몰리 사르겐
다니엘 발언

에 의해 수치 물 인체 체중의 60-75%를 차지 한다. 물 전체의 4%의 손실은 탈수로 이어지고 15%의 손실은 치명적일 수 있습니다. 마찬가지로 사람은 음식 없이는 한 달 동안 생존 할 수 있지만 물 없이는 3 일 동안 생존 할 수 없습니다. 물에이 중요한 의존도는 광범위하게 모든 생명체를 지배. 분명히 물 생존을 위해 매우 중요하지만,무엇이 그렇게 필요한 무엇입니까?

물 분자 구성

물 생활 지원에 있는 역할의 많은 것은 그것의 분자 구조 및 약간 특별한 재산 때문이. 물 두 개의 작은,양전하를 띤 수소 원자와 하나의 큰 음전하를 띤 산소 원자로 구성 된 간단한 분자입니다. 수소가 산소에 묶을 때,1 개의 측에 긍정 책임 및 상대방에 음전하를 가진 불균형 분자를 창조합니다(숫자 1). 이 전하 미분은 극성이라고하며 물 이 다른 분자와 어떻게 상호 작용 하는지를 나타냅니다.

물”범용 용매”

극성 분자로서,물 자체와 같은 다른 극성 분자와 가장 잘 상호 작용한다. 이 점에서 반대 요금 서로 유치 현상 때문입니다: 각각의 개별 물 분자는 음의 부분과 양의 부분을 모두 가지고 있기 때문에,각 측면은 반대 전하의 분자에 끌립니다. 이 인력은 물이 다른 물 분자를 포함하여 물 주위의 다른 극성 분자와 결합이라고하는 비교적 강한 연결을 형성하게합니다. 이 경우,하나의 물 분자의 양의 수소는 인접한 분자의 음의 산소와 결합되며,그 자체의 수소는 다음 산소에 끌립니다(그림 1). 중요한 것은,이 결합은 물 분자가 응집력이라는 속성에서 함께 붙어 있습니다. 물 분자의 응집력은 식물이 뿌리에서 물 을 차지하는 데 도움이됩니다. 응집력은 또한 동물이 체온을 조절하는 데 도움이되는 물 높은 끓는점에 기여합니다.

또한,대부분의 생물학적 분자는 약간의 전기적 비대칭을 가지고 있기 때문에,그들도 극성이며 물 분자는 양 및 음 영역과 결합을 형성하고 둘 다 둘러 쌀 수 있습니다. 다른 물질의 극성 분자를 둘러싼 행위에서,물 효과적으로 분해되어 떨어져 그것을 깨고,분자 사이의 모든 이구석 틈새에 그것의 방법을 몸부림 친다. 이것은 당신이 물에 설탕 결정을 넣을 때 발생하는 것입니다:물과 설탕 모두 개별 물 분자가 개별 물 분자를 둘러싸고 설탕을 분해하고 용해 할 수 있도록 극성입니다.물 극성과 마찬가지로 일부 분자는 이온 또는 반대로 대전 된 입자로 만들어집니다. 물 나누기 떨어져 이러한 이온 분자 뿐만 아니라 긍정적으로 그리고 부정적으로 하전 된 입자와 상호 작용 하 여. 소금은 나트륨과 염화물 이온으로 구성되어 있기 때문에 물 속에 소금을 넣을 때 이런 일이 발생합니다.

다양한 분자를 용해시키는 물의 광범위한 능력은”보편적 용매”라는 명칭을 얻었으며,물이라는 것은 물이라는 귀중한 생명 유지력을 만드는 능력입니다. 생물 학적 수준에서 용 매로 서 물 역할 세포 수송 및 산소 또는 영양분 같은 물질을 사용 하 여 도움이 됩니다. 혈액 도움 같이 물 근거한 해결책은 필요한 위치에 분자를 나릅니다. 따라서,용매로 물 역할에는 호흡을 위한 산소 같이 분자의 수송을 촉진하고 바디에 있는 그들의 표적을 도달하는 약의 기능에 대한 중요한 충격이 있습니다.

물 지원 세포 구조

물 또한 생물학에서 중요한 구조적 역할을 한다. 시각적으로,물 모양 및 구조(그림 2)를 유지 하는 데 도움이 셀을 채웁니다. 많은 세포 내부의 물(인체를 구성하는 세포 포함)은 풍선에 공기를 넣는 것과 유사한 외부 힘에 반대하는 압력을 만듭니다. 그러나 물없이 세포 구조를 유지할 수있는 일부 식물조차도 여전히 생존을 위해 물 이 필요합니다. 물 세포 내부의 모든 분자 수준에서 올바른 모양을 가질 수 있습니다. 모양이 생화확적인 과정을 위해 긴요하기 때문에,이것은 또한 물 가장 중요한 역할의 한개입니다.

물 또한 세포 주변 막의 형성에 기여 한다. 지구상의 모든 세포는 막으로 둘러싸여 있으며,대부분은 인지질이라고 불리는 두 층의 분자에 의해 형성됩니다(그림 3). 물처럼 인지질은 두 가지 구성 요소를 가지고 있습니다:극성”머리”와 비극성”꼬리.”이 때문에 극성 머리는 물,비극성 꼬리 물 피하기 위해 시도 하 고 대신 서로 상호 작용 하는 동안 상호 작용 합니다. 이러한 유리한 상호 작용을 추구하면서 인지질은 자연스럽게 머리가 주변 물쪽으로 바깥쪽으로 향하고 꼬리가 물 을 제외하고 안쪽을 향하게하여 이중층을 형성합니다. 이중층은 세포를 둘러싸고 선택적으로 염분 및 영양소와 같은 물질이 세포에 들어가고 나가는 것을 허용합니다. 막 형성에 관련 된 상호 작용은 충분히 강한 막 자발적으로 형성 하 고 쉽게 중단 되지 않습니다. 물 없이 세포 막 구조 부족 것 이며 적절 한 막 구조 없이 셀 셀 내부 중요 한 분자와 셀 외부 유해 분자를 유지 수 없습니다.

물 세포의 전체 모양에 영향을 미치는 것 외에도 모든 세포의 일부 기본 구성 요소 인 유전자와 단백질에 영향을 미칩니다. 단백질은 아미노산이라고 불리는 빌딩 블록의 긴 사슬로 생산되며 올바르게 기능하기 위해 특정 모양으로 접을 필요가 있습니다. 물 드라이브 아미노산 사슬의 접는 아미노산의 다른 유형으로 추구 하 고 물 상호 작용을 피하기 위해. 단백질은 구조를 제공하고 신호를 수신하며 세포의 화학 반응을 촉매합니다. 이 방법으로 단백질은 세포의 일꾼입니다. 궁극적으로 단백질은 근육의 수축,의사 소통,영양소의 소화 및 기타 많은 중요한 기능을 유발합니다. 적절한 모양이 없으면 단백질은 이러한 기능을 수행 할 수 없으며 세포(인간 전체는 말할 것도없고)는 생존 할 수 없습니다. 마찬가지로,유전자는 지시가 제대로 디코딩되기 위해서는 특정한 형태여야 한다. 읽거나 복사하는 단백질은 특정 모양을 가진 단백질 만 결합 할 수 있습니다. 물 분자는 그것의 특성 이중 나선 형태를 지원 하기 위해 정렬 된 방식으로 유전자를 둘러싸고 있습니다. 이 모양이 없으면 세포는 유전자에 의해 인코딩 된주의 깊은 지침을 따르거나 미래의 세포에 지침을 전달할 수 없어 인간의 성장,번식 및 궁극적으로 생존을 불가능하게 만듭니다.

물 화학 반응

물 구축 하 고 세포의 중요 한 구성 요소를 분해 하는 많은 화학 반응에 직접 관여. 광합성,모든 생명체에 대 한 설탕을 만드는 식물에 있는 과정 물 필요 합니다. 물 또한 세포에 더 큰 분자를 만드는 데 참여합니다. 같은 분자 유전자 과 단백질 반복적 인 단위로 만들어집니다 작은 분자. 이 작은 분자를 함께 넣는 것은 물 생성 반응을 통해 발생합니다. 반대로,물 세포 영양분을 얻거나 큰 분자의 조각을 용도 변경 할 수 있도록,이 분자를 분해 역 반응에 필요합니다.

또한,물 산과 염기의 위험한 영향으로부터 세포를 완충시킨다. 표백제 또는 염산과 같은 고 산성 또는 염기성 물질은 가장 내구성있는 재료에도 부식성이 있습니다. 이것은 산과 염기가 과량의 수소를 방출하거나 주변 물질에서 각각 과량의 수소를 차지하기 때문입니다. 양전하를 띤 수소를 잃거나 얻는 것은 분자의 구조를 방해합니다. 우리가 배웠 듯이 단백질은 제대로 기능하기 위해 특정 구조가 필요하므로 산과 염기로부터 단백질을 보호하는 것이 중요합니다. 물 산 및 염기(그림 4)의 역할을 하 여이 작업을 수행 합니다. 물 분자 내의 화학 결합은 매우 안정적이지만,물 분자가 수소를 포기하고 오–,따라서 염기로 작용하거나 다른 수소를 받아 물+가되어 산으로 작용할 수 있습니다. 이 적응성 물 버퍼링 이라는 과정에서 본문에 산 성 또는 기본 물질로 인해 산도의 급격한 변화를 방지 할 수 있습니다. 궁극적으로 이것은 세포의 단백질 및 기타 분자를 보호합니다.

결론적으로,물 모든 생명에 대 한 중요 한입니다. 그 다양성과 적응성은 중요한 화학 반응을 수행하는 데 도움이됩니다. 그것의 간단한 분자 구조는 세포의 안 성분 및 외부 막을 위한 중요한 모양을 유지하는 것을 돕습니다. 다른 분자는 물 생활을 지원 하는 독특한 속성에 관해서 일치 합니다. 호쾌하게,연구자들은 비대칭 구조의 추가 효과와 같은 물 새로운 특성을 확립하는 것을 계속한다. 과학자들은 이러한 특성의 생리적 영향을 아직 결정하지 못했습니다. 단순한 분자가 다양한 요구를 가진 유기체에 보편적으로 얼마나 중요한지 놀랍습니다.

몰리 사르겐은 하버드 의과 대학의 생물 및 생물 의학 과학 프로그램에서 1 학년 박사 과정 학생입니다.

댄 발언 하버드 대학에서 유기체 및 진화 생물학에서 5 년 박사 과정 학생입니다.

정보 더를 위해:

• 약물 용해도의 중요성에 대해 자세히 알아 보려면이 기사를 참조하십시오.
• 단백질과 물 접힘에 미치는 영향에 대한 자세한 내용은 이 기사를 확인하십시오.
• 여기에서 인지질에 대해 자세히 알아보십시오.
• 여기에서 물 구조에 영향을 미치는 것에 대해 자세히 알아보십시오.
• 여기에서 산과 염기에 대해 자세히 알아보십시오.
• 이 페이지에서 물 고유의 특성 또는이 문서에서 최근에 발견 된 물 특성을 확인하십시오.

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