View source for Chemical bonding and water in living systems and noninformational macromolecules

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<p style="FONT-SIZE: 13px; MARGIN: 0px 0px 5px; COLOR: #000000; TEXT-INDENT: 0px; FONT-FAMILY: '바탕'; TEXT-ALIGN: justify"><span style="FONT-SIZE: 13px; COLOR: #000000; FONT-FAMILY: '바탕'; TEXT-ALIGN: justify"><font face="Arial" size="2">세포가 어떻게 일을 하는 지 이해하기 위해서는 세포 내에서 일어나는 화학적 작용과molecules의 상태를 살펴 보아야 한다. </font></span></p>
<p style="FONT-SIZE: 13px; MARGIN: 0px 0px 5px; COLOR: #000000; TEXT-INDENT: 0px; FONT-FAMILY: '바탕'; TEXT-ALIGN: justify"><span style="FONT-SIZE: 13px; COLOR: #000000; FONT-FAMILY: '바탕'; TEXT-ALIGN: justify"><font face="Arial" size="2">세포를 구성하는 molecules를 macromolecules라고 하고 여기에는 polysaccharides, lipids, nucleic acids, proteins 네 가지가 포함된다. </font></span></p>
<p style="FONT-SIZE: 13px; MARGIN: 0px 0px 5px; COLOR: #000000; TEXT-INDENT: 0px; FONT-FAMILY: '바탕'; TEXT-ALIGN: justify"><span style="FONT-SIZE: 13px; COLOR: #000000; FONT-FAMILY: '바탕'; TEXT-ALIGN: justify"><font face="Arial" size="2"></font></span></p>
<p style="FONT-SIZE: 13px; MARGIN: 0px 0px 5px; COLOR: #000000; TEXT-INDENT: 0px; FONT-FAMILY: '바탕'; TEXT-ALIGN: justify"><span style="FONT-SIZE: 13px; COLOR: #000000; FONT-FAMILY: '바탕'; TEXT-ALIGN: justify"><font face="Arial" size="2">주요 화학적 elements로는 Hydrogen, oxygen, carbon, nitrogen, phosphorus, sulfur 등이 있고,&nbsp;<br />이들은 다양한 방법으로 결합을 해서 macromolecules를 형성한다. </font></span></p>
<p style="FONT-SIZE: 13px; MARGIN: 0px 0px 5px; COLOR: #000000; TEXT-INDENT: 0px; FONT-FAMILY: '바탕'; TEXT-ALIGN: justify"><span style="FONT-SIZE: 13px; COLOR: #000000; FONT-FAMILY: '바탕'; TEXT-ALIGN: justify"><br /><font face="Arial" size="2"></font></span></p>
<p style="FONT-SIZE: 13px; MARGIN: 0px 0px 5px; COLOR: #000000; TEXT-INDENT: 0px; FONT-FAMILY: '바탕'; TEXT-ALIGN: justify"><span style="FONT-SIZE: 13px; COLOR: #000000; FONT-FAMILY: '바탕'; TEXT-ALIGN: justify"><font face="Arial" size="2"><font color="#ff0000" size="3">molecule</font>이란 두 개 또는 그 이상의 atoms가 화학적 결합을 이룬것을 이야기 하는데&nbsp;<br />예를 들면,&nbsp;두 개의 oxygen atoms를 oxygen(O2)라고 한다.&nbsp;<br />carbon, hydrogen, oxygen이 화학적 결합을 통해서 glucose를 형성하게 되고 이것의 화학식은 C6H12O6(hexose sugar) 이다. </font></span></p>
