Органичните биомолекули са химични съединения, присъстващи в живите същества, които изпълняват основни функции за поддържането на живота. Те са съставени предимно от въглерод, водород, кислород и азот, като могат да съдържат и фосфор, сяра и други елементи. Тези молекули попадат в четири основни категории: въглехидрати, липиди, протеини и нуклеинови киселини. Всяка от тях има специфични характеристики и изпълнява жизненоважни функции за функционирането на организмите. Някои примери за органични биомолекули включват глюкоза, мастни киселини, ензими и ДНК. Като разберем структурата и функцията на тези молекули, можем по-добре да разберем биологичните процеси, които протичат в живите същества.
Основни характеристики на биомолекулите: научете за фундаменталните свойства на тези съединения, необходими за живота.
Биомолекулите са органични съединения, които са жизненоважни за живота и присъстват във всички живи същества. Те изпълняват няколко жизненоважни функции, включително структурни, енергийни и каталитични, наред с други. Разбирането на основните характеристики на тези молекули е от съществено значение за разбирането на сложността на биологичните процеси.
Една от основните характеристики на биомолекулите е тяхната структурна сложност. Те са съставени от атоми въглерод, водород, кислород, азот и в някои случаи фосфор и сяра. Тези елементи са организирани по специфични начини, образувайки молекули с различни форми и функции.
Освен това, биомолекулите имат различни нива на организация. Те могат да бъдат класифицирани в четири основни групи: въглехидрати, липиди, протеини и нуклеинови киселини. Всяка група изпълнява специфични функции в организма и е от съществено значение за поддържането на живота.
Друга важна характеристика на биомолекулите е способността им да взаимодействат. Те могат да се свързват помежду си и да образуват по-сложни структури, като клетъчни мембрани, органели и тъкани. Тези взаимодействия са от съществено значение за правилното функциониране на организмите.
И накрая, биомолекулите са силно реактивни и участват в различни химични реакции в тялото. Те могат да бъдат разградени и синтезирани, за да осигуряват енергия, да изграждат клетъчни структури и да изпълняват различни други жизненоважни функции.
Накратко, биомолекулите са органични съединения, необходими за живота, характеризиращи се със структурна сложност, различни нива на организация, способност за взаимодействие и висока реактивност. Разбирането на тези характеристики е от решаващо значение за разбирането на значението на тези съединения за поддържането на живота.
Значение на биомолекулите: научете за техните основни функции за човешкото тяло.
Биомолекулите са органични молекули, присъстващи в живите същества и изпълняващи основни функции за човешкото тяло. Те са фундаментални за поддържането на живота, тъй като участват в различни метаболитни и структурни процеси, които осигуряват правилното функциониране на тялото.
Основните органични биомолекули, открити в телата ни, включват въглехидрати, протеини, липиди и нуклеинови киселини. Всяка от тях има специфични функции, които са от съществено значение за нашето оцеляване.
Os въглехидрати, например, са основният източник на енергия за клетките и също така играят важна структурна роля в някои клетъчни структури. протеини са отговорни за образуването на тъкани, транспорта на вещества и функционирането на ензимите. липиди участват в енергийните резерви, топлоизолацията и образуването на клетъчни мембрани. Накрая, нуклеинови киселини са от съществено значение за съхранението и предаването на генетична информация.
В допълнение към тези биомолекули, има и други органични вещества, като витамини и хормони, които изпълняват регулаторни функции в организма. Всички тези молекули работят заедно, за да осигурят баланса и здравето на телата ни.
Следователно, разбирането на значението на биомолекулите е от основно значение за разбирането как функционират телата ни и как можем да поддържаме здравето си. Балансираната, богата на хранителни вещества диета е от съществено значение, за да се осигури адекватен прием на тези вещества, необходими за нашето оцеляване.
Научете за четирите основни групи биомолекули, присъстващи в живите същества.
Органичните биомолекули са сложни молекули, необходими за живота на живите същества. Те изпълняват жизненоважни функции в организма, като например осигуряване на енергия, образуване на клетъчни структури и регулиране на метаболитните процеси. В живите същества присъстват четири основни групи биомолекули: въглехидрати, протеини, липиди e нуклеинови киселини.
Os въглехидрати Те са основният източник на енергия за клетките и се съдържат в храни като хляб, тестени изделия и плодове. Състоят се от въглерод, водород и кислород и могат да бъдат класифицирани като монозахариди, дизахариди и полизахариди.
As протеини са от съществено значение за структурата и функцията на клетките. Те са съставени от аминокиселини и изпълняват различни функции в тялото, като транспортиране на вещества, имунна защита и мускулно съкращение.
Os липиди са молекули, които играят важна роля в структурата на клетъчните мембрани и в съхранението на енергия. Те включват вещества като мазнини, масла и фосфолипиди.
Os нуклеинови киселини са отговорни за съхранението и предаването на генетична информация. Те са съставени от нуклеотиди и присъстват в ДНК и РНК, които са от съществено значение за синтеза на протеини и клетъчната репликация.
Накратко, органичните биомолекули са фундаментални за живота на живите същества, играейки жизненоважни роли в различни биологични процеси. Важно е да се поддържа балансирана диета, за да се осигури адекватен прием на тези биомолекули и да се поддържа здравето на организма.
Значението на органичните биомолекули за поддържането на човешкия живот.
Органичните биомолекули играят фундаментална роля за поддържането на човешкия живот, тъй като са от съществено значение за правилното функциониране на организма. Тези молекули са съставени от въглерод и други елементи като водород, кислород, азот, фосфор и сяра и присъстват във всички известни форми на живот.
Основните органични биомолекули са въглехидрати, липиди, протеини и нуклеинови киселини. Всеки от тези класове съединения има специфични функции в организма, допринасяйки за различни жизненоважни дейности.
Os въглехидрати са основният източник на енергия за клетките, осигурявайки глюкозата, необходима за клетъчния метаболизъм. липиди играят важна роля в структурата на клетъчните мембрани, съхранението на енергия и производството на хормони.
As протеини, от своя страна, са основни молекули за изграждането и поддържането на телесните тъкани, действайки като ензими, транспортери на вещества и компоненти на имунната система. И накрая, нуклеиновите киселини, като ДНК и РНК, са отговорни за предаването и експресията на гени, като са фундаментални за наследствеността и синтеза на протеини.
По този начин, органичните биомолекули изпълняват жизненоважни функции в човешкото тяло, осигурявайки поддържането на живота и правилното функциониране на всички телесни системи. Поддържането на балансирана, богата на хранителни вещества диета е от съществено значение за осигуряване на целостта и правилното функциониране на биомолекулите и, следователно, здравето и благополучието на индивида.
Органични биомолекули: характеристики, функции и примери
As органични биомолекули Срещани във всички живи същества, те се характеризират с въглеродна структура. В сравнение с неорганичните молекули, органичните молекули са много по-сложни по отношение на структурата. Освен това, те са много по-разнообразни.
Те се класифицират като протеини, въглехидрати, липиди и нуклеинови киселини. Функциите им са изключително разнообразни. Протеините участват като структурни, функционални и каталитични елементи. Въглехидратите също имат структурни функции и са основният източник на енергия за органичните същества.
Липидите са важни компоненти на биологичните мембрани и други вещества, като например хормони. Те също така функционират като елементи за съхранение на енергия. И накрая, нуклеиновите киселини – ДНК и РНК – съдържат цялата информация, необходима за развитието и поддържането на живите същества.
Общи характеристики
Една от най-важните характеристики на органичните биомолекули е тяхната гъвкавост при образуването на структури. Това огромно разнообразие от органични варианти, които могат да съществуват, се дължи на привилегированото положение, осигурено от въглеродния атом в центъра на втория период.
Въглеродният атом има четири електрона на най-високото си енергийно ниво. Благодарение на средната си електроотрицателност, той е способен да образува връзки с други въглеродни атоми, образувайки вериги с различни форми и дължини, отворени или затворени, с единични, двойни или тройни връзки вътре.
По същия начин, средната електроотрицателност на въглеродния атом му позволява да образува връзки с атоми, различни от въглерод, като например електроположителни (водород) или електроотрицателни (кислород, азот, сяра и други).
Това свойство на свързване позволява въглеродните атоми да бъдат класифицирани като първични, вторични, третични или кватернерни, в зависимост от броя на въглеродните атоми, с които са свързани. Тази класификационна система е независима от броя на валенциите, участващи във връзката.
Класификация и функции
Органичните молекули се класифицират в четири основни групи: протеини, въглехидрати, липиди и нуклеинови киселини. Ще ги опишем подробно по-долу:
-протеини
Протеините представляват групата органични молекули, най-добре дефинирани и характеризирани от биолозите. Тези обширни познания се дължат главно на присъщата им лекота на изолиране и характеризиране – в сравнение с другите три органични молекули.
Протеините играят широк спектър от биологични роли. Те могат да служат като транспортни, структурни и дори каталитични молекули. Последната група е съставена от ензими.
Структурни блокове: аминокиселини
Градивните елементи на протеините са аминокиселините. В природата откриваме 20 вида аминокиселини, всяка от които има свои собствени добре дефинирани физикохимични свойства.
Тези молекули се класифицират като алфа-аминокиселини, защото имат първична амино група и карбоксилна киселинна група като заместители на един и същ въглероден атом. Единственото изключение от това правило е аминокиселината пролин, която се класифицира като алфа-аминокиселина поради наличието на вторична амино група.
За да се образуват протеини, тези „градивни елементи“ трябва да полимеризират и това се случва чрез образуване на пептидна връзка. Образуването на протеинова верига включва елиминиране на водна молекула за всяка пептидна връзка. Тази връзка се представя като CO-NH.
Освен че са част от протеините, някои аминокиселини се считат за енергийни метаболити, а много от тях са основни хранителни елементи.
Свойства на аминокиселините
Всяка аминокиселина има своя собствена маса и среден вид в протеините. Освен това, всяка има pK стойност за алфа-карбоксилната киселина, алфа-амино групите и страничната група.
pK стойностите на карбоксилните киселинни групи са около 2,2; докато алфа-амино групите имат pK стойности близки до 9,4. Тази характеристика води до типична структурна особеност на аминокиселините: при физиологично pH и двете групи са под формата на йон.
Когато една молекула носи противоположно заредени групи, те се наричат диполни йони или цвитерйони. Следователно, една аминокиселина може да действа като киселина или като основа.
Повечето алфа аминокиселини имат точки на топене близо до 300°C. Те се разтварят по-лесно в полярна среда, отколкото в неполярни разтворители. Повечето са доста разтворими във вода.
Протеинова структура
За да се определи функцията на даден протеин, е необходимо да се определи неговата структура – т.е. триизмерната връзка между атомите, които изграждат въпросния протеин. За протеините са определени четири нива на структурна организация:
Първична структура : отнася се до последователността от аминокиселини, които образуват протеина, с изключение на всяка конформация, която страничните му вериги могат да поддържат.
Вторична структура : се формира от локалното пространствено разположение на атомите в гръбначния стълб. Отново, конформацията на страничните вериги не се взема предвид.
Третична структура : се отнася до триизмерната структура на целия протеин. Въпреки че може да е трудно да се установи ясно разделение между третична и вторична структура, дефинираните конформации (като наличието на спирали, сгънати лопатки и завои) се използват за уникално обозначаване на вторичните структури.
Кватернерна структура : прилага се за протеини, съставени от множество субединици, т.е. две или повече отделни полипептидни вериги. Тези единици могат да взаимодействат чрез ковалентни сили или дисулфидни връзки. Пространственото разположение на субединиците определя кватернерната структура.
-Въглехидрати
Въглехидрати, въглехидрати или захариди (от гръцките корени захарон, (което означава захар) са най-разпространеният клас органични молекули на планетата Земя.
Структурата им може да се заключи от името „въглехидрати“, тъй като те са молекули с формула (CH 2 O) n , Където n е по-голямо от 3.
Въглехидратите имат разнообразни функции. Една от основните е структурната, особено при растенията. В растителното царство целулозата е основният структурен материал, представляващ 80% от сухото тегло на тялото.
Друга важна функция е енергийната му роля. Полизахаридите, като нишесте и гликоген, са важни източници на хранителни резерви.
Класика
Основните единици на въглехидратите са монозахариди или прости захари. Те са производни на алдехиди или кетони с права верига и многовалентни алкохоли.
Те се класифицират според химичната природа на карбонилната им група в алдози и кетози. Класифицират се и според броя на въглеродните атоми.
Монозахаридите се групират, за да образуват олигозахариди, често срещани заедно с други видове органични молекули, като протеини и липиди. Те се класифицират като хомополизахариди или хетерополизахариди, в зависимост от това дали са съставени от едни и същи монозахариди (първите) или от различни.
Освен това, те се класифицират и според естеството на монозахарида, който ги съставя. Глюканите са полимери на глюкозата, галактозните полимери са галактани и т.н.
Полизахаридите имат особеността да образуват линейни и разклонени вериги, тъй като гликозидни връзки могат да се образуват с всяка от хидроксилните групи, намиращи се в монозахарида.
Когато са свързани по-голям брой монозахаридни единици, говорим за полизахариди.
-Липиди
Липиди (от гръцки липофиламиди, (което означава мазнина) са органични молекули, които са неразтворими във вода и разтворими в неорганични разтворители, като хлороформ. Те съставляват мазнини, масла, витамини, хормони и биологични мембрани.
Класика
Мастни киселини : са карбоксилни киселини със значителна дължина на въглеводородни вериги. Физиологично е рядкост да се намерят свободни, тъй като в повечето случаи са естерифицирани.
При животните и растенията често ги откриваме в ненаситена форма (образуваща двойни връзки между въглеродните атоми) и полиненаситена (с две или повече двойни връзки).
Триацилглицероли : Наричани още триглицериди или неутрални мазнини, те съставляват по-голямата част от мазнините и маслата, открити в животните и растенията. Основната им функция е да съхраняват енергия в животните, които имат специализирани клетки за съхранение.
Те се класифицират според идентичността и позицията на мастнокиселинните остатъци. Растителните масла обикновено са течни при стайна температура и са по-богати на мастнокиселинни остатъци с двойни и тройни връзки между въглеродните им атоми.
От друга страна, животинските мазнини са твърди при стайна температура и броят на ненаситените въглеродни атоми е нисък.
Глицерофосфолипиди Известни също като фосфоглицериди, те са основните компоненти на липидните мембрани.
Глицерофосфолипидите имат неполярна или хидрофобна „опашка“ и полярна или хидрофилна „глава“. Тези структури са групирани в бислой, като опашките са насочени навътре, за да образуват мембрани. В тези мембрани са включени редица протеини.
Сфинголипиди : са липиди, които се срещат в много малки количества. Те също са част от мембраните и са производни на сфингозин, дихидросфингозин и техните аналози.
холестерол При животните е преобладаващ компонент на мембраните, променяйки техните свойства, като например флуидност. Среща се и в мембраните на клетъчните органели. Той е важен прекурсор на стероидните хормони, участващи в половото развитие.
-Нуклеинови киселини
Нуклеиновите киселини са ДНК и различните видове РНК, които съществуват. ДНК е отговорна за съхраняването на цялата генетична информация, което позволява развитието, растежа и поддържането на живите организми.
РНК, от друга страна, участва в прехвърлянето на генетична информация, кодирана в ДНК, към протеинови молекули. Класически се разграничават три вида РНК: информационна, трансферна и рибозомна. Няколко малки РНК обаче имат регулаторни функции.
Структурни градивни елементи: нуклеотиди
Градивните елементи на нуклеиновите киселини, ДНК и РНК, са нуклеотидите. Химически те са пентозофосфатни естери, в които азотна база е прикрепена към първия въглероден атом. Можем да различим рибонуклеотиди и дезоксирибонуклеотиди.
Тези молекули са планарни, ароматни и хетероциклични. Когато фосфатната група липсва, нуклеотидът се преименува на нуклеозид.
В допълнение към ролята си на мономери в нуклеиновите киселини, тези молекули са биологично повсеместни и участват в значителен брой процеси.
Нуклеозидните трифосфати са енергийно богати продукти, подобно на АТФ, и се използват като енергийна валута за клетъчни реакции. Те са важен компонент на коензимите НАД. + НАДФ + , FMN, FAD и коензим А. Накрая, те са регулаторни елементи на различни метаболитни пътища.
Пример
Има безброй примери за органични молекули. Най-известните и изучавани от биохимиците са разгледани по-долу:
Хемоглобин
Хемоглобинът, червеният пигмент в кръвта, е класически пример за протеин. Благодарение на широкото си разпространение и лесното му изолиране, той е изучаван от древни времена.
Това е протеин, съставен от четири субединици и следователно попада в тетрамерната класификация с две алфа и две бета единици. Хемоглобиновите субединици са свързани с малък протеин, отговорен за усвояването на кислород в мускулите: миоглобин.
Хемовата група е порфириново производно. Тя характеризира хемоглобина и е същата група, която се намира в цитохромите. Хемовата група е отговорна за характерния червен цвят на кръвта и е физическата област, където всеки глобинов мономер се свързва с кислорода.
Основната функция на този протеин е да транспортира кислород от органа, отговорен за газообмена – наречен бели дробове, хриле или кожа – до капилярите, за да се използва при дишане.
Целулоза
Целулозата е линеен полимер, съставен от D-глюкозни субединици, свързани чрез бета 1,4 връзки. Подобно на повечето полизахариди, те нямат ограничение за максимален размер. Въпреки това, те имат средно около 15.000 XNUMX глюкозни остатъка.
Това е компонентът на клетъчните стени на растенията. Благодарение на целулозата, те са твърди и им позволяват да се справят с осмотичния стрес. По подобен начин, при по-големите растения, като дърветата, целулозата осигурява опора и стабилност.
Въпреки че са предимно свързани с растенията, някои животни, наречени туникати, имат целулоза в структурата си.
Смята се, че средно 10 на 15 кг целулоза се синтезира – и разгражда – годишно.
Биологични мембрани
Биологичните мембрани са съставени предимно от две биомолекули: липиди и протеини. Пространствената конформация на липидите е двуслойна, с хидрофобни опашки, насочени навътре, и хидрофилни глави, насочени навън.
Мембраната е динамична единица и нейните компоненти претърпяват чести движения.
Позоваването
- Aracil, CB, Rodríguez, MP, Magraner, JP и Pérez, RS (2011). Основи на биохимията Университет на Валенсия.
- Батанер Ариас, Е. (2014). Сборник по ензимология Издания на Университета в Саламанка.
- Berg, J.M., Stryer, L., & Tymoczko, J.L. (2007). Биохимия Обърнах се
- Девлин, Т. М. (2004). Биохимия: ръководство с клинични приложения Обърнах се
- Диас, А.П. и Пеня, А. (1988). Биохимия Редакционен сайт на Лимуза.
- Macarulla, JM и Goñi, FM (1994). Човешка биохимия: основен курс Обърнах се
- Мюлер – Естерл, В. (2008). Основи на биохимията за медицината и науките за живота Обърнах се
- Тейон, Х.М. (2006). Основи на структурната биохимия Редакционна статия на Тебар.