التضاعف

الموسوعة الحرة

في الكيمياء ، يُعرف التضاعف بأنه عملية ربط جزيئين متطابقين أو متشابهين بروابط . ويمكن أن تكون الروابط الناتجة قوية أو ضعيفة. تُوصف العديد من الأنواع الكيميائية المتناظرة بأنها ثنائيات ، حتى عندما يكون المونومر غير معروف أو غير مستقر للغاية. [ 1 ]

يُستخدم مصطلح "ثنائي متجانس" عندما تكون الوحدتان الفرعيتان متطابقتين (مثل A–A)، و "ثنائي غير متجانس" عندما تكونان مختلفتين (مثل A–B). يُطلق على عكس عملية التثني اسم "التفكك" . عندما يتحد أيونان ذوا شحنتين متعاكستين لتكوين ثنائيات، يُشار إليها باسم أزواج بييروم ، [ 2 ] نسبةً إلى الكيميائي الدنماركي نيلز بييروم .

ثنائيات غير تساهمية

غالباً ما توجد ثنائيات الأحماض الكربوكسيلية في الطور البخاري.

تُشكّل الأحماض الكربوكسيلية اللامائية ثنائيات من خلال الروابط الهيدروجينية بين الهيدروجين الحمضي وأكسجين الكربونيل. على سبيل المثال، يُشكّل حمض الأسيتيك ثنائيًا في الحالة الغازية، حيث ترتبط وحدات المونومر معًا بروابط هيدروجينية . [ 3 ] تُشكّل العديد من الجزيئات المحتوية على مجموعة الهيدروكسيل (OH) ثنائيات، مثل ثنائي الماء .

تتميز الثنائيات التي تتشكل بناءً على تفاعلات كهروستاتيكية ضعيفة و/أو تفاعلات فان دير فالس بعمر قصير، ولكن يمكن تثبيتها من خلال تجهيزات مخبرية خاصة مثل العزل المصفوفي . ومن الأمثلة البارزة على ذلك ثنائي ثاني أكسيد الكربون ، [ 4 ] والذي يُرجح أن يكون ذا صلة بغلاف كوكب الزهرة الجوي. [ 5 ]

تُعدّ الإكسيمرات والإكسيبلكسات تراكيب مثارة ذات عمر قصير. فعلى سبيل المثال، لا تُشكّل الغازات النبيلة ثنائيات مستقرة، ولكنها تُشكّل الإكسيمرات Ar 2 * و Kr 2 * و Xe 2 * تحت ضغط عالٍ وتحفيز كهربائي. [ 6 ]

ثنائيات تساهمية

ينتج عن عملية التماثل الثنائي لمركب سيكلوبنتاديين مركب ثنائي سيكلوبنتاديين، على الرغم من أن هذا قد لا يكون واضحًا للوهلة الأولى. وهذه العملية قابلة للانعكاس.

غالباً ما تتشكل ثنائيات الجزيئات من تفاعل مركبين متطابقين، على سبيل المثال: 2A → A−A . في هذا المثال، يُقال إن المونومر "A" يتحد مع ثنائي الجزيئات ليعطي ثنائي الجزيئات " A−A ".

ثنائي حلقي البنتاديين هو ثنائي غير متماثل يتكون من جزيئين من حلقي البنتاديين تفاعلا في تفاعل ديلز-ألدر لإنتاج الناتج. عند التسخين، "ينكسر" (يخضع لتفاعل عكسي من نوع ديلز-ألدر) ليعطي مونومرات متطابقة.

ج10ح12⟶2ج5ح6{\displaystyle {\ce {C10H12 -> 2 C5H6}}}

توجد العديد من العناصر اللافلزية على شكل ثنائيات: الهيدروجين ، والنيتروجين ، والأكسجين ، والهالوجينات: الفلور ، والكلور ، والبروم ، واليود . وتشكل بعض الفلزات نسبة من الثنائيات في حالتها البخارية: ثنائي الليثيوم ( Li₂ ) ، وثنائي الصوديوم ( Na₂ ) ، وثنائي البوتاسيوم ( K₂ )، وثنائي الروبيديوم ( Rb₂ )، وثنائي السيزيوم ( Cs₂ ) . وتُعرف هذه الثنائيات العنصرية بجزيئات ثنائية الذرة متجانسة النوى .

كيمياء البوليمرات

في سياق البوليمرات ، يشير مصطلح "دايمر" أيضًا إلى درجة البلمرة 2، بغض النظر عن القياس المتكافئ أو تفاعلات التكثيف .

إحدى الحالات التي ينطبق عليها هذا الأمر هي مع السكريات الثنائية . على سبيل المثال، السيلوبيوز هو ثنائي من الجلوكوز ، على الرغم من أن تفاعل التكوين ينتج الماء :

2ج6ح12يا6⟶ج12ح22يا11+ح2يا{\displaystyle {\ce {2 C6H12O6 -> C12H22O11 + H2O}}}

هنا، يكون للدايمر الناتج نسبة قياس مختلفة عن الزوج الأولي من المونومرات.

لا يشترط أن تتكون السكريات الثنائية من نفس السكريات الأحادية لتُعتبر ثنائيات. مثال على ذلك السكروز ، وهو ثنائي من الفركتوز والجلوكوز، والذي يخضع لنفس معادلة التفاعل المذكورة أعلاه.

يمكن للأحماض الأمينية أيضاً أن تُشكّل ثنائيات، تُسمى ثنائيات الببتيد . ومن الأمثلة على ذلك جليسيل جليسين ، الذي يتكون من جزيئين من الجليسين مرتبطين برابطة ببتيدية . ومن الأمثلة الأخرى الأسبارتام والكارنوزين .

ثنائيات غير عضوية وثنائيات عضوية معدنية

يتم وصف العديد من الجزيئات والأيونات بأنها ثنائيات، حتى عندما يكون المونومر مراوغًا.

البوران

البوران وثنائي البوران

ثنائي البوران ( B2H6 ) هو ثنائي من البوران ، وهو مركب يصعب رصده ونادرًا ما يُلاحظ. توجد جميع المركبات تقريبًا من النوع R2BH على شكل ثنائيات . [ 7 ]

مركبات الألومنيوم العضوية

ثنائي ميثيل الألومنيوم

يمكن أن توجد مركبات ثلاثي ألكيل الألومنيوم على شكل جزيئات أحادية أو ثنائية، وذلك تبعاً للحجم الفراغي للمجموعات المرتبطة بها. على سبيل المثال، يوجد ثلاثي ميثيل الألومنيوم على شكل ثنائي، بينما يتخذ ثلاثي ميسيتيل الألومنيوم بنية أحادية. [ 8 ]

مركبات الكروم العضوية

يوجد ثنائي كربونيل ثلاثي سيكلوبنتادينيل كروم بكميات متوازنة قابلة للقياس مع الجذر أحادي المعدن (C 5 H 5 )Cr(CO) 3 . [ 9 ]

ثنائيات بيوكيميائية

ثنائيات البيريميدين

تتكون ثنائيات البيريميدين (المعروفة أيضًا باسم ثنائيات الثايمين) نتيجة تفاعل كيميائي ضوئي لقواعد البيريميدين في الحمض النووي عند تعرضها للأشعة فوق البنفسجية. [ 8 ] يؤدي هذا الترابط المتقاطع إلى حدوث طفرات في الحمض النووي ، والتي قد تكون مسرطنة ، مسببةً سرطانات الجلد . [ 8 ] عند وجود ثنائيات البيريميدين ، فإنها قد تعيق عمل البوليميراز ، مما يقلل من وظائف الحمض النووي إلى حين إصلاحه. [ 8 ]

ثنائيات البروتين

ثنائي التوبولين

تنشأ ثنائيات البروتين من تفاعل بروتينين، حيث يمكن أن يتفاعلا لاحقًا لتكوين قليل الوحدات أكبر وأكثر تعقيدًا . [ 10 ] على سبيل المثال، يتكون التوبولين من خلال ازدواج ألفا-توبولين وبيتا -توبولين ، ويمكن لهذا الثنائي أن يتكاثر لاحقًا لتكوين الأنيبيبات الدقيقة . [ 11 ] بالنسبة للبروتينات المتناظرة، يمكن تقسيم المركب البروتيني الأكبر إلى وحدات بروتينية أصغر متطابقة ، والتي بدورها تتحد لتكوين ثنائيات، مما يقلل من الشفرة الوراثية اللازمة لتكوين البروتين الوظيفي. [ 10 ]

مستقبلات مقترنة بالبروتين G

باعتبارها أكبر عائلة من المستقبلات وأكثرها تنوعًا في الجينوم البشري، خضعت مستقبلات البروتين المقترن بـ G (GPCR) لدراسات مستفيضة، حيث تدعم الدراسات الحديثة قدرتها على تكوين ثنائيات. [ 12 ] تشمل ثنائيات GPCR كلاً من الثنائيات المتجانسة والثنائيات غير المتجانسة المتكونة من أعضاء متشابهة من عائلة GPCR. [ 13 ] في حين أن بعضها، مثل مستقبل GABA B ، يتطلب تكوين ثنائيات لكي يعمل، مما يؤكد أهمية الثنائيات في الأنظمة البيولوجية. [ 14 ]

ازدواج مستقبلات التيروزين كيناز

مستقبل التيروزين كيناز

كما هو الحال بالنسبة لمستقبلات البروتين G المقترنة، يُعدّ التضاعف ضروريًا لكي تؤدي مستقبلات التيروزين كيناز (RTK) وظيفتها في نقل الإشارات ، مما يؤثر على العديد من العمليات الخلوية المختلفة. [ 15 ] توجد مستقبلات التيروزين كيناز عادةً على شكل وحدات أحادية، ولكنها تخضع لتغيير في بنيتها عند ارتباطها بالرابط ، مما يسمح لها بالتضاعف مع مستقبلات التيروزين كيناز المجاورة. [ 16 ] [ 17 ] يُنشّط التضاعف نطاقات الكيناز السيتوبلازمية المسؤولة عن نقل الإشارات اللاحقة . [ 15 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ "التضاعف" .
  2. ↑ آدار، رام م.؛ ماركوفيتش، تومر؛ أندلمان، ديفيد (17-05-2017). "أزواج بييروم في المحاليل الأيونية: منهج بواسون-بولتزمان". مجلة الفيزياء الكيميائية . 146 (19): 194904. arXiv : 1702.04853 . Bibcode : 2017JChPh.146s4904A . doi : 10.1063/1.4982885 . ISSN 0021-9606 . PMID 28527430. S2CID 12227786 .   
  3. ↑ كارل، ج.؛ بروكواي، ل. أو. (1944). "دراسة حيود الإلكترون للمونومرات والدايمرات لأحماض الفورميك والأسيتيك والتريفلوروأسيتيك ودايمر أسيتات الديوتيريوم 1" . مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 66 (4): 574-584 . doi : 10.1021/ja01232a022 . ISSN 0002-7863 . 
  4. ^ فريدين، ليف؛ نيلاندر، بينجت. ريبجارد ، جوران (1974/12/01). "حول تمييع ثاني أكسيد الكربون في مصفوفات النيتروجين والأرجون" . مجلة التحليل الطيفي الجزيئي . 53 (3): 410-416 . دوى : 10.1016/0022-2852(74)90077-0 . ISSN 0022-2852 . 
  5. ↑ دينو، دينيس ف.؛ بارتل، بيت؛ كويكا، باتريك ك.؛ بودويتز، مارين؛ ليدل، كلاوس ر.؛ غروث، هينريش؛ لورتينغ، توماس (19 مايو 2022). "زيادة التأثير الإشعاعي من خلال امتصاص الأشعة تحت الحمراء المتوسطة بواسطة ثنائيات ثاني أكسيد الكربون المستقرة؟" . مجلة الكيمياء الفيزيائية أ . 126 (19): 2966-2975 . doi : 10.1021/acs.jpca.2c00857 . ISSN 1089-5639 . PMC 9125687. PMID 35533210 .   
  6. ↑ بيركس، ج. ب. (1975-08-01). "الإكسيمرات" . تقارير عن التقدم في الفيزياء . 38 (8): 903-974 . doi : 10.1088/0034-4885/38/8/001 . ISSN 0034-4885 . S2CID 240065177 .  
  7. ↑ شرايفر، دوارد (2014). الكيمياء غير العضوية ( الطبعة السادسة). دبليو إتش فريمان وشركاه. الصفحات 306-307 . ISBN   978-1-4292-9906-0.