<p style="FONT-SIZE: 13px; MARGIN: 0px 0px 5px; COLOR: #000000; TEXT-INDENT: 0px; FONT-FAMILY: '바탕'; TEXT-ALIGN: justify"><font face="Arial"><font size="2"><span style="FONT-SIZE: 13px; COLOR: #000000; FONT-FAMILY: '바탕'; TEXT-ALIGN: justify"><font face="Arial">이러한 molecule 사이의 결합을 <font color="#0000ff">covalent bonds</font>라고 한다.&nbsp;<br />예를 들어, 물 분자의 분자식은 H2O인데 이것은, 산소의 최외각전자 6개와 수소의 최외각전자가 1개이기 때문에&nbsp;<br />covalent bond로 세 atoms가 tight하게 binding 하게 된다.&nbsp;<br />즉, covalent bond는 atoms 사이의 최외각전자를 공유하는 결합이라고 할 수 있다.&nbsp;<br />이론적으로 이들의 결합 숫자를 늘릴 수 있다.&nbsp;<br />macromolecules가 모이면 monomers를 형성할 수 있는데&nbsp;<br />이것은 다양한 복합체에서 life bonds의 화학적 element로 구성된 macromolecules라고 할 수 있다.&nbsp;<br />이러한 chemical compounds인 monomeric unit이 반복적으로 연결되어서 형성한 것을 <font color="#0000ff">polymers</font>라고 한다.&nbsp;<br />이러한 <font color="#ff0000">macromolecules</font>의 대표적인 네 가지로 <font color="#0000ff">proteins, polysaccharides, lipids, nucleic acids</font>를 들 수 있고,&nbsp;<br />이들은 세포의 구성 요소이다</font>.</span> </font></font></p>
<p style="FONT-SIZE: 13px; MARGIN: 0px 0px 5px; COLOR: #000000; TEXT-INDENT: 0px; FONT-FAMILY: '바탕'; TEXT-ALIGN: justify"><span style="FONT-SIZE: 13px; COLOR: #000000; FONT-FAMILY: '바탕'; TEXT-ALIGN: justify"><br /><font face="Arial" size="2"></font></span></p>
<p style="FONT-SIZE: 13px; MARGIN: 0px 0px 5px; COLOR: #000000; TEXT-INDENT: 0px; FONT-FAMILY: '바탕'; TEXT-ALIGN: justify"><span style="FONT-SIZE: 13px; COLOR: #000000; FONT-FAMILY: '바탕'; TEXT-ALIGN: justify"><font face="Arial" size="2">covalent bond에 비해서 매우 약한 결합이다. 그러나 이 bond는 biological molecules에서 매우 중요한 역할을 한다.&nbsp;<br />Hydrogen bond는 hydrogen atoms와 가까이 있는 전기적으로 negative 성질을 띠는 elements 사이의 결합을 이야기 한다.&nbsp;<br />이 atoms의 대표적인 예는 oxygen과 nitrogen을 들 수 있는데 그 중 oxygen은 electronegative(electron withdrawing)한 성질을 띠고 있고,&nbsp;<br />이것과 hydrogen bond를 이루는 hydrogen atom은 electropositive한 성질을 띠게 된다.&nbsp;&nbsp;<br />산소와 수소가 covalent bond로 물분자를 만들어 내고 이 물 분자의 수소 분자와 근처의 물 분자의 산소 원자 사이의&nbsp;<br />약한 결합이 hydogen bond이다.&nbsp;<br />전자가 negative charge쪽으로 이동하게 되고, 약한 charge를 형성하게 되는데 이 때 산소는 negative, 수소는 positive charge를 띠게 된다. </font></span></p>
<p style="FONT-SIZE: 13px; MARGIN: 0px 0px 5px; COLOR: #000000; TEXT-INDENT: 0px; FONT-FAMILY: '바탕'; TEXT-ALIGN: justify"><span style="FONT-SIZE: 13px; COLOR: #000000; FONT-FAMILY: '바탕'; TEXT-ALIGN: justify"><font face="Arial" size="2">하나의 hydrogen bond는 약하지만 hydrogen bond가 많이 모인 molecules에서는 굉장히 강한 결합으로 나타난다.&nbsp;<br />이로 인해서 molecules의 안정성이 증가하게 된다.&nbsp;<br />water molecules는 hydrogen bond로 구성되고 charge를 띠고 있기 때문에 polarity하다.&nbsp;<br />polar한 water molecules는 다른 nonpolar(hydrophobic) molecules와 잘 결합할 수 있어서,&nbsp;<br />water 자체로 아주 좋은 solution이 되고, hydrogen atom의 약한 positive charge는 negative charge를&nbsp;<br />띠는 두 개의 oxygen atoms와 bridge를 형성할 수 있다.