Hvorfor er figurer av molekyler viktig?

Hvis du studerer organisk kjemi og biokjemi, vil du bruke mye tid på å lære om molekylære struktur - og med god grunn. Strukturen av organiske forbindelser dikterer deres egenskaper og måten de vil reagere med andre forbindelser. Formen av proteiner og enzymer som er enda mer kritisk for sin funksjon, fordi den bestemmer deres roller i cellen.

Peppermynte & Alcohol

Du er sikkert kjent med duft av peppermynte, og kanskje en gang i livet ditt du har spist en bit av karve frø kake. Molekylene som gir peppermynte og karve deres lukt har samme kjemiske formel, men de er speilbilder av hverandre, og det liten endring er den eneste grunnen til at peppermynte og karve lukter så annerledes. Dimetyleter er en gass ved romtemperatur; etanol har nøyaktig samme kjemiske formel, men ved romtemperatur, det er en væske. Den eneste forskjellen er strukturen - og som du kan se, det gjør en stor forskjell.

Egenskaper

Molekyler med samme kjemiske formelen, men ulike strukturer kan noen ganger ha markert forskjellige egenskaper, fordi deres struktur påvirker måten de samhandler med andre molekyler. Etanol, for eksempel, har et hydrogenatom bundet til et oksygen, slik at det kan kommunisere med andre molekyler etanol ved å danne hydrogenbindinger. Dimetyleter, derimot, er i stand til å gjøre det samme. Hydrogenbinding interaksjon gir etanol et meget høyere kokepunkt. Den annen struktur av de to molekyler sikrer også at de gjennomgår forskjellige reaksjoner. Etanol, for eksempel, vil reagere med et kjemisk kalt Jones-reagens for å lage eddiksyre, mens dimetyleter vil ikke.

enzymer

Struktur er spesielt viktig i biokjemi. I kroppen din, molekyler som kalles enzymer katalyserer viktige reaksjoner mellom molekyler som kalles underlag. Den del av enzymet som samhandler med substratene blir kalt det aktive setet, og formen til det aktive setet er kritisk, fordi den bestemmer hvilke substrater enzymet kan bruke. Den aktive nettstedet er formet på en slik måte at bare enkelte underlag kan passe, akkurat som bare en slags fasit kan passe i låsen på inngangsdøren din.

Biologi

Mye det samme gjelder for mange av de andre proteiner som spiller viktige roller i kroppen din. Din følelse av duft registrerer lukt, for eksempel fordi molekyler av damp binder seg til spesifikke proteiner i nesehulen kalt luktreseptorer. Hver olfactory reseptoren kan bare binde molekyler som har en komplementær form, akkurat som din høyre hånd vil bare passe inn i en høyrehendt hanske, og det er hvordan hjernen skiller mellom duft av peppermynte og duften av karve - de to speil image molekyler binder seg til olfactory reseptorer på ulike nerveender i nesen.