Գործառութային խմբեր

Ածխաջրածինները, որոնք բացառապես կազմված են ածխածնի և ջրածնի ատոմներից, հրաշալի վառելիք են (օրինակ՝ պրոպանը, բութանը և գոյություն ունեցող վառելիքի մեծ մասը): Սակայն կարո՞ղ ես արդյոք կենդանի օրգանիզմ ստեղծել միայն վառելիքից։ Հավանաբար՝ ոչ։ Կենսաբանական մոլեկուլների մեծ մասն իրականում, ածխածնի և ջրածնի ատոմներից բացի, նաև պարունակում են այլ տեսակի ատոմներ։ Այս լրացուցիչ ատոմներն այնպիսի հատկություններ են ապահովում, որոնք չունեն տիպիկ ածխաջրածինները։

Կենսաբանական մեծ մոլեկուլները հիմնականում կազմված են ածխածնային կմախքից (որը կազմված է ածխածնի և ջրածնի ատոմներից) և որոշ այլ ատոմներից՝ ներառյալ թթվածինը, ազոտը և ծծումբը։ Այս լրացուցիչ ատոմները հաճախ հանդես են գալիս գործառական խմբերի տեսքով։ Գործառական խմբերը քիմիական բաղադրիչներ կամ ատոմների խմբեր են, որոնք ցուցաբերում են կայուն «գործառույթ» (հատկություններ և փոխազդելու կարողություն), անկախ նրանից, թե ինչ մոլեկուլի կազմում են։ Կենսաբանական մոլեկուլները կարող են պարունակել գործառական խմբերի տարբեր տեսակներ և համակցություններ։ Կենսաբանական մոլեկուլների կազմում եղած խմբերի մասնակի հավաքածուն ազդում է վերջինիս հատկությունների վրա՝ ներառյալ կառուցվածքը, լուծելիությունը և փոխազդելու կարողությունը։

Կենսաբանական մոլեկուլներում հանդիպող ամենակարևոր գործառական խմբերից որոշները ներկայացված են ստորև բերված աղյուսակում։ Գործառական խմբերը կարող են դասակարգվել որպես հիդրոֆիլ (ջրասեր) և հիդրոֆոբ (ջրավախ)՝ ըստ իրենց լիցքի և բևեռային հատկությունների։ Այստեղ պատկերված խմբերից միակ հիդրոֆոբը մեթիլ խումբն է (CH${}_3$‍), որը բևեռային չէ։ Աղյուսակում ներկայացված մյուս բոլոր խմբերն ունեն տարբեր աստիճանի հիդրոֆիլ հատկություններ։

Ուժեղ հիդրոֆոբ խմբի օրինակ է կորբօքսիլ խումբը (COOH), որը կարող է գործել որպես թթու և կորցնել մի պրոտոն՝ առաջացնելով բացասական լիցքավորված կարբօքսիլ իոն (COO${}^{-}$‍): Կարբօքսիլ խմբերը հաճախ են հանդիպում ամինաթթուների և կենսաբանական այլ մոլեկուլների կազմում։ Թույլ հիդրոֆիլ խմբի օրինակ է կարբոնիլ խումբը (C = O), որը լիցքավորված չէ, բայց բևեռային (պարունակում է մասնակի դրական և մասնակի բացասական լիցքեր) գործառական խումբ է։

Աղյուսակի աղբյուրը՝ OpenStax Biology:

Վերևում պատկերված աղյուսակում R տառով ներկայացված է մոլեկուլի մնացած մասը, որին միացած է գործառական խումբը։ Օրինակ՝ R-ը կարող է լինել էթիլ (CH${}_2$‍CH${}_3$‍) խումբ, որի դեպքում աղյուսակի առաջին մոլեկուլը կհամապատասխանի էթանոլին։ Սակայն R-ը նաև կարող է ներկայացնել ավելի մեծ մոլեկուլի, օրինակ՝ սպիտակուցի մաս։ Կենսաբանությունում և քիմիայում R տառն օգտագործվում է քիմիական կառուցվածքներն ավելի պարզեցնելու և մոլեկուլի ամենակարևոր մասերն ընդգծելու համար։