&nbsp;&nbsp;<br />macromolecules 사이에서도 hydrogen bond가 나타나는데 약한 electrical force가 축적되어서&nbsp;<br />protein 같은 큰 molecules를 형성하게 된다.&nbsp;<br />이 때 molecules의 안정성이 높아지기 때문에 structure 형성에 영향을 미친다.&nbsp;<br />Van der waals forces atoms 사이에서 일어나는 약하게 끌어당기는 힘을 이야기 한다.&nbsp;<br />3~4 angstrons 정도로 atoms 사이가 가까워야 한다. 기질과 효소가 결합되거나,&nbsp;<br />protein과 nucleic acid 사이의 interanctions 할 대도 이 힘이 이용된다.<br /><br /><br /><font color="#ff0000" size="3">Ionic bonds<br /></font>화합물에서 반대 전하를 가지는 원자들이 결합하는 방식을 이야기한다.<br />한 원자와 최외각 전자가 다른 원자의 최외각 전자로 영원히 이동할 때 이온결합이 형성된다.<br />전자를 잃어버린 원자는 양전하를 띄게 되고, 전자를 얻은 원자는 음전하를 띄게 된다.<br />원자 사이에 전자가 이동한다는 개념은 영국의 물리학자인 J.J. 톰슨이 19세기말에 처음으로 제안했으며,&nbsp;<br />1916년 독일의 과학자 발터 코슬이 이온 결합 이론으로 발전시켯다.<br />이온결합 결과, 이온 화합물이 형성되며, 알칼리 금속이나 알칼리토금속의 수화물을 그 예로 들 수 있다.<br />이온 결정성 고체에서 이러한 반대 전하 사이의 정전기적 인력과 같은 전사 사이의 정전기적 척력으로 인해 양이온은 음이온으로,&nbsp;<br />음이온은 양이온으로 둘러쌓여 있는데, 양이온과 음이온이 번갈아가면서 놓여있으며, 서로 전하를 중화시켜 총 전하는 0이 된다.<br />이온 결정에서 정전기적 인력은 크므로 이러한 물질들은 일반적으로 단단하고 휘발성이 없으나 유전상수가 큰 매질에서는&nbsp;<br />이온 결합이 매우 약해진다.<br />여러 가지 이온화합물들은 개개의 원자가 서로 최외각전자를 공유하는 두 원자(때때로 세 원자) 사이의 결합인 공유결합을&nbsp;<br />포함한다고 생각된다.<br />하지만 이온 결합과는 달리 공유결합에는 영구적으로 전자가 이동하지는 않는다.&nbsp;<br /><br /><font color="#ff0000" size="3">Hydrophobic interactions</font>&nbsp;<br />중요한 biomolecules에는 hydrophobic interactions도 포함이 된다.&nbsp;<br />Nonpolar한 molecules 또는 molecules의 nonpolar region이 polar한 environments에서 강하게 결집을 나타내는 현상을 이야기 하고,&nbsp;<br />protein folding에 중요한 역할을 한다. 기질과 효소의 결합에도 중요한 역할을 하기도 한다.&nbsp;<br />또한, multisubunit protein의 서로 다른 subunit을 control하기도 하고,&nbsp;<br />생물학적으로 활동성을 가지는 molecules를 형성하는 데 사용되며, RNA 안정성에 중요한 역할을 한다.</font></span></p>
<p style="FONT-SIZE: 13px; MARGIN: 0px 0px 5px; COLOR: #000000; TEXT-INDENT: 0px; LINE-HEIGHT: 16px; FONT-FAMILY: '바탕'; TEXT-ALIGN: justify">&nbsp;</p>
<p style="FONT-SIZE: 13px; MARGIN: 0px 0px 5px; COLOR: #000000; TEXT-INDENT: 0px; FONT-FAMILY: '바탕'; TEXT-ALIGN: justify"><span style="FONT-WEIGHT: bold; FONT-SIZE: 13px; COLOR: #000000; FONT-FAMILY: '바탕'; TEXT-ALIGN: justify"><strong><font face="Arial"></font></strong></span></p>
<font size="2"><font face="Arial"><span style="FONT-WEIGHT: bold; FONT-SIZE: 13px; COLOR: #000000; FONT-FAMILY: '바탕'; TEXT-ALIGN: justify">&nbsp;</span><span style="FONT-WEIGHT: bold; FONT-SIZE: 13px; COLOR: #000000; FONT-FAMILY: '바탕'; TEXT-ALIGN: justify"></span><strong> </strong></font></font>
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