Kiraliteetti
Kiraalisuus tarkoittaa, että esineellä on kaksi muotoa, jotka ovat toistensa peilikuvia.
Näitä kahta muotoa ei voi asettaa päällekkäin. Ihmisen kädet ovat kiraaliset. Vasen käsi on oikean käden peilikuva. Et voi kääntää tai liikuttaa toista kättäsi niin, että se näyttäisi täsmälleen samalta kuin toinen. Tämän vuoksi et voi laittaa vasemman käden hanskaa oikeaan käteesi tai kätellä henkilön oikeaa kättä käyttäen vasenta kättäsi.
Yleisen aminohapon kaksi enantiomeeria
Bromikloorifluorimetaanin kaksi enantiomeeria
Kemiassa
Kemiassa kiraalisuus viittaa molekyyleihin. Jos molekyyli on kiraalinen, sillä on kaksi muotoa, jotka ovat toistensa peilikuvia mutta muuten identtisiä.
Kemistit kutsuvat näitä enantiomeereiksi tai optisiksi isomeereiksi. Koska oikean ja vasemman käden välinen ero on helppo ymmärtää, kemistit kutsuvat enantiomeerejä joko "oikea-" tai "vasenkätisiksi". Seosta, jossa on yhtä paljon kahta enantiomeeria, kutsutaan raseemiseksi seokseksi.
Molekyylien kiraalisuus on varsin yleistä. Sitä esiintyy stereokemiassa, epäorgaanisessa kemiassa, orgaanisessa kemiassa, fysikaalisessa kemiassa ja biokemiassa.
Molekyylin (tai minkä tahansa muun kohteen) symmetria kertoo, onko se kiraalinen. Molekyyli on akiraalinen (ei kiraalinen), jos sillä on symmetria-akseli.
Raseemiset seokset
Raseeminen seos on seos, jossa on yhtä paljon kiraalisen molekyylin vasen- ja oikeakätisiä enantiomeerejä.
Homokiralismi biologiassa
Monet biologisesti aktiiviset molekyylit ovat kiraalisia, kuten aminohapot (proteiinien rakennusaineet) ja sokerit. Useimmat näistä yhdisteistä ovat saman kiraalisuuden omaavia. Useimmat aminohapot ovat L-kirjaimia (vasenkätisiä) ja sokerit ovat D-kirjaimia (oikeakätisiä). L-aminohapoista valmistettuja proteiineja kutsutaan vasenkätisiksi proteiineiksi, kun taas D-aminohapoista saadaan oikeakätisiä proteiineja.
Homokiraliteetin alkuperästä on keskusteltu paljon. Useimmat uskovat, että kiraliteetin alkuperäinen alkuperä oli puhtaasti satunnainen. He ajattelevat, että jos hiilipohjaisia elämänmuotoja on olemassa muualla maailmankaikkeudessa, kemiassa saattaa olla erilainen kiraalisuus. Myös muut teoriat ovat mahdollisia.
Kiraaliset entsyymit toimivat yleensä vain kiraalisen substraatin yhden enantiomeerin kanssa. Kuvittele, että entsyymillä on hansikkaan kaltainen ontelo, joka sitoo substraatin. Jos tämä hansikas on oikeakätinen, yksi enantiomeeri mahtuu sisään ja sitoutuu, kun taas toinen enantiomeeri mahtuu huonosti eikä todennäköisesti sitoudu.
Elämänmuotojen oli taloudellisesti kannattavaa omaksua jompikumpi kiraalisen yhdisteen muoto. Näin emme tarvitse kahta entsyymiä jokaiseen kemialliseen reaktioon, johon liittyy kiraalisuus.
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mitä on kiraalisuus?
A: Kiraliteetti tarkoittaa sitä, että esineellä on kaksi muotoa, jotka ovat toistensa peilikuvia ja joita ei voi asettaa päällekkäin.
K: Mikä on esimerkki kiraliteetista ihmiskehossa?
V: Ihmisen kädet ovat esimerkki kiraalisuudesta. Vasen käsi on oikean käden peilikuvana.
K: Voiko oikeaan käteen laittaa vasemman käden hanskan?
V: Ei, oikeaan käteen ei voi laittaa vasenkätistä hanskaa, koska ne ovat kiraalisia ja toistensa peilikuvia.
K: Miksi et voi kätellä henkilön oikeaa kättä käyttämällä vasenta kättäsi?
V: Kättelyä vasemmalla kädellä pidetään epäkohteliaana, mutta se on myös vaikeaa kiraalisuuden vuoksi. Vasen käsi on oikean käden peilikuvana, eikä sitä voi asettaa päällekkäin.
K: Onko kiraalisuus vain ihmisillä?
V: Ei, kiraalisuutta esiintyy monissa esineissä, sekä luonnollisissa että ihmisen tekemissä.
K: Voidaanko kiraalinen esine muuttaa niin, että se näyttää täsmälleen samalta kuin sen peilikuvansa?
V: Ei, kiraalista esinettä ei voi muuttaa peilikuvansa kaltaiseksi kääntämällä tai siirtämällä sitä. Kahta muotoa ei voi asettaa päällekkäin.
K: Mikä on kiraalisuuden merkitys kemiassa?
V: Kiraliteetti on tärkeää kemiassa, koska molekyylit, joissa on kiraalisia keskuksia, voivat esiintyä enantiomeereinä, joilla on erilainen biologinen aktiivisuus ja joilla voi olla erilaisia vaikutuksia elimistössä.
