Mészáros Ernő

A környezettudomány alapjai


1.3. keret. Az élőlényeket felépítő óriás szerves molekulák
Az élő szervezeteket szénvegyületek építik fel. Ilyen szerves molekulákat a szervezetek maguk is létrehoznak. A szén és hidrogén mellett az élőlények négy alapelemet tartalmaznak. Ezek a nitrogén, oxigén, foszfor és kén. A molekulák vázát minden esetben szénatomok adják, de a nagy molekulák szerkezete a szénkötések jellegétől függően igen különböző lehet. A hidrogénatomok egyes vegyértékei szénatomokhoz kapcsolódnak, és hidrogénkötésekben is részt vehetnek. Ebben a különleges kémiai kötésben egy vegyértékű hidrogénhez két másik nemkötő elektronpárt tartalmazó atom kapcsolódik. A szén mellett a hidrogénkötések oxigénhez és nitrogénhez is kapcsolódhatnak. Ezek a kötések a DNS és más óriásmolekulák szerkezetének kialakításában fontos szerepet játszanak. A nitrogén többsége aminocsoportokban (—NH2) található, amely a molekula bázikus, hidrofil és esetenként vízoldható tulajdonságait biztosítja. Az oxigén karbonil- (C=O), karboxil- (—COOH) és hidroxil- (—OH) csoportokban mutatható ki, biztosítva a savas és hidrofil jelleget. A szerves foszfor többsége foszfát formában (R—PO4, ahol R valamilyen szerves gyök) van jelen, amelynek nagy kötési energiája alapvető az energiatárolás szempontjából.
Az aminosavak, az óriás fehérjemolekulák építőkövei olyan molekulák, amelyekben ugyanahhoz a szénatomhoz karboxil- és aminocsoport kapcsolódik. A fehérjékben húsz különböző aminosav található, amelyek lehetnek hidrofil, hidrofób, vagy vegyes jellegűek. A fehérjék az aminosavak polimerjei, amelyek peptidkötésekkel (—CO— NH —) kapcsolódnak össze. A molekula oldalláncai meghatározzák a fehérje formáját és funkcióját. Az oldalláncok lehetnek hidrofilek vagy hidrofóbok és elhelyezkedhetnek a fehérje feszínén vagy belsejében. A fehérjék egyéb szerepük mellett számos fontos folyamat számára katalizátorokat szolgáltatnak (enzimek).
A szénhidrátok olyan vegyületek, amelyek általános képlete: (CH2O)n. A szénhidrátok lehetnek egyszerű cukrok (monoszacharidok), kisszámú vagy nagyszámú egyszerű cukormolekulából álló vegyületek (poliszacharidok). Ez utóbbiak közé olyan fontos vegyületek tartoznak, mint pl. a keményítő és a cellulóz. A szénhidrátokat a fotoszintetizáló baktériumok és növények a fényenergia felhasználásával szén-dioxidból és vízből termelik (fotoszintézis), egyúttal oxigént is létrehozva. A fotoszintézissel ellentétes folyamat a légzés, amikor az élőlények (pl. állatok, ember) szénhidrátok és oxigén felhasználásával jutnak energiához.
A vírusokat kivéve a DNS molekulák szolgáltatják minden élőlény genetikus anyagát. A DNS minden öröklődési tulajdonság hordozója, amely a szülőkről az utódokra száll. A DNS molekulái kettős spirált alkotnak, amely kiterítve létrához hasonlít. A létra függőleges ágait a két spirál alkotja, míg a létrafokokat négy különböző bázis kapcsolódása jelenti. A négy bázis (adenin: A, guanin: G, citozin: C és timin:T) meghatározott rendben kapcsolódik össze, így A a T-vel, C pedig G-vel. A szaporodás úgy történik, hogy a DNS középen szétválik és az egyes „létrafokok” más DNS megfelelő bázisaival kapcsolódnak össze. Az RNS molekulák az információ hordozói, amelyek a DNS információit a riboszómákhoz (a fehérjeszintézis helyei) szállítják. A riboszómák a fehérjéket a kapott információ alapján építik fel, azaz az aminosavakat megfelelő sorrendben rakják össze. Az RNS szerkezete a DNS-hez hasonlít, a timint azonban másik szerves bázis, az uracil (U) helyettesíti. Mind a DNS és az RNS kismolekulájú vegyületekből, monomerekből vagy nukleotidokból tevődik össze. Ezért a DNS-t és RNS-t nukleinsavaknak is nevezzük. Végül a gén a DNS molekula adott szakasza, amely egy fehérje vagy RNS szerkezetének felépítéséhez szükséges összes információt tárolja. A gének egymás után kapcsolódó együttese alkotja a kromoszómát, amely a sejtmaggal rendelkező szervezetek sejtmagjában található örökítő anyag.

A környezettudomány alapjai

Tartalomjegyzék


Kiadó: Akadémiai Kiadó

Online megjelenés éve: 2020

ISBN: 978 963 454 549 1

A környezettudomány az emberi tevékenység és a környezet kapcsolatának, általában a környezeti törvények megismerésének tudománya. Alapvető feladata az életet befolyásoló külső tényezők változásainak nyomon követése, ezek gazdasági és szociális következményeinek feltárása, az emberi tevékenység és a környezetet ért emberi hatások összekapcsolása megfigyelések, illetve matematikai modellek segítségével. Jelen kötet célja a földi környezet kialakulásának és jelenlegi állapotának leírása, az ember és környezete kapcsolatának természettudományos tárgyalása. Ennek megfelelően ismerteti a környezeti változások rövid történetét, röviden vázolja a légköri és a szárazföldi környezetre vonatkozó ismereteket, valamint az óceánok geológiai, fizikai, kémiai és biológiai tulajdonságait. Végül tárgyalja a különböző környezeti tartományok kölcsönhatásait, a legfontosabb földi elemek és vegyületek biogeokémiai körforgalmát. A könyv elsősorban a környezettudomány hazai kutatását és oktatását kívánja elősegíteni, de ajánlható minden érdeklődőnek, aki környezetünk problémáit tudományos elmélyültséggel kívánja megismerni.

Hivatkozás: https://mersz.hu/meszaros-a-kornyezettudomany-alapjai//

BibTeXEndNoteMendeleyZotero

Kivonat
fullscreenclose
printsave