molekula molecule két vagy több atom elektronkötéssel összekapcsolt együttese. Az anyag meghatározott számú, elektronkötéssel kapcsolt atomból álló legkisebb összetevője, amelynek sajátosságai még megegyeznek az adott anyagéval. Semleges töltésű. Állhat különböző és azonos atomokból, az utóbbit elemnek nevezzük. A molekulák összetételét és térszerkezetét vegyképletekkel jelöljük. (→vegyképlet)

Tevékenységük alapján sokféle molekula ismert, pl. szabályozó molekulák, tapadó molekulák, kapcsoló molekulák stb.

kétsarkú molekula dipole (dipólusmolekula) olyan molekula, amelyben az elektronkötésben résztvevő elektronok eltolódása miatt részpozitív és résznegatív állapot jön létre. A kötő elektronpár többet van a nagyobb elektronegatív atom körül.

molekulacélzó gyógyszer* molecular therapeutic agent molekulacélzó kezelésre alkalmazott gyógyszer.

molekulacélzó kezelés* molecular therapy, molecular targeting therapy csak egyféle molekulára ható kezelés. Célzott kezelés. Lehet:

▪ Valamely betegség létrejöttében, fennállásában részt vevő sejt egyik elemét (például jelfogó) és/vagy működési folyamatát (például jelközvetítés) célzottan támadó kezelés. Elvben más, egészséges sejtre nem hat, így jóformán mellékhatása nincs.

▪ Van azonban olyan is, amely olyan sejtek célzott működését gátolják. amelyek több szerv működésében is közreműködnek. Például a VEGF-ellenanyag. Ez az érújdonképződést gátolja, például rákok növekedésében, de a sebgyógyulásban stb. is. Ennek lehetnek, nemegyszer vannak is mellékhatásai.

molekulaszerkezet három eleme van: az atomok kapcsolódási sorrendje (constitution, konstitúció) és a kétféle térszerkezete: a téralakzat (configuration, konfiguráció) és a térhelyzet (conformation, konformáció). Mindhárom elem változhat; az atomok kapcsolódási sorrendje a legállandóbb, az egymással közvetlenül nem kapcsolódó atomok térbeli helyzete, a térhelyzet, pedig a legkevésbé. (→molekula-térszerkezet, vegyképlet)

molekulatérfogat 1 mol gáz térfogat 0 ^oC-on és 1013 hPa nyomáson. Eszményi gázokban 22,414 liter.

molekulatömeg egy molekula tömege, amely egyenlő a molekulát alkotó atomok viszonyított tömegének az összegével. Jele: M_r (r a relative atomic massra utal), Egysége: g/mol vagy dalton (Da). Mivel viszonyított atomtömegek összege, értéke kiterjedés nélköli szám. Kicsinek mondjuk a molekulát, ha tömege 2000-nél kisebb, a legkisebb molekulatömegű a hidrogén. A nagymolekula tömege >5000; ilyenek a fehérjék és a nukleinsavak (a DNS molekulatömege = 10⁶–10⁷).

végrehajtó molekula* a DNS-hez, ritkábban RNS-hez kapcsolódó molekula, szokásosan átírásfehérje, amelyet az utolsó jelközvetítő tevősít. A végrehajtó molekula váltja ki a sejtválaszt. (→jelzésvégrehajtás, sejtválasz)

elektronkötés* covalent bond (egyéb elnevezések: atomkötés, elektronpárkötés, kovalens kötés, homopoláris kötés) a vegyülő atomok egy-egy párosítatlan elektronnal létrejövő kapcsolódása molekulává; közös elektronpárral létrejövő kötés. A közös elektronpár a vegyértékhéjon van, meghatározott irányú: a két atom között helyezkedik el. A közös elektronpárt kötő elektronpárnak nevezzük, szemben az vegyértékhéjon lévő nem kötő elektronpárral, amelynek szabad elektronpár a neve.

Az elektronkötéseket jellemző legfontosabb ismérvek:

■ Kötésszám a kötő elektronpárok száma.

Azt a kötést, amelyben egy elektronpár vesz részt, egyszeres kötésnek hívjuk. Ebben tehát mindkét részt vevő atom egy-egy elektronnal van jelen. A több vegyértékű atom képes több egyszeres kötést létrehozni. Ezek száma (kötésszám) attól függ, hogy hány elektron társulhat a vegyértékhéjon, a kötések kialakulásakor lévő elektronokhoz. A két kötő elektronpárral létrejövő kötést kettős, a három kötő elektronpárral létrejövőt pedig hármas kötésnek nevezzük.

