Organiskās biomolekulas ir ķīmiski savienojumi, kas atrodas dzīvās būtnēs un veic būtiskas funkcijas dzīvības uzturēšanai. Tās galvenokārt sastāv no oglekļa, ūdeņraža, skābekļa un slāpekļa, un var saturēt arī fosforu, sēru un citus elementus. Šīs molekulas iedalās četrās galvenajās kategorijās: ogļhidrāti, lipīdi, olbaltumvielas un nukleīnskābes. Katrai no tām ir specifiskas īpašības un tā veic būtiskas funkcijas organismu darbībai. Daži organisko biomolekulu piemēri ir glikoze, taukskābes, enzīmi un DNS. Izprotot šo molekulu struktūru un funkcijas, mēs varam labāk izprast bioloģiskos procesus, kas notiek dzīvās būtnēs.
Biomolekulu galvenās īpašības: uzziniet par šo dzīvībai būtisko savienojumu pamatīpašībām.
Biomolekulas ir dzīvībai svarīgi organiski savienojumi, kas atrodas visās dzīvajās būtnēs. Tās veic vairākas svarīgas funkcijas, tostarp strukturālas, enerģētiskas un katalītiskas funkcijas. Izpratne par šo molekulu galvenajām īpašībām ir būtiska, lai izprastu bioloģisko procesu sarežģītību.
Viena no biomolekulu galvenajām īpašībām ir to strukturālā sarežģītība. Tās sastāv no oglekļa, ūdeņraža, skābekļa, slāpekļa un dažos gadījumos fosfora un sēra atomiem. Šie elementi ir organizēti specifiskos veidos, veidojot molekulas ar dažādām formām un funkcijām.
Turklāt biomolekulām ir dažādi organizācijas līmeņi. Tās var iedalīt četrās galvenajās grupās: ogļhidrāti, lipīdi, olbaltumvielas un nukleīnskābes. Katra grupa organismā veic noteiktas funkcijas un ir būtiska dzīvības uzturēšanai.
Vēl viena svarīga biomolekulu īpašība ir to spēja mijiedarboties. Tās var saistīties viena ar otru un veidot sarežģītākas struktūras, piemēram, šūnu membrānas, organellas un audus. Šī mijiedarbība ir būtiska organismu pareizai funkcionēšanai.
Visbeidzot, biomolekulas ir ļoti reaģējošas un piedalās dažādās ķīmiskās reakcijās organismā. Tās var tikt sadalītas un sintezētas, lai nodrošinātu enerģiju, veidotu šūnu struktūras un veiktu dažādas citas svarīgas funkcijas.
Īsāk sakot, biomolekulas ir dzīvībai svarīgi organiski savienojumi, kam raksturīga strukturāla sarežģītība, dažādi organizācijas līmeņi, mijiedarbības spēja un augsta reaģētspēja. Šo īpašību izpratne ir ļoti svarīga, lai izprastu šo savienojumu nozīmi dzīvības uzturēšanā.
Biomolekulu nozīme: uzziniet par to svarīgākajām funkcijām cilvēka organismā.
Biomolekulas ir organiskas molekulas, kas atrodas dzīvās būtnēs un veic būtiskas funkcijas cilvēka organismā. Tās ir būtiskas dzīvības uzturēšanai, jo tās ir iesaistītas dažādos vielmaiņas un strukturālos procesos, kas nodrošina pareizu organisma darbību.
Galvenās organiskās biomolekulas, kas atrodamas mūsu ķermenī, ir ogļhidrāti, olbaltumvielas, lipīdi un nukleīnskābes. Katrai no tām ir īpašas funkcijas, kas ir būtiskas mūsu izdzīvošanai.
Os ogļhidrātipiemēram, ir galvenais enerģijas avots šūnām un tiem ir arī svarīga strukturāla loma dažās šūnu struktūrās. proteīni ir atbildīgi par audu veidošanos, vielu transportēšanu un enzīmu darbību. lipīdi darbojas enerģijas rezervēs, siltumizolācijā un šūnu membrānu veidošanā. Visbeidzot, nukleīnskābes ir būtiski ģenētiskās informācijas glabāšanai un pārraidei.
Papildus šīm biomolekulām pastāv arī citas organiskas vielas, piemēram, vitamīni un hormoni, kas organismā veic regulējošas funkcijas. Visas šīs molekulas darbojas kopā, lai nodrošinātu mūsu ķermeņa līdzsvaru un veselību.
Tāpēc biomolekulu nozīmes izpratne ir ļoti svarīga, lai saprastu, kā darbojas mūsu ķermeņi un kā mēs varam uzturēt savu veselību. Sabalansēts, uzturvielām bagāts uzturs ir būtisks, lai nodrošinātu pietiekamu šo mūsu izdzīvošanai būtisko vielu uzņemšanu.
Uzziniet par četrām galvenajām biomolekulu grupām, kas atrodas dzīvās būtnēs.
Organiskās biomolekulas ir sarežģītas molekulas, kas ir būtiskas dzīvo būtņu dzīvībai. Tās veic būtiskas funkcijas organismā, piemēram, nodrošina enerģiju, veido šūnu struktūras un regulē vielmaiņas procesus. Dzīvajās būtnēs ir četras galvenās biomolekulu grupas: ogļhidrāti, proteīni, lipīdi e nukleīnskābes.
Os ogļhidrāti Tie ir galvenais šūnu enerģijas avots un ir atrodami tādos pārtikas produktos kā maize, makaroni un augļi. Tie sastāv no oglekļa, ūdeņraža un skābekļa, un tos var klasificēt kā monosaharīdus, disaharīdus un polisaharīdus.
As proteīni ir būtiskas šūnu struktūrai un funkcijai. Tās sastāv no aminoskābēm un veic dažādas funkcijas organismā, piemēram, vielu transportēšanu, imūnsistēmu un muskuļu kontrakciju.
Os lipīdi ir molekulas, kurām ir svarīga loma šūnu membrānu struktūrā un enerģijas uzglabāšanā. Tās ietver tādas vielas kā tauki, eļļas un fosfolipīdi.
Os nukleīnskābes ir atbildīgi par ģenētiskās informācijas glabāšanu un pārraidi. Tie sastāv no nukleotīdiem un atrodas DNS un RNS sastāvā, kas ir būtiski olbaltumvielu sintēzei un šūnu replikācijai.
Īsāk sakot, organiskās biomolekulas ir dzīvo būtņu dzīvības pamatā, tām ir būtiska loma dažādos bioloģiskajos procesos. Ir svarīgi uzturēt sabalansētu uzturu, lai nodrošinātu pietiekamu šo biomolekulu uzņemšanu un uzturētu organisma veselību.
Organisko biomolekulu nozīme cilvēka dzīvības uzturēšanā.
Organiskajām biomolekulām ir būtiska loma cilvēka dzīvības uzturēšanā, jo tās ir būtiskas organisma pareizai darbībai. Šīs molekulas sastāv no oglekļa un citiem elementiem, piemēram, ūdeņraža, skābekļa, slāpekļa, fosfora un sēra, un tās ir sastopamas visās zināmajās dzīvības formās.
Galvenās organiskās biomolekulas ir ogļhidrāti, lipīdi, olbaltumvielas un nukleīnskābes. Katrai no šīm savienojumu klasēm organismā ir noteiktas funkcijas, kas veicina dažādas dzīvībai svarīgas aktivitātes.
Os ogļhidrāti ir galvenais šūnu enerģijas avots, nodrošinot glikozi, kas nepieciešama šūnu metabolismam. lipīdi spēlē svarīgu lomu šūnu membrānu struktūrā, enerģijas uzglabāšanā un hormonu ražošanā.
As proteīnisavukārt ir būtiskas molekulas ķermeņa audu veidošanai un uzturēšanai, darbojoties kā enzīmi, vielu transportētāji un imūnsistēmas sastāvdaļas. Visbeidzot, nukleīnskābes, piemēram, DNS un RNS, ir atbildīgas par gēnu pārnešanu un ekspresiju, būdamas būtiskas iedzimtībai un olbaltumvielu sintēzei.
Tādējādi organiskās biomolekulas veic svarīgas funkcijas cilvēka organismā, nodrošinot dzīvības uzturēšanu un visu organisma sistēmu pareizu darbību. Sabalansēta, uzturvielām bagāta uztura uzturēšana ir būtiska, lai nodrošinātu biomolekulu integritāti un pareizu darbību un līdz ar to arī indivīda veselību un labsajūtu.
Organiskās biomolekulas: īpašības, funkcijas un piemēri
As organiskās biomolekulas Tās atrodamas visās dzīvajās būtnēs, un tām raksturīga uz oglekļa bāzes veidota struktūra. Salīdzinot ar neorganiskajām molekulām, organiskās molekulas ir daudz sarežģītākas struktūras ziņā. Turklāt tās ir daudz daudzveidīgākas.
Tos klasificē kā olbaltumvielas, ogļhidrāti, lipīdi un nukleīnskābes. To funkcijas ir ārkārtīgi dažādas. Olbaltumvielas piedalās kā strukturāli, funkcionāli un katalītiski elementi. Ogļhidrātiem ir arī strukturālas funkcijas, un tie ir galvenais enerģijas avots organiskajām būtnēm.
Lipīdi ir svarīgas bioloģisko membrānu un citu vielu, piemēram, hormonu, sastāvdaļas. Tie darbojas arī kā enerģijas uzkrāšanas elementi. Visbeidzot, nukleīnskābes — DNS un RNS — satur visu informāciju, kas nepieciešama dzīvo būtņu attīstībai un uzturēšanai.
Vispārējas īpašības
Viena no svarīgākajām organisko biomolekulu īpašībām ir to daudzpusība struktūru veidošanā. Šī milzīgā organisko variantu daudzveidība, kas var pastāvēt, ir saistīta ar privileģēto pozīciju, ko nodrošina oglekļa atoms otrā perioda centrā.
Oglekļa atomam augstākajā enerģijas līmenī ir četri elektroni. Pateicoties vidējai elektronegativitātei, tas spēj veidot saites ar citiem oglekļa atomiem, veidojot dažādas formas un garuma ķēdes, atvērtas vai slēgtas, ar vienkāršām, divkāršām vai trīskāršām saitēm iekšpusē.
Tāpat oglekļa atoma vidējā elektronegativitāte ļauj tai veidot saites ar citiem atomiem, kas nav ogleklis, piemēram, elektropozitīviem (ūdeņradis) vai elektronegatīviem (skābeklis, slāpeklis, sērs, cita starpā).
Šī saistīšanas īpašība ļauj oglekļa atomus klasificēt kā primāros, sekundāros, terciāros vai kvaternāros atkarībā no oglekļa atomu skaita, ar kuru tie ir saistīti. Šī klasifikācijas sistēma nav atkarīga no saitē iesaistīto valenču skaita.
Klasifikācija un funkcijas
Organiskās molekulas tiek iedalītas četrās galvenajās grupās: olbaltumvielas, ogļhidrāti, lipīdi un nukleīnskābes. Tālāk mēs tās sīkāk aprakstīsim:
- Olbaltumvielas
Olbaltumvielas veido organisko molekulu grupu, ko vislabāk definējuši un raksturojuši biologi. Šīs plašās zināšanas galvenokārt ir saistītas ar to atšķiršanas un raksturošanas vieglumu, salīdzinot ar pārējām trim organiskajām molekulām.
Olbaltumvielām ir plašs bioloģisko lomu klāsts. Tās var kalpot kā transporta, strukturālas un pat katalītiskas molekulas. Pēdējo grupu veido enzīmi.
Strukturālie bloki: aminoskābes
Aminoskābes ir olbaltumvielu pamatelementi. Dabā sastopami 20 aminoskābju veidi, katram no tiem ir savas precīzi definētas fizikāli ķīmiskās īpašības.
Šīs molekulas tiek klasificētas kā alfa-aminoskābes, jo tām vienā un tajā pašā oglekļa atomā ir aizvietotāji gan primārā aminogrupa, gan karbonskābes grupa. Vienīgais izņēmums no šī noteikuma ir aminoskābe prolīns, kas tiek klasificēta kā alfa-aminoskābe sekundārās aminogrupas klātbūtnes dēļ.
Lai veidotos olbaltumvielas, šiem "būvblokiem" ir jāpolimerizējas, un tie to dara, veidojot peptīdu saiti. Olbaltumvielu ķēdes veidošanās ietver vienas ūdens molekulas elimināciju uz katru peptīdu saiti. Šī saite tiek attēlota kā CO-NH.
Papildus tam, ka aminoskābes ir olbaltumvielu sastāvdaļa, tās tiek uzskatītas par enerģijas metabolītiem, un daudzas no tām ir svarīgi uztura elementi.
Aminoskābju īpašības
Katrai aminoskābei ir sava masa un vidējais izskats olbaltumvielās. Turklāt katrai ir pK vērtība alfa-karbonskābei, alfa-aminogrupām un sānu grupai.
Karbonskābju grupu pK vērtības ir aptuveni 2,2; savukārt alfa-aminogrupu pK vērtības ir tuvu 9,4. Šī īpašība noved pie tipiskas aminoskābju strukturālas iezīmes: fizioloģiskā pH līmenī abas grupas ir jonu formā.
Kad molekulā ir pretēji lādētas grupas, tās sauc par dipola joniem vai cviterjoniem. Tāpēc aminoskābe var darboties kā skābe vai bāze.
Lielākajai daļai alfa aminoskābju kušanas temperatūra ir aptuveni 300 °C. Tās vieglāk šķīst polārā vidē nekā nepolāros šķīdinātājos. Lielākā daļa no tām diezgan labi šķīst ūdenī.
Olbaltumvielu struktūra
Lai noteiktu konkrēta proteīna funkciju, ir jānosaka tā struktūra — tas ir, trīsdimensiju attiecības starp atomiem, kas veido attiecīgo proteīnu. Proteīniem ir noteikti četri strukturālās organizācijas līmeņi:
Primārā struktūra : attiecas uz aminoskābju secību, kas veido olbaltumvielu, izslēdzