Organiske biomolekyler er kemiske forbindelser, der findes i levende væsener, og som udfører essentielle funktioner for at opretholde livet. De består primært af kulstof, brint, ilt og nitrogen, og kan også indeholde fosfor, svovl og andre elementer. Disse molekyler falder i fire hovedkategorier: kulhydrater, lipider, proteiner og nukleinsyrer. Hver af dem har specifikke egenskaber og udfører vitale funktioner for organismers funktion. Nogle eksempler på organiske biomolekyler omfatter glukose, fedtsyrer, enzymer og DNA. Ved at forstå disse molekylers struktur og funktion kan vi bedre forstå de biologiske processer, der forekommer i levende væsener.
Biomolekylers vigtigste egenskaber: Lær om de grundlæggende egenskaber ved disse forbindelser, der er essentielle for liv.
Biomolekyler er organiske forbindelser, der er essentielle for livet, og som findes i alle levende væsener. De udfører adskillige vitale funktioner, herunder strukturelle, energetiske og katalytiske funktioner, blandt andre. Forståelse af de vigtigste egenskaber ved disse molekyler er afgørende for at forstå kompleksiteten af biologiske processer.
Et af de vigtigste kendetegn ved biomolekyler er deres strukturelle kompleksitet. De er sammensat af atomer af kulstof, hydrogen, ilt, nitrogen og i nogle tilfælde fosfor og svovl. Disse elementer er organiseret på specifikke måder og danner molekyler med forskellige former og funktioner.
Derudover har biomolekyler forskellige organisationsniveauer. De kan klassificeres i fire hovedgrupper: kulhydrater, lipider, proteiner og nukleinsyrer. Hver gruppe udfører specifikke funktioner i organismen og er essentiel for at opretholde liv.
En anden vigtig egenskab ved biomolekyler er deres evne til at interagere. De kan binde sig til hinanden og danne mere komplekse strukturer, såsom cellemembraner, organeller og væv. Disse interaktioner er afgørende for organismers korrekte funktion.
Endelig er biomolekyler meget reaktive og deltager i forskellige kemiske reaktioner i kroppen. De kan nedbrydes og syntetiseres for at give energi, opbygge cellulære strukturer og udføre forskellige andre vitale funktioner.
Kort sagt er biomolekyler organiske forbindelser, der er essentielle for liv, med strukturel kompleksitet, varierende niveauer af organisation, en evne til interaktion og høj reaktivitet. Forståelse af disse egenskaber er afgørende for at forstå betydningen af disse forbindelser for at opretholde liv.
Biomolekylers betydning: Lær om deres essentielle funktioner for menneskekroppen.
Biomolekyler er organiske molekyler, der findes i levende væsener og udfører essentielle funktioner for den menneskelige krop. De er fundamentale for opretholdelsen af livet, da de er involveret i forskellige metaboliske og strukturelle processer, der sikrer kroppens korrekte funktion.
De vigtigste organiske biomolekyler, der findes i vores kroppe, omfatter kulhydrater, proteiner, lipider og nukleinsyrer. Hver af disse har specifikke funktioner, der er essentielle for vores overlevelse.
Os kulhydraterer for eksempel cellernes primære energikilde og spiller også en vigtig strukturel rolle i nogle cellulære strukturer. proteiner er ansvarlige for dannelsen af væv, transport af stoffer og enzymers funktion. lipider virke på energireserver, varmeisolering og dannelsen af cellemembraner. Endelig, nukleinsyrer er afgørende for lagring og transmission af genetisk information.
Ud over disse biomolekyler findes der også andre organiske stoffer såsom vitaminer og hormoner, som udfører regulerende funktioner i kroppen. Alle disse molekyler arbejder sammen for at sikre vores krops balance og sundhed.
Derfor er det afgørende at forstå vigtigheden af biomolekyler for at forstå, hvordan vores kroppe fungerer, og hvordan vi kan opretholde vores helbred. En afbalanceret, næringsrig kost er afgørende for at sikre tilstrækkeligt indtag af disse stoffer, der er essentielle for vores overlevelse.
Lær om de fire hovedgrupper af biomolekyler, der findes i levende væsener.
Organiske biomolekyler er komplekse molekyler, der er essentielle for levende væseners liv. De udfører vitale funktioner i organismen, såsom at levere energi, danne cellulære strukturer og regulere metaboliske processer. Der er fire hovedgrupper af biomolekyler til stede i levende væsener: kulhydrater, proteiner, lipider e nukleinsyrer.
Os kulhydrater De er den primære energikilde for celler og findes i fødevarer som brød, pasta og frugt. De er sammensat af kulstof, hydrogen og ilt og kan klassificeres som monosakkarider, disakkarider og polysakkarider.
As proteiner er essentielle for cellernes struktur og funktion. De er sammensat af aminosyrer og udfører forskellige funktioner i kroppen, såsom transport af stoffer, immunforsvar og muskelkontraktion.
Os lipider er molekyler, der spiller en vigtig rolle i cellemembraners struktur og i energilagring. De omfatter stoffer som fedtstoffer, olier og fosfolipider.
Os nukleinsyrer er ansvarlige for lagring og transmission af genetisk information. De er sammensat af nukleotider og findes i DNA og RNA, som er essentielle for proteinsyntese og cellereplikation.
Kort sagt er organiske biomolekyler fundamentale for levende væseners liv og spiller en afgørende rolle i forskellige biologiske processer. Det er vigtigt at opretholde en afbalanceret kost for at sikre tilstrækkeligt indtag af disse biomolekyler og opretholde kroppens sundhed.
Relevansen af organiske biomolekyler i opretholdelsen af menneskers liv.
Organiske biomolekyler spiller en fundamental rolle i at opretholde menneskers liv, da de er essentielle for organismens korrekte funktion. Disse molekyler er sammensat af kulstof og andre elementer såsom brint, ilt, nitrogen, fosfor og svovl, og er til stede i alle kendte livsformer.
De vigtigste organiske biomolekyler er kulhydrater, lipider, proteiner og nukleinsyrer. Hver af disse klasser af forbindelser har specifikke funktioner i kroppen og bidrager til forskellige vitale aktiviteter.
Os kulhydrater er cellernes primære energikilde og leverer den glukose, der er nødvendig for cellulær metabolisme. lipider spiller en vigtig rolle i cellemembranernes struktur, energilagring og hormonproduktion.
As proteinerer til gengæld essentielle molekyler for opbygning og vedligeholdelse af kroppens væv, idet de fungerer som enzymer, transportører af stoffer og komponenter i immunsystemet. Endelig er nukleinsyrer, såsom DNA og RNA, ansvarlige for transmission og ekspression af gener, da de er fundamentale for arvelighed og proteinsyntese.
Organiske biomolekyler udfører således vitale funktioner i menneskekroppen og sikrer opretholdelsen af liv og den korrekte funktion af alle kroppens systemer. Det er afgørende at opretholde en afbalanceret, næringsrig kost for at sikre biomolekylernes integritet og korrekte funktion og dermed individets sundhed og velbefindende.
Organiske biomolekyler: karakteristika, funktioner og eksempler
As organiske biomolekyler De findes i alle levende væsener og er karakteriseret ved en kulstofbaseret struktur. Sammenlignet med uorganiske molekyler er organiske molekyler meget mere komplekse med hensyn til struktur. Desuden er de meget mere varierede.
De klassificeres som proteiner, kulhydrater, lipider og nukleinsyrer. Deres funktioner er ekstremt varierede. Proteiner deltager som strukturelle, funktionelle og katalytiske elementer. Kulhydrater har også strukturelle funktioner og er den primære energikilde for organiske væsener.
Lipider er vigtige komponenter i biologiske membraner og andre stoffer, såsom hormoner. De fungerer også som energilagringselementer. Endelig indeholder nukleinsyrer - DNA og RNA - al den information, der er nødvendig for udvikling og vedligeholdelse af levende væsener.
Generelle egenskaber
En af de vigtigste egenskaber ved organiske biomolekyler er deres alsidighed i at danne strukturer. Denne enorme mangfoldighed af organiske varianter, der kan eksistere, skyldes den privilegerede position, som kulstofatomet har i midten af den anden periode.
Kulstofatomet har fire elektroner i sit højeste energiniveau. Takket være sin gennemsnitlige elektronegativitet er det i stand til at danne bindinger med andre kulstofatomer og dermed danne kæder i forskellige former og længder, åbne eller lukkede, med enkelt-, dobbelt- eller tredobbeltbindinger indeni.