Az elektronkötést a vegyülő atomok szerkezeti képletében az atomok vegyjele közötti vízszintes vonallal jelöljük (C–H). A kettős, illetve a hármas kötéseket két (C=O), illetve három (C º C) vízszintes vonallal jelöljük.

Az atom külső elektronhéján (vegyértékhéjon), vagyis a vegyértékhéjon nem lehet több nyolc elektronnál. Egy atom tehát nem létesíthet több mint négy egyszeres kötést, mivel egy egyszeres elektronkötésben két elektron van. Kívétel a hidrogén és a hélium, mert ezekben legfeljebb 2 elektron lehet vegyértékhéjon.

Ha a vegyértékhéjon nyolc elektron van, az atom telített, ez az állékony állapot, a molekula ennek elérésére törekszik, ezért jönnek létre az elektronkötések. (Ezt nevezzük nyolcas vagy nemesgázszabálynak, oktettszabály)

Egy kötést létesíthet pl. a hidrogén, a klór, kettőt az oxigén, hármat a nitrogén, négyet a szénatom.

■ Kötéstávolság (kötéshossz) az egymással kötésben lévő atomok magjai közötti közepes távolság. Ez jól meghatározott, noha az atomok egymás felé rezegnek. Az elektronkötésben is nagyon jelentős, mert ha az atomok a közepes kötéshossznál közelebb kerülnek egymáshoz, már taszítják egymást; a kötési energia csökken. A szokványos kötési távolság 0.07–0,3 nm (70–300 pm). A kettős kötések távolsága kisebb, mint az egyes kötéseké. Minél nagyobb az atom, annál messzebb vannak a magok egymástól, ezért annál hosszabb a kötéstávolság.

■ Kötési energia két atom közötti kötés képződését vagy felszakítását kísérő energiaváltozás 1 mol molekulában; az előbbi negatív, az utóbbi pozitív előjelű. Értéke: kJ/mol. Pl. H₂ kötésenergiája 438 kJ/mol, a vízzé pedig 463 kJ/mol.

A kötési energia nagysága függ az atomok méretétől (minél nagyobb az atom, annál kisebb a kötési energia, mert hosszabb a kötéstávolság), az atom töltésétől, a kötő elektronpárok számától és az elektronegativitástól, vagyis attól, hogy az atom mennyire vonzza a kötő elektronpárt. (→elektronegativitás) A kettős kötés energiája nagyobb, mint az egyszeres kötésé, de nem kétszer akkora, mert a szigma-kötés energiája nagyobb, mint a pi-kötésé.

■ Kötésszög a kapcsolódó atomok kötései által bezárt szög. Kialakulásában a szabad elektronoknak is jelentős szerepe van. A kötésszög a molekula téralakzatát határozza meg.

Az elektronkötések töltésviszonyai:

Ha a két atommag körül az elektronok eloszlása:

▪ Egyenletes, semleges elektronkötésről (apolar covalent bond, apoláris kovalens kötés) beszélünk: a kötő elektronpárok egyformán helyezkednek el a két atommag erőterében. Ilyen az azonos atomokból álló molekulák (O₂, H₂) között jön létre. Általánosabban: olyan atomok között, amelyeknek az elektronegativitása azonos vagy közel azonos.

▪ Ha nem egyenletes az elektronok eloszlása (különböző atomokból álló molekulák [HCl]), vagyis az elektronpár eltolódik valamelyik atom irányába, résztöltésű elektronkötésről (polar covalent bond, poláris kovalens kötés, polarizált atomkötés) van szó. A résztöltésű elektronkötés tehát két különböző elektronegativitású atom közötti elektronkötés.

Ebben a kötő elektronpárok többet vannak a nagyobb elektronegativitású atom körül, vagyis az eloszlás részpozitív (δ⁺) és résznegatív (δ^-). Kétsarkú molekula (dipólusmolekula) jön létre. Minél nagyobb a különbség az elektronegativitásban, annál kifejezettebb a kétsarkúság, nagyobb a résztöltés. Jellegzetes példa a víz: az oxigén (a molekula közepe) δ^-, a hidrogén (végek) δ⁺.

Az elektronkötések formái:

Kétféle elektronkötést különböztetünk meg: a szigma-kötést (σ-kötés) és a pi-kötést (π-kötés). (→pi-kötés, szigma-kötés)

■ Szigma-kötés (σ-kötés) két atomtörzs közötti egyszeres átfedő kötés; az elektronhéjak a kötés tengelye (a két atommagot összekötő egyenes) mentén fedik egymást, ennek megfelelően a legnagyobb elektronsűrűség a két atom között alakul ki. Az elektronok a tengely körül egybevágóan, ezért szabadon forognak.

