Organinės biomolekulės yra cheminiai junginiai, esantys gyvuose organizmuose ir atliekantys esmines gyvybės palaikymo funkcijas. Jas daugiausia sudaro anglis, vandenilis, deguonis ir azotas, taip pat gali būti fosforo, sieros ir kitų elementų. Šios molekulės skirstomos į keturias pagrindines kategorijas: angliavandenius, lipidus, baltymus ir nukleorūgštis. Kiekviena iš jų turi specifinių savybių ir atlieka gyvybiškai svarbias organizmų funkcionavimo funkcijas. Kai kurie organinių biomolekulių pavyzdžiai: gliukozė, riebalų rūgštys, fermentai ir DNR. Suprasdami šių molekulių struktūrą ir funkciją, galime geriau suprasti biologinius procesus, vykstančius gyvuose organizmuose.
Pagrindinės biomolekulių savybės: sužinokite apie pagrindines šių gyvybei būtinų junginių savybes.
Biomolekulės yra gyvybei būtini organiniai junginiai, esantys visuose gyvuose organizmuose. Jos atlieka keletą gyvybiškai svarbių funkcijų, įskaitant struktūrinę, energetinę ir katalizinę. Norint suprasti biologinių procesų sudėtingumą, būtina suprasti pagrindines šių molekulių savybes.
Viena iš pagrindinių biomolekulių savybių yra jų struktūrinis sudėtingumas. Jas sudaro anglies, vandenilio, deguonies, azoto ir kai kuriais atvejais fosforo bei sieros atomai. Šie elementai yra organizuoti specifiniais būdais, sudarydami skirtingų formų ir funkcijų molekules.
Be to, biomolekulės turi skirtingus organizacijos lygius. Jas galima suskirstyti į keturias pagrindines grupes: angliavandenius, lipidus, baltymus ir nukleorūgštis. Kiekviena grupė atlieka specifines funkcijas organizme ir yra būtina gyvybei palaikyti.
Kita svarbi biomolekulių savybė yra jų gebėjimas sąveikauti. Jos gali jungtis viena su kita ir sudaryti sudėtingesnes struktūras, tokias kaip ląstelių membranos, organelės ir audiniai. Ši sąveika yra būtina tinkamam organizmų funkcionavimui.
Galiausiai, biomolekulės yra labai reaktyvios ir dalyvauja įvairiose cheminėse reakcijose organizme. Jos gali būti suskaidytos ir sintetinamos, kad tiektų energiją, sudarytų ląstelių struktūras ir atliktų įvairias kitas gyvybiškai svarbias funkcijas.
Trumpai tariant, biomolekulės yra gyvybei būtini organiniai junginiai, pasižymintys struktūriniu sudėtingumu, skirtingais organizacijos lygiais, gebėjimu sąveikauti ir dideliu reaktyvumu. Šių savybių supratimas yra labai svarbus norint suprasti šių junginių svarbą gyvybei palaikyti.
Biomolekulių svarba: sužinokite apie jų esmines funkcijas žmogaus organizmui.
Biomolekulės yra organinės molekulės, esančios gyvuose organizmuose ir atliekančios esmines žmogaus organizmo funkcijas. Jos yra esminės gyvybės palaikymui, nes dalyvauja įvairiuose medžiagų apykaitos ir struktūriniuose procesuose, užtikrinančiuose tinkamą organizmo funkcionavimą.
Pagrindinės mūsų kūne esančios organinės biomolekulės yra angliavandeniai, baltymai, lipidai ir nukleorūgštys. Kiekviena iš jų atlieka specifines funkcijas, kurios yra būtinos mūsų išlikimui.
Os angliavandeniųpavyzdžiui, yra pagrindinis ląstelių energijos šaltinis ir taip pat atlieka svarbų struktūrinį vaidmenį kai kuriose ląstelių struktūrose. baltymai yra atsakingi už audinių formavimąsi, medžiagų transportavimą ir fermentų veikimą. lipidai veikia energijos atsargų, šilumos izoliacijos ir ląstelių membranų formavimosi srityse. Galiausiai, nukleorūgštys yra būtini genetinės informacijos saugojimui ir perdavimui.
Be šių biomolekulių, yra ir kitų organinių medžiagų, tokių kaip vitaminai ir hormonai, kurios atlieka reguliavimo funkcijas organizme. Visos šios molekulės veikia kartu, kad užtikrintų mūsų organizmo pusiausvyrą ir sveikatą.
Todėl biomolekulių svarbos supratimas yra esminis norint suprasti, kaip veikia mūsų kūnai ir kaip galime palaikyti savo sveikatą. Subalansuota, maistinėmis medžiagomis turtinga mityba yra būtina norint užtikrinti pakankamą šių mūsų išlikimui būtinų medžiagų suvartojimą.
Sužinokite apie keturias pagrindines biomolekulių grupes, esančias gyvuose organizmuose.
Organinės biomolekulės yra sudėtingos molekulės, būtinos gyvų organizmų gyvenimui. Jos atlieka gyvybiškai svarbias funkcijas organizme, pavyzdžiui, teikia energiją, formuoja ląstelių struktūras ir reguliuoja medžiagų apykaitos procesus. Gyvuose organizmuose yra keturios pagrindinės biomolekulių grupės: angliavandenių, baltymai, lipidai e nukleorūgštys.
Os angliavandenių Jie yra pagrindinis ląstelių energijos šaltinis ir yra tokiuose maisto produktuose kaip duona, makaronai ir vaisiai. Jie sudaryti iš anglies, vandenilio ir deguonies ir gali būti klasifikuojami kaip monosacharidai, disacharidai ir polisacharidai.
As baltymai yra būtini ląstelių struktūrai ir funkcijai. Jie sudaryti iš aminorūgščių ir atlieka įvairias funkcijas organizme, pavyzdžiui, medžiagų transportavimą, imuninę apsaugą ir raumenų susitraukimą.
Os lipidai yra molekulės, kurios atlieka svarbų vaidmenį ląstelių membranų struktūroje ir energijos kaupime. Jos apima tokias medžiagas kaip riebalai, aliejai ir fosfolipidai.
Os nukleorūgštys yra atsakingi už genetinės informacijos saugojimą ir perdavimą. Juos sudaro nukleotidai ir jie yra DNR bei RNR sudėtyje, kurios yra būtinos baltymų sintezei ir ląstelių replikacijai.
Trumpai tariant, organinės biomolekulės yra gyvybiškai svarbios gyvų būtybių gyvenimui, atliekant gyvybiškai svarbų vaidmenį įvairiuose biologiniuose procesuose. Svarbu palaikyti subalansuotą mitybą, kad būtų užtikrintas pakankamas šių biomolekulių suvartojimas ir palaikoma organizmo sveikata.
Organinių biomolekulių svarba palaikant žmogaus gyvybę.
Organinės biomolekulės atlieka esminį vaidmenį palaikant žmogaus gyvybę, nes yra būtinos tinkamam organizmo funkcionavimui. Šios molekulės sudarytos iš anglies ir kitų elementų, tokių kaip vandenilis, deguonis, azotas, fosforas ir siera, ir yra visose žinomose gyvybės formose.
Pagrindinės organinės biomolekulės yra angliavandeniai, lipidai, baltymai ir nukleorūgštys. Kiekviena iš šių junginių klasių atlieka specifines funkcijas organizme, prisidėdama prie įvairių gyvybinių funkcijų.
Os angliavandenių yra pagrindinis ląstelių energijos šaltinis, aprūpinantis jas gliukoze, reikalinga medžiagų apykaitai. lipidai atlieka svarbų vaidmenį ląstelių membranų struktūroje, energijos kaupime ir hormonų gamyboje.
As baltymaisavo ruožtu, yra būtinos molekulės kūno audinių statybai ir palaikymui, veikiančios kaip fermentai, medžiagų transporteriai ir imuninės sistemos komponentai. Galiausiai, nukleorūgštys, tokios kaip DNR ir RNR, yra atsakingos už genų perdavimą ir ekspresiją, būdamos esminės paveldimumui ir baltymų sintezei.