Ligeledes tillader den gennemsnitlige elektronegativitet af kulstofatomet det at danne bindinger med andre atomer end kulstof, såsom elektropositive (hydrogen) eller elektronegative (oxygen, nitrogen, svovl, blandt andre).
Denne bindingsegenskab gør det muligt at klassificere kulstofatomer som primære, sekundære, tertiære eller kvaternære, afhængigt af antallet af kulstofatomer, de er bundet til. Dette klassificeringssystem er uafhængigt af antallet af valenser involveret i bindingen.
Klassificering og funktioner
Organiske molekyler er klassificeret i fire hovedgrupper: proteiner, kulhydrater, lipider og nukleinsyrer. Vi vil beskrive dem i detaljer nedenfor:
-Proteiner
Proteiner udgør den gruppe af organiske molekyler, der bedst defineres og karakteriseres af biologer. Denne omfattende viden skyldes primært deres iboende lette isolering og karakterisering – sammenlignet med de andre tre organiske molekyler.
Proteiner spiller en bred vifte af biologiske roller. De kan fungere som transport-, struktur- og endda katalytiske molekyler. Sidstnævnte gruppe består af enzymer.
Strukturblokke: aminosyrer
Byggestenene i proteiner er aminosyrer. I naturen finder vi 20 typer aminosyrer, hver med sine egne veldefinerede fysisk-kemiske egenskaber.
Disse molekyler klassificeres som alfa-aminosyrer, fordi de har en primær aminogruppe og en carboxylsyregruppe som substituenter på det samme kulstofatom. Den eneste undtagelse fra denne regel er aminosyren prolin, som klassificeres som en alfa-aminosyre på grund af tilstedeværelsen af en sekundær aminogruppe.
For at danne proteiner skal disse "byggesten" polymerisere, og de gør det ved at danne en peptidbinding. Dannelsen af en proteinkæde involverer eliminering af et vandmolekyle pr. peptidbinding. Denne binding er repræsenteret som CO-NH.
Udover at være en del af proteiner, betragtes nogle aminosyrer som energimetabolitter, og mange af dem er essentielle ernæringselementer.
Egenskaber af aminosyrer
Hver aminosyre har sin egen masse og gennemsnitlige udseende i proteiner. Derudover har hver en pK-værdi for alfa-carboxylsyren, alfa-aminogrupperne og sidegruppen.
pK-værdierne for carboxylsyregrupperne er omkring 2,2, mens alfa-aminogrupperne har pK-værdier tæt på 9,4. Denne egenskab fører til et typisk strukturelt træk ved aminosyrer: ved fysiologisk pH er begge grupper i form af en ion.
Når et molekyle bærer modsat ladede grupper, kaldes de dipolioner eller zwitterioner. Derfor kan en aminosyre fungere som enten en syre eller en base.
De fleste alfa-aminosyrer har smeltepunkter nær 300 °C. De opløses lettere i polære miljøer end i ikke-polære opløsningsmidler. De fleste er ret opløselige i vand.
Proteinstruktur
For at specificere funktionen af et specifikt protein er det nødvendigt at bestemme dets struktur – det vil sige det tredimensionelle forhold mellem de atomer, der udgør det pågældende protein. Fire niveauer af strukturel organisation er blevet bestemt for proteiner:
Primær struktur : refererer til sekvensen af aminosyrer, der danner proteinet, eksklusive enhver konformation, som dets sidekæder måtte understøtte.
Sekundær struktur : dannes af den lokale rumlige placering af rygradens atomer. Igen tages sidekædernes konformation ikke i betragtning.
Tertiær struktur : refererer til den tredimensionelle struktur af hele proteinet. Selvom det kan være vanskeligt at etablere en klar opdeling mellem tertiær og sekundær struktur, bruges definerede konformationer (såsom tilstedeværelsen af spiraler, foldede blade og drejninger) til entydigt at betegne sekundære strukturer.
Kvartær struktur Anvendes på proteiner sammensat af flere underenheder, dvs. to eller flere individuelle polypeptidkæder. Disse enheder kan interagere via kovalente kræfter eller disulfidbindinger. Underenhedernes rumlige arrangement bestemmer den kvaternære struktur.
