეკულებში, ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ცხრილში. ფუნქციური ჯგუფები იყოფა ჰიდროფობურ ან ჰიდროფილურად, მათი მუხტისა და პოლარულობის მიხედვით. ქვემოთ მოცემულთაგან ჰიდროფობურია მხოლოდ მეთილის (CH

_{3}

) ჯგუფი, რომელიც არაპოლარულია. დარჩენილ ექვს ფუნქციურ ჯგუფს სხვადასხვა ხარისხის ჰიდროფილურობა ახასიათებს.

ძლიერ ჰიდროფილური ჯგუფის მაგალითუა კარბოქსილის (COOH) ჯგუფი, რომელიც მჟავასავით „იქცევა", პროტონს გასცემს და უარყოფითად დამუხტულ კარბოქსილის იონად (COO

^{-}

) იქცევა, კარბოქსილის ჯგუფი ხშირად გვხვდება ამინომჟავებში, ცხიმოვან მჟავებსა და სხვა ბიომოლეკულებში. ნაკლებ ჰიდროფილური ჯგუფის მაგალითია კარბონილის ჯგუფი (C=O), რომელიც უმუხტოა, მაგრამ პოლარული (შეიცავს დადებით და უარყოფით მუხტებს). კარბონილის ჯგუფიც სხვადასხვა ბიოლოგიურ მოლეკულაში გვხვდება, მათ შორის ცილებში, პეპტიდებსა და ნახშირწყლებში.

საერთო ფუნქციური ჯგუფები ბიოლოგიაში

ფუნქციური ჯგუფი	სტრუქტურა	თვისებები
ჰიდროქსილი		პოლარული
მეთილი		არაპოლარული
კარბონილი		პოლარული
კარბოქსილი		დამუხტული, ბიოლოგიური სისტემების უმრავლესობისთის დამახასიათებელ pH-ზე წარმოქმნის R-COO $^{-}$ ‍-ს. რადგან კარბოქსილის ჯგუფებს ხსნარში H $^{+}$ ‍-ის იონების გამოთავისუფლება შეუძლიათ, ისინი მჟავებად მიიჩნევიან.
ამინო		დამუხტული, ბიოლოგიური სისტემების უმრავლესობისთის დამახასიათებელ pH-ზე წარმოქმნის R-NH $_{3}^{+}$ ‍-ს. რადგან ამინოჯგუფებს, ხსნარიდან H $^{+}$ ‍-ის მოშორება შეუძლიათ, ისინი ფუძეებად მიიჩნევიან.
ფოსფატი		დამუხტული, ბიოლოგიური სისტემების უმრავლესობისთის დამახასიათებელ pH-ზე წარმოქმნის R-OPO $_{3}^{2}$ ‍ $^{-}$ ‍-ს. რადგან ფოსფატის ჯგუფს H $^{+}$ ‍-ის იონების ხსნარში გამოთავისუფლება შეუძლია, ის მჟავად მიიჩნევა.
სულფჰიდრილი		პოლარული

ცხრილის წყაროა: OpenStax Biology.

ზემოთ მოცემულ ცხრილში ასო R-ით აღინიშნება მოლეკულის ის დანარჩენი ნაწილი, რომელთანაც ფუნქციური ჯგუფია დაკავშირებული. მაგალითად, R შეიძლება იყოს ეთილის (CH

_{2}

_{3}

) ჯგუფი, რა შემთხვევაშიც ცხრილის პირველი მოლეკულა ეთანოლი იქნება. R ბევრად დიდ მოლეკულას, მაგ. ცილასაც შეიძლება აღნიშნავდეს. ბიოლოგიასა და ქიმიაში R გამოიყენება ქიმიური სტრუქტურების გასამარტივებლად და მოლეკულის ყველაზე მნიშვნელოვანი ნაწილის (როგორც წესი, ფუნქციური ჯგუფის) უკეთ წარმოსაჩენად.

ატრიბუცია:

ამ მოდიფიცირებული სტატიის ორიგინალია: „Carbon“, ოპენსტაქსის კოლეჯი, ბიოლოგია (CC BY 3,0). ჩამოტვირთეთ უფასოდ აქ: http://cnx.org/contents/185cbf87-c72e-48f5-b51e-f14f21b5eabd@9,85:8/Biology.

მოდიფიცირებული სტატია ვრცელდება ლიცენზიით CC BY-NC-SA 4,0.

დამატებითი ბიბლიოგრაფია:

Hardinger, Steve. (2015). Functional group. In Illustrated Glossary of Organic Chemistry. წყარო http://www.chem.ucla.edu/harding/IGOC/F/functional_group.html.

Reece, J. B., Urry, L. A., Cain, M. L., Wasserman, S. A., Minorsky, P. V., and Jackson, R. B. (2011). The chemical context of life. In Campbell Biology (10th ed., pp. 28-43). San Francisco, CA: Pearson.

გსურთ, შეუერთდეთ დისკუსიას?

შესვლა

დავალაგოთ:

პოსტები ჯერ არ არის.

გესმით ინგლისური? დააწკაპუნეთ აქ და გაეცანით განხილვას ხანის აკადემიის ინგლისურენოვან გვერდზე.