Taigi, organinės biomolekulės atlieka gyvybiškai svarbias funkcijas žmogaus organizme, užtikrindamos gyvybės palaikymą ir tinkamą visų kūno sistemų veikimą. Subalansuota, maistinėmis medžiagomis turtinga mityba yra būtina norint užtikrinti biomolekulių vientisumą ir tinkamą veikimą, taigi ir individo sveikatą bei gerovę.
Organinės biomolekulės: charakteristikos, funkcijos ir pavyzdžiai
As organinės biomolekulės Jų randama visuose gyvuose organizmuose ir jiems būdinga anglies pagrindu sukurta struktūra. Palyginti su neorganinėmis molekulėmis, organinės molekulės yra daug sudėtingesnės struktūros. Be to, jos yra daug įvairesnės.
Jie klasifikuojami kaip baltymai, angliavandeniai, lipidai ir nukleorūgštys. Jų funkcijos yra labai įvairios. Baltymai dalyvauja kaip struktūriniai, funkciniai ir kataliziniai elementai. Angliavandeniai taip pat atlieka struktūrines funkcijas ir yra pagrindinis organinių organizmų energijos šaltinis.
Lipidai yra svarbūs biologinių membranų ir kitų medžiagų, tokių kaip hormonai, komponentai. Jie taip pat veikia kaip energijos kaupimo elementai. Galiausiai, nukleorūgštys – DNR ir RNR – turi visą informaciją, reikalingą gyvų būtybių vystymuisi ir palaikymui.
Bendrosios savybės
Viena iš svarbiausių organinių biomolekulių savybių yra jų gebėjimas formuoti struktūras. Ši didžiulė organinių variantų įvairovė atsiranda dėl privilegijuotos anglies atomo padėties antrojo periodo centre.
Aukščiausiame energijos lygmenyje anglies atomas turi keturis elektronus. Dėl vidutinio elektronegatyvumo jis gali sudaryti ryšius su kitais anglies atomais, sudarydamas įvairių formų ir ilgių grandines, atviras arba uždaras, su viengubomis, dvigubomis arba trigubomis jungtimis viduje.
Panašiai, vidutinis anglies atomo elektronegatyvumas leidžia jam sudaryti ryšius su kitais atomais, išskyrus anglį, tokiais kaip elektropozityvūs (vandenilis) arba elektronegatyvūs (deguonis, azotas, siera ir kt.).
Ši jungimosi savybė leidžia anglies atomus klasifikuoti kaip pirminius, antrinius, tretinius arba ketvirtinius, priklausomai nuo anglies atomų, prie kurių jie yra prisijungę, skaičiaus. Ši klasifikavimo sistema nepriklauso nuo jungtyje esančių valentinių elementų skaičiaus.
Klasifikacija ir funkcijos
Organinės molekulės skirstomos į keturias pagrindines grupes: baltymus, angliavandenius, lipidus ir nukleorūgštis. Toliau jas išsamiau aprašysime:
- Baltymai
Baltymai sudaro organinių molekulių grupę, kurią geriausiai apibrėžė ir apibūdino biologai. Šios plačios žinios pirmiausia atsiranda dėl to, kad juos, palyginti su kitomis trimis organinėmis molekulėmis, lengviau išskirti ir apibūdinti.
Baltymai atlieka platų biologinių vaidmenų spektrą. Jie gali būti transportinės, struktūrinės ir net katalizinės molekulės. Pastarąją grupę sudaro fermentai.
Struktūriniai blokai: aminorūgštys
Baltymų statybiniai blokai yra aminorūgštys. Gamtoje randame 20 aminorūgščių tipų, kurių kiekviena turi savo aiškiai apibrėžtas fizikines ir chemines savybes.
Šios molekulės klasifikuojamos kaip alfa-aminorūgštys, nes jose tas pats anglies atomas turi pirminę aminogrupę ir karboksirūgšties grupę kaip pakaitus. Vienintelė išimtis iš šios taisyklės yra aminorūgštis prolinas, kuri klasifikuojama kaip alfa-aminorūgštis dėl antrinės aminogrupės buvimo.
Kad susidarytų baltymai, šie „statybiniai blokai“ turi polimerizuotis, ir jie tai daro sudarydami peptidinį ryšį. Baltymų grandinės susidarymas apima vandens molekulės pašalinimą iš kiekvieno peptidinio ryšio. Šis ryšys žymimas kaip CO-NH.
Be to, kad yra baltymų dalis, kai kurios aminorūgštys laikomos energijos metabolitais, o daugelis jų yra būtini mitybos elementai.
Aminorūgščių savybės
Kiekviena aminorūgštis turi savo masę ir vidutinę išvaizdą baltymuose. Be to, kiekviena turi pK vertę alfa-karboksirūgštiai, alfa-amino grupėms ir šoninei grupei.
Karboksilinių grupių pK vertės yra apie 2,2; o alfa-amino grupių pK vertės yra artimos 9,4. Ši savybė lemia tipišką aminorūgščių struktūrinę savybę: esant fiziologiniam pH, abi grupės yra jono pavidalu.
Kai molekulėje yra priešingai įkrautų grupių, jos vadinamos dipolio jonais arba cviterjonais. Todėl aminorūgštis gali veikti kaip rūgštis arba kaip bazė.
Daugelio alfa aminorūgščių lydymosi temperatūra yra apie 300 °C. Jos lengviau tirpsta polinėje aplinkoje nei nepoliniuose tirpikliuose. Dauguma jų gana gerai tirpsta vandenyje.
Baltymų struktūra
Norint nustatyti konkretaus baltymo funkciją, būtina nustatyti jo struktūrą, t. y. trimatį ryšį tarp atomų, sudarančių atitinkamą baltymą. Nustatyti keturi baltymų struktūrinės organizacijos lygiai:
Pirminė struktūra : reiškia baltymą sudarančių aminorūgščių seką, išskyrus bet kokią konformaciją, kurią gali palaikyti jo šoninės grandinės.
Antrinė struktūra : susidaro dėl lokalaus erdvinio pagrindinės grandinės atomų išsidėstymo. Vėlgi, į šoninių grandinių konformaciją neatsižvelgiama.
Tretinė struktūra : reiškia viso baltymo trimatę struktūrą. Nors gali būti sunku aiškiai atskirti tretinę ir antrinę struktūras, apibrėžtos konformacijos (pvz., spiralės, sulankstyti ašmenys ir posūkiai) naudojamos siekiant unikaliai žymėti antrines struktūras.
Ketvirtinė struktūra : taikoma baltymams, sudarytiems iš kelių subvienetų, t. y. dviejų ar daugiau atskirų polipeptidinių grandinių. Šie vienetai gali sąveikauti kovalentinėmis jėgomis arba disulfidinėmis jungtimis. Subvienetų erdvinis išdėstymas lemia ketvirtinę struktūrą.
-Angliavandeniai
Angliavandeniai, angliavandeniai arba sacharidai (iš graikų šaknų sakcharón tai reiškia cukrų) yra gausiausia organinių molekulių klasė Žemės planetoje.
Jų struktūrą galima nuspėti iš pavadinimo „angliavandeniai“, nes tai yra molekulės, kurių formulė (CH 2 O) n , Kur n yra didesnis nei 3.
Angliavandeniai atlieka įvairias funkcijas. Viena iš pagrindinių yra struktūrinė, ypač augaluose. Augalų karalystėje celiuliozė yra pagrindinė struktūrinė medžiaga, sudaranti 80 % sausosios kūno masės.
Kita svarbi funkcija yra energetinis vaidmuo. Polisacharidai, tokie kaip krakmolas ir glikogenas, yra svarbūs maistinių medžiagų atsargų šaltiniai.
klasifikacija
Pagrindiniai angliavandenių vienetai yra monosacharidai arba paprastieji cukrūs. Jie susidaro iš tiesiosios grandinės aldehidų arba ketonų ir polihidroksilinių alkoholių.
Pagal karbonilo grupės cheminę sudėtį jos klasifikuojamos į aldozes ir ketozes. Jos taip pat klasifikuojamos pagal anglies atomų skaičių.
Monosacharidai jungiasi į grupes ir sudaro oligosacharidus, dažnai randamus kartu su kitų tipų organinėmis molekulėmis, tokiomis kaip baltymai ir lipidai. Jie klasifikuojami kaip homopolisacharidai arba heteropolisacharidai, priklausomai nuo to, ar juos sudaro tie patys monosacharidai (pirmieji), ar skirtingi.
Be to, jie taip pat klasifikuojami pagal juos sudarančio monosacharido pobūdį. Gliukanai yra gliukozės polimerai, galaktozės polimerai – galaktanai ir taip toliau.
Polisacharidai pasižymi linijinių ir šakotų grandinių formavimo ypatumu, nes glikozidiniai ryšiai gali būti sudaryti su bet kuria monosacharido hidroksilo grupe.
Kai susijungia daugiau monosacharidų vienetų, kalbame apie polisacharidus.
-Lipidai
Lipidai (iš graikų k. lipos, (tai reiškia riebalus) yra organinės molekulės, netirpstančios vandenyje ir tirpstančios neorganiniuose tirpikliuose, tokiuose kaip chloroformas. Jos sudaro riebalus, aliejus, vitaminus, hormonus ir biologines membranas.
klasifikacija
Riebalų rūgštys : yra karboksirūgštys su gana ilgomis angliavandenilių grandinėmis. Fiziologiškai jos retai randamos laisvos, nes daugeliu atvejų jos yra esterintos.
Gyvūnuose ir augaluose jų dažnai randame nesočiųjų (sudarančių dvigubas jungtis tarp anglies atomų) ir polinesočiųjų (su dviem ar daugiau dvigubų jungčių) pavidalu.
Triacilgliceroliai : Taip pat vadinami trigliceridais arba neutraliais riebalais, jie sudaro daugumą gyvūnų ir augalų riebalų ir aliejų. Jų pagrindinė funkcija yra kaupti energiją gyvūnų organizme, nes jie turi specializuotas ląsteles energijos kaupimui.
Jie klasifikuojami pagal riebalų rūgščių liekanų tapatybę ir padėtį. Augaliniai aliejai kambario temperatūroje paprastai yra skysti ir juose gausu riebalų rūgščių liekanų su dvigubomis ir trigubomis jungtimis tarp jų anglies atomų.
Kita vertus, gyvūniniai riebalai kambario temperatūroje yra kieti, o nesočiųjų anglies junginių skaičius yra mažas.
Glicerofosfolipidai Taip pat žinomi kaip fosfogliceridai, jie yra pagrindiniai lipidų membranų komponentai.
Glicerofosfolipidai turi nepolinę arba hidrofobinę „uodegą“ ir polinę arba hidrofilinę „galvą“. Šios struktūros yra sugrupuotos į dvisluoksnį sluoksnį, kurio uodegos yra nukreiptos į vidų, ir sudaro membranas. Šiose membranose yra įterpta daug baltymų.
Sfingolipidai : yra lipidai, randami labai mažais kiekiais. Jie taip pat yra membranų dalis ir yra gaunami iš sfingozino, dihidrosfingozino ir jų atitikmenų.
Cholesterolis Gyvūnams tai yra vyraujantis membranų komponentas, keičiantis jų savybes, tokias kaip takumas. Jo taip pat randama ląstelių organelių membranose. Tai svarbus steroidinių hormonų pirmtakas, dalyvaujantis lytiniame vystymesi.
-Nukleino rūgštys
Nukleino rūgštys yra DNR ir skirtingi egzistuojantys RNR tipai. DNR yra atsakinga už visos genetinės informacijos saugojimą, kuris leidžia vystytis, augti ir išlikti gyviems organizmams.
Kita vertus, RNR dalyvauja perduodant DNR užkoduotą genetinę informaciją baltymų molekulėms. Klasikiškai skiriami trys RNR tipai: informacinė, pernašos ir ribosominė. Tačiau kelios mažos RNR atlieka reguliavimo funkcijas.
Struktūriniai statybiniai blokai: nukleotidai
Nukleino rūgščių, DNR ir RNR, statybiniai blokai yra nukleotidai. Chemiškai tai yra pentozės fosfato esteriai, kuriuose prie pirmojo anglies atomo prijungta azoto bazė. Galime atskirti ribonukleotidus ir deoksiribonukleotidus.
Šios molekulės yra plokščios, aromatinės ir heterociklinės. Kai fosfato grupės nėra, nukleotidas pervadinamas į nukleozidą.
Be to, kad šios molekulės atlieka monomerų vaidmenį nukleorūgštyse, jos yra biologiškai visur esančios ir dalyvauja daugelyje procesų.
Nukleozidų trifosfatai yra daug energijos turintys produktai, kaip ir ATP, ir naudojami kaip energijos valiuta ląstelių reakcijose. Jie yra svarbus kofermentų NAD komponentas. + , NADP + , FMN, FAD ir kofermentas A. Galiausiai, jie yra skirtingų medžiagų apykaitos takų reguliavimo elementai.
„Exemplos“
Yra daugybė organinių molekulių pavyzdžių. Žymiausi ir biochemikų ištirti pavyzdžiai aptariami toliau:
Hemoglobinas
Hemoglobinas, raudonas kraujo pigmentas, yra klasikinis baltymo pavyzdys. Dėl plačiai paplitusio paplitimo ir lengvo išskyrimo jis buvo tiriamas nuo seniausių laikų.
Tai baltymas, sudarytas iš keturių subvienetų, todėl patenka į tetramerinę klasifikaciją, turinčią du alfa ir du beta vienetus. Hemoglobino subvienetai yra susiję su mažu baltymu, atsakingu už deguonies įsisavinimą raumenyse: mioglobinu.
Hemo grupė yra porfirino darinys. Ji apibūdina hemoglobiną ir yra ta pati grupė, kuri randama citochromuose. Hemo grupė yra atsakinga už būdingą raudoną kraujo spalvą ir yra fizinė sritis, kurioje kiekvienas globino monomeras jungiasi su deguonimi.
Pagrindinė šio baltymo funkcija yra pernešti deguonį iš organo, atsakingo už dujų mainus – vadinamo plaučiais, žiaunomis arba oda – į kapiliarus, kad šis būtų naudojamas kvėpavimui.
Celiuliozė
Celiuliozė yra linijinis polimeras, sudarytas iš D-gliukozės subvienetų, sujungtų beta 1,4 jungtimis. Kaip ir dauguma polisacharidų, jie neturi maksimalaus dydžio ribos. Tačiau vidutiniškai jie turi apie 15.000 XNUMX gliukozės liekanų.
Tai augalų ląstelių sienelių sudedamoji dalis. Dėl celiuliozės jos yra standžios ir leidžia joms susidoroti su osmosiniu stresu. Panašiai ir didesniuose augaluose, tokiuose kaip medžiai, celiuliozė suteikia atramą ir stabilumą.
Nors daugiausia susiję su augalais, kai kurie gyvūnai, vadinami gaubtagyviais, savo struktūroje turi celiuliozės.
Apskaičiuota, kad vidutiniškai 10 15 Per metus susintetinama – ir suskaidoma – kg celiuliozės.
Biologinės membranos
Biologinės membranos daugiausia sudarytos iš dviejų biomolekulių: lipidų ir baltymų. Lipidų erdvinė konformacija yra dvisluoksnė, su hidrofobinėmis uodegomis, nukreiptomis į vidų, ir hidrofilinėmis galvomis, nukreiptomis į išorę.
Membrana yra dinamiškas darinys, todėl jos komponentai dažnai juda.
Nuorodos
- Aracil, CB, Rodríguez, MP, Magraner, JP ir Pérez, RS (2011). Biochemijos pagrindai Valensijos universitetas.
- Battaner Arias, E. (2014). Enzimologijos rinkinys Salamankos universiteto leidiniai.
- Berg, J. M., Stryer, L. ir Tymoczko, J. L. (2007). Biochemija Aš važiavau atbuline eiga
- Devlin, T. M. (2004). Biochemija: vadovas su klinikiniais pritaikymais Aš važiavau atbuline eiga
- Diaz, A. P. ir Pena, A. (1988). Biochemija Redakcijos „Limusa“.
- Macarulla, JM ir Goñi, FM (1994). Žmogaus biochemija: pagrindinis kursas Aš važiavau atbuline eiga
- Müller – Esterl, W. (2008). Biochemijos pagrindai medicinoje ir gyvybės moksluose Aš važiavau atbuline eiga
- Teijón, JM (2006). Struktūrinės biochemijos pagrindai Tébar redakcijos straipsnis.