-Kulhydrater
Kulhydrater, kulhydrater eller saccharider (fra de græske rødder sakcharón, betyder sukker) er den mest udbredte klasse af organiske molekyler på planeten Jorden.
Deres struktur kan udledes af navnet "kulhydrater", da de er molekyler med formlen (CH 2 O) n , Hvor n er større end 3.
Kulhydrater har forskellige funktioner. En af de vigtigste er strukturelle, især i planter. I planteriget er cellulose det vigtigste strukturelle materiale og tegner sig for 80% af kroppens tørvægt.
En anden vigtig funktion er dens energimæssige rolle. Polysaccharider, såsom stivelse og glykogen, er vigtige kilder til næringsreserver.
Klassifikation
De grundlæggende enheder i kulhydrater er monosaccharider eller simple sukkerarter. Disse er afledt af ligekædede aldehyder eller ketoner og polyvalente alkoholer.
De klassificeres efter den kemiske natur af deres carbonylgruppe i aldoser og ketoser. De klassificeres også efter antallet af kulstofatomer.
Monosaccharider grupperes sammen for at danne oligosaccharider, der ofte findes i forbindelse med andre typer organiske molekyler, såsom proteiner og lipider. Disse klassificeres som homopolysaccharider eller heteropolysaccharider, afhængigt af om de er sammensat af de samme monosaccharider (førstnævnte) eller forskellige.
Derudover klassificeres de også efter arten af det monosaccharid, de er sammensat af. Glucaner er polymerer af glukose, galactosepolymerer er galaktaner osv.
Polysaccharider har den særlige egenskab at danne lineære og forgrenede kæder, da glycosidbindinger kan dannes med en hvilken som helst af de hydroxylgrupper, der findes i monosaccharidet.
Når et større antal monosakkaridenheder er forbundet, taler vi om polysakkariderne.
-Lipider
Lipider (fra græsk lipos, (som betyder fedt) er organiske molekyler, der er uopløselige i vand og opløselige i uorganiske opløsningsmidler, såsom kloroform. Disse udgør fedtstoffer, olier, vitaminer, hormoner og biologiske membraner.
Klassifikation
Fedtsyrer : er carboxylsyrer med carbonhydridkæder af betydelig længde. Fysiologisk set er det sjældent at finde dem frie, da de i de fleste tilfælde er esterificerede.
Hos dyr og planter finder vi dem ofte i deres umættede form (der danner dobbeltbindinger mellem kulstofatomer) og flerumættede (med to eller flere dobbeltbindinger).
Triacylglyceroler : De kaldes også triglycerider eller neutrale fedtstoffer, og de udgør størstedelen af de fedtstoffer og olier, der findes i dyr og planter. Deres primære funktion er at lagre energi hos dyr, som har specialiserede celler til opbevaring.
De klassificeres efter identiteten og placeringen af fedtsyreresterne. Vegetabilske olier er generelt flydende ved stuetemperatur og er rigere på fedtsyrerester med dobbelt- og tredobbeltbindinger mellem deres kulstofatomer.
På den anden side er animalske fedtstoffer faste ved stuetemperatur, og antallet af umættede kulstofatomer er lavt.
Glycerofosfolipider også kendt som fosfoglycerider, de er hovedkomponenterne i lipidmembraner.
Glycerophospholipider har en ikke-polær, eller hydrofob, "hale" og et polært, eller hydrofilt, "hoved". Disse strukturer er grupperet i et dobbeltlag, hvor halerne peger indad, for at danne membraner. Inden i disse membraner er en række proteiner inkorporeret.
Sfingolipider : er lipider, der findes i meget små mængder. De er også en del af membraner og er afledt af sphingosin, dihydrosphingosin og deres modstykker.
kolesterol Hos dyr er det en dominerende komponent i membraner, der ændrer deres egenskaber, såsom fluiditet. Det findes også i membranerne i cellulære organeller. Det er en vigtig forløber for steroidhormoner, der er involveret i seksuel udvikling.
-Nukleinsyrer
Nukleinsyrer er DNA og de forskellige typer RNA, der findes. DNA er ansvarlig for at lagre al genetisk information, som muliggør udvikling, vækst og vedligeholdelse af levende organismer.
