Chapter 2. 신체의구성webbuild.knu.ac.kr/~app-mic/resources/lecture/animal...Chapter 2. 신체의구성 1 . 원자, 이온, 화학결합그리고분자 생물의구조와기능->

Chapter 2. 신체의 구성

1 . 원자, 이온, 화학결합 그리고 분자

♨ 생물의 구조와 기능 -> 이온, 원자, 분자의 상호작용과 성질에 기인

1) 원자(atom)

- 화학물질을 구성하는 가장 작은 단위- Nucleus -> proton + neutron

-> atomic mass 결정- Electron -> proton 과 같은 개수로 존재

-> 궤도(orbit)를 따라 Shell 형성-> shell 1 : 2개의 전자로 안정화-> shell 2 : 8개의 전자로 안정화

☞ 원자가 전자(valence electron) : 최외곽 전자☞ 동위 원소(isotope) : 핵속의 동일한 양성자 수,

다른 중성자 수 (C14)


2) 분자와 화학결합

(1) 분자(molecule) : 두개 이상의 원자 사이의 전자의 상호작용에 의해 형성

(2) 공유결합(covalent bond) : 최외곽전자의 공유-> 2 혹은 8을 맞춤-> 가장 강한 화학결합

☞ 비극성(nonpolar) : 두 원자사이의 동등한 전자분포

☞ 극성(polar) : 정전기적 인력이 다른 원자사이의불균등한 전자분포-> O, N, P : 정전기인력이 강함


(3) 이온결합(ionic bond) : 하나의 원자로부터1개 이상의 전자가 다른 원자로 전이 -> ion 형성-> ion 간의 결합형성 -> ionic compound

☞ 양이온(cation) : 전자를 내어줌☞ 음이온(anion) : 전자를 받아들임


☞ 친수성(hydrophilic) vs 소수성(hydrophobic) - hydration sphere 형성여부- electroattractive molecule 존재여부


(4) 수소결합(hydrogen bond)- polar covalent bonded hydrogen molecule 과 다른 극성공유결합분자 간의 약한 결합- 단백질, DNA 구조 형성의 주된 힘으로 작용


3) 산, 염기, pH- 물분자의 이온화 -> 동일한 양의 OH -, H + 형성 -> 10-7M- 산(acid) : 용액에 H +를 방출시키는 분자 -> proton donor

-> 산성용액(acidic) : 물보다 높은 농도의 H +를 가진 용액- 염기(base) : 용액 중의 H + 를 제거시킬 수 있는 분자 -> proton acceptor

-> 염기성 용액(basic) : 물보다 낮은 농도의 H +를 가진 용액(1) pH(산도) : 수소농도 역수의 대수 -> - log〔H +〕

[H +] = 10 -2 M -> pH ?[H +] = 10 -9 M -> pH ?

(2) 완충용액(buffer) - 수소이온 농도의 급격한 변화를 막아 용액의 pH를 안정화시키는 분자와 이온의 계(system)

HCO3 - + H + H2CO3


2. 유기분자(organic molecule)

- 탄소와 수소를 포함하는 분자- 다양한 공유결합 포함 -> 단일, 이중, 삼중, 사중 공유결합- 사슬, 고리(aromatic) 형태- functional group(작용기) 포함 -> 유기분자의 독특한 성질 결정


1) 탄수화물- 단당류(monosaccharide)

: hexose, pentose- 이당류(disaccharide)

: sucrose, lactose, maltose- 다당류(polysaccharide)

: starch, glycogen


☞ 탄수화물 합성과 분해- 합성 : 탈수합성(dehydration synthesis)- 분해 : 가수분해(hydrolysis)


2) 지질(Lipid)- 물에 녹지 않음- 비극성 탄화수소 사슬과 고리구조로 구성

(1) 중성지방(triglyceride)- glycerol + fatty acid- Saturated vs Unsaturated(포화 vs 불포화) fatty acid


(2) Keton body(케톤체)- 유리지방산이 에너지원으로 사용된 후 간에서 생성- acetoacetic acid, beta-hydroxybutyric acid, acetone - ketosis : 혈중 케톤체 농도 증가현상 -> 기아, 당뇨의 경우 빠른 지방분해로 발생- ketoacidosis : acetoacetic acid, beta-hydroxybutyric acid에 의한 혈액 산성화


(3) 인지질(phospholipid)- 2개의 지방산과 인산염 포함 -> 양친매성(amphiphatic) - 세포막의 주요성분 -> 친수성 헤드 + 소수성 꼬리


(4) 스테로이드(steroid)- 비극성 -> 물에 불용- 기본구조 : 하나의 five carbon ring과

세개의 six carbon ring으로 구성- 종류에 따라 결합된 기능기가 다름


(5) 프로스타글란딘(prostaglandin)- cyclic hydrocarbon을 갖는 지방산- 20개의 탄소로 구성

-> ARA로부터 합성 시작- 다양한 생리활성 조절에 관여


3) 단백질(Protein)(1) 구조

- 아미노산의 peptide 결합에 의한 polypeptide 구조- 1차 -> 4차구조- glycoprotein(당단백질) : 탄수화물을 포함 -> hormon, membrane protein- lipoprotein(지질단백질) : lipid 포함 -> 세포막, 혈장에 주로 존재


(2) 기능- 구조적 다양성으로 인해 광범위한 기능 담당- 조직구조 형성, 효소, 항체, 신호전달, 생리활성 조절


4) 핵산(Nucleic acid)- nucleotide의 중합에 의한 polynucleotide 구조- nucleotide : pentose + base + phosphate group- DNA, RNA

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