Az elektronhéjak átfedése miatt az atomok elektronpályái megváltoznak, molekulapályákká alakulnak. Pl. két hidrogénatom kötődésekor a hidrogénatomok gömb alakú elektronpályái tojásdaddá alakulnak. Az ábrán a fekete pontok jelölik a hidrogénatomok magjait. Jól látható, hogy az elektronfelhő (vörössel jelölve) legnagyobbrészt a két atommag között van; itt a legnagyobb az elektronsűrűség. (Forrás: Wikipédia.) Az ilyen molekulapályát σ-molekulapályának nevezzük.

A szigma-kötés van a legalacsonyabb energiaszinten, ezért minden elektronkötésben van szigma-kötés. Kötési energiája nagyobb, mint a pi-kötésé. Egy elektronkötésben csak egy szigma-kötés lehetséges, így a szigma-kötések száma egyezik a vegység (a központi atomhoz kötődő atomok) számával. (→vegység)

■ Pi-kötés (π-kötés) szigma-kötéssel összekapcsolt két atomhoz, ugyancsak szigma-kötéssel kötődött atomok közt jön létre. Az első szerkezeti képletben két szénatom van szigma-kötéssel kötődve. Mindegyikhez két hidrogén kötődik, ugyancsak szigma-kötéssel. A pi-kötés a hidrogénatomok között jön létre. A képen látható, hogy a pi-kötés merőleges a szénatomok kötéstengelyére (a szénatomokat kapcsoló szigma-kötésre), és hogy a tengely síkjának két oldalán a kötés egybevágó, továbbá, hogy az elektronpályák a sík felett és alatt is átfednek (sötétített terület). (Forrás: Google.) A pi-kötésben tehát két átfedés van az elektronpályákban, szemben a szigma-kötés egyszeres átfedésével. A kötés a p-alhéjak elektronpályái között alakul ki. A második szerkezeti képlet azt mutatja, hogy a pi-kötés miatt a két szénatom közt kettős kötés lesz; az egyik szigma-, a másik pi-kötés.

A szervezetben a hidrogén (H), az oxigén (O), a nitrogén (N), a szén (C), a kén (S) és a foszfor (P) képezi az elektronkötések zömét. Ez a hat elem, meghatározóan az első négy, az élő szervezet tömegének 99%-át adja.

kiralitás chirality kézszerűség; az a jelenség, hogy valamely molekula tükörképi párja nem hozható vele fedésbe. A chiral a görög ’kéz’ jelentésű szóból ered. (→téralakzati azonmások)

királis chiral kézszerű, térközponti; chiral molecule (királis molekula) olyan molekula, amely egyetlen összemérhetőségi művelettel sem hozható fedésbe a tükörképével.

Ellentéte az achilar molecule (akirális molekula); ez olyan molekula, amelynek tükörképi párja vele fedésbe hozható. Magyarul: tükörmolekula. Az azonmásság szempontjából nincs jelentősége.

kiralitáscentrum chiral center/atom térközpont*, térközponti szénatom*; négy különböző vegységet (atomot és/vagy atomcsoportot) tartalmazó szénatom. (Egyéb nevei: sztereocentrum, , asszimetriás szénatom, asszimetriacentrum, királis szénatom; chiral carbon, asymmetric carbon, optically active carbon, stereo carbon, stereo center, chiral center).

nucleation képződés, keletkezés ■ nucleation promoting factor/protein képződéssegítő tényező/fehérje/molekula* ■ nucleation site képződéshely/keletkezéshely*

post-translational modification molekulamódosítás* (→fehérjemódosítás)

Az elnevezés a fehérjék módosítására született, hiszen csak a fehérjék keletkezésében van átfordítás, mégis alkalmazzák más kialakult (végső formájú) molekulák változtatására is, pl. valamely érett RNS módosítása metilezéssel.

töltéskölcsönhatás* electrostatics (elektrosztatika) a töltéses molekulák egymásra hatása; az azonosak taszítják (töltéstaszítás*), a különböző töltésűek vonzzák egymást (töltésvonzás*). A töltéskölcsönhatás mértékét a →Coulomb-törvény fejezi ki.

töltésvegyes amphipathic, amphiphilic (amfipatikus, amfifil) vegyületek (amphiphiles, amphipathic/amphiphilic coumpands/substances; amfifil molekula, amfifilek) sarkos (polar) és nem sarkos (apolar) részeket is tartalmazó vegyületek. Ezeknek vízszerető (hydrophilic) és zsírszerető (lipophilic) tulajdonságuk is van. Ilyenek pl. foszfolipidek (a sejthártya legfőbb összetevői), a koleszterin, a zsírfehérjék (lipoproteins) stb.