  8. 1 2 3 4 شرايفر، دوارد (2014). الكيمياء غير العضوية ( الطبعة السادسة). دبليو إتش فريمان وشركاه. الصفحات 377-378 . ISBN   978-1-4292-9906-0.
  9. ↑ آدامز، ريتشارد د.؛ كولينز، دوغلاس إي.؛ كوتون، ف. ألبرت (1974). "خصائص هيكلية ورنين مغناطيسي غير عادية لثنائي سيكلوبنتادينيل هيكساكربونيل ثنائي الكروم". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 96 (5): 749-754 . doi : 10.1021/ja00810a019 .
  10. 1 2 مارياناياغام، نيلان ج.؛ سوندي، مارغريت. ماثيوز، جاكلين م. (2004). “قوة اثنين: تمييع البروتين في علم الأحياء”. الاتجاهات في العلوم البيوكيميائية . 29 (11): 618-625 . دوى : 10.1016/j.tibs.2004.09.006 . ISSN 0968-0004 . بميد 15501681 .  
  11. ↑ كوبر، جيفري م. (2000). "الأنيبيبات الدقيقة" . الخلية: مدخل جزيئي. الطبعة الثانية .
  12. ^ فارون جوريكا، أجاتا. شلاختا، مارتا؛ كولاسا، ماجدالينا؛ سوليتش، جوانا؛ جوريكي، أندريه؛ كوسميدر، ماسيج؛ سوراويك، داريوش؛ Dziedzicka-Wasylewska، Marta (2019-01-01)، "الفصل 10 - فهم dimerization GPCR" ، في Shukla، Arun K. (ed.)، طرق في بيولوجيا الخلية ، المستقبلات المقترنة بالبروتين G، الجزء ب، المجلد. 149، الصحافة الأكاديمية، الصفحات من 155 إلى 178، دوى : 10.1016/bs.mcb.2018.08.005 ، ISBN   978-0-12-815107-5PMID 30616817 ، S2CID 58577416 ، تاريخ الاسترجاع 2022-10-27  
  13. ↑ ريوس، سي دي؛ جوردان، بي إيه؛ غوميز، آي؛ ديفي، إل إيه (1 نوفمبر 2001). "تكوين ثنائي مستقبلات البروتين المقترن بـ G: تعديل وظيفة المستقبل" . علم الأدوية والعلاجات . 92 (2): 71-87 . doi : 10.1016/S0163-7258(01)00160-7 . ISSN 0163-7258 . PMID 11916530 .  
  14. ↑ لوس، مارتن ج. (2010-02-01). "التضاعف في حركة مستقبلات البروتين المقترن بالبروتين ج وإشاراتها" . الرأي الحالي في علم الأدوية . مستقبلات البروتين المقترن بالبروتين ج. 10 (1): 53-58 . doi : 10.1016/j.coph.2009.10.007 . ISSN 1471-4892 . PMID 19910252 .  
  15. 1 2 هوبارد، ستيفان ر. (1999-04-01). "التحليل البنيوي لكينازات التيروزين المستقبلة" . التقدم في الفيزياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية . 71 (3): 343-358 . doi : 10.1016/S0079-6107(98)00047-9 . ISSN 0079-6107 . PMID 10354703 .  
  16. ↑ ليمون، مارك أ.؛ شليسنجر، جوزيف (25-06-2010). " إشارات الخلية بواسطة مستقبلات التيروزين كيناز" . الخلية . 141 (7): 1117-1134 . doi : 10.1016/j.cell.2010.06.011 . ISSN 0092-8674 . PMC 2914105. PMID 20602996 .   
  17. ↑ ليمون، مارك أ.؛ شليسنجر، جوزيف؛ فيرغسون، كاثرين م. (2014-04-01). "عائلة مستقبلات عامل نمو البشرة: مستقبلات كيناز التيروزين غير النمطية" . مجلة كولد سبرينغ هاربور لوجهات نظر في علم الأحياء . 6 (4) a020768. doi : 10.1101/cshperspect.a020768 . ISSN 1943-0264 . PMC 3970421. PMID 24691965 .