RNA deltager derimod i overførslen af genetisk information kodet i DNA til proteinmolekyler. Klassisk skelnes der mellem tre typer RNA: messenger-RNA, transfer-RNA og ribosomalt RNA. Imidlertid har adskillige små RNA'er regulerende funktioner.
Strukturelle byggesten: nukleotider
Byggestenene i nukleinsyrer, DNA og RNA, er nukleotider. Kemisk set er de pentosefosfatestere, hvor en nitrogenholdig base er bundet til det første kulstofatom. Vi kan skelne mellem ribonukleotider og deoxyribonukleotider.
Disse molekyler er plane, aromatiske og heterocykliske. Når fosfatgruppen er fraværende, omdøbes nukleotidet til et nukleosid.
Ud over deres rolle som monomerer i nukleinsyrer er disse molekyler biologisk allestedsnærværende og deltager i et betydeligt antal processer.
Nukleosidtrifosfater er energirige produkter, ligesom ATP, og bruges som energikilde i cellulære reaktioner. De er en vigtig komponent i coenzymerne NAD. + , NADP + , FMN, FAD og coenzym A. Endelig er de regulerende elementer i forskellige metaboliske veje.
Eksempler
Der findes utallige eksempler på organiske molekyler. De mest fremtrædende og studerede af biokemikere diskuteres nedenfor:
hæmoglobin
Hæmoglobin, det røde pigment i blodet, er et klassisk eksempel på et protein. Takket være dets udbredte distribution og nemme isolering er det blevet studeret siden oldtiden.
Det er et protein bestående af fire underenheder og falder derfor ind under den tetrameriske klassificering med to alfa- og to beta-enheder. Hæmoglobin-underenheder er relateret til et lille protein, der er ansvarligt for iltoptagelse i musklerne: myoglobin.
Hæmgruppen er et derivat af porphyrin. Dette karakteriserer hæmoglobin og er den samme gruppe, der findes i cytokromer. Hæmgruppen er ansvarlig for blodets karakteristiske røde farve og er det fysiske område, hvor hver globinmonomer binder sig til ilt.
Hovedfunktionen af dette protein er at transportere ilt fra det organ, der er ansvarligt for gasudveksling – kaldet lunger, gæller eller hud – til kapillærerne, hvor det bruges i respirationen.
Cellulose
Cellulose er en lineær polymer bestående af D-glukose-underenheder forbundet af beta-1,4-bindinger. Ligesom de fleste polysaccharider har de ingen maksimal størrelsesgrænse. De har dog i gennemsnit omkring 15.000 glukoserester.
Det er en del af plantecellevægge. Takket være cellulose er de stive og gør dem i stand til at håndtere osmotisk stress. Tilsvarende giver cellulose støtte og stabilitet i større planter, såsom træer.
Selvom de overvejende er beslægtede med planter, har nogle dyr kaldet sækdyr cellulose i deres struktur.
Det anslås, at et gennemsnit på 10 den 15 kg cellulose syntetiseres – og nedbrydes – om året.
Biologiske membraner
Biologiske membraner består primært af to biomolekyler: lipider og proteiner. Lipidernes rumlige konformation er dobbeltlagsformet, med hydrofobe haler pegende indad og hydrofile hoveder pegende udad.
Membranen er en dynamisk enhed, og dens komponenter undergår hyppige bevægelser.
Referencer
- Aracil, CB, Rodríguez, MP, Magraner, JP og Pérez, RS (2011). Grundlæggende inden for biokemi Universitetet i Valencia.
- Battaner Arias, E. (2014). Kompendium af enzymologi Udgaver fra Salamanca Universitet.
- Berg, J.M., Stryer, L., & Tymoczko, J.L. (2007). Biokemi Jeg vendte om
- Devlin, T. M. (2004). Biokemi: en manual med kliniske anvendelser Jeg vendte om
- Diaz, A.P., & Pena, A. (1988). Biokemi Redaktionel Limusa.
- Macarulla, JM og Goñi, FM (1994). Human biokemi: grundkursus Jeg vendte om
- Müller – Esterl, W. (2008). Biokemiens grundprincipper for medicin og biovidenskab Jeg vendte om
- Teijón, JM (2006). Grundlæggende inden for strukturel biokemi Tébar-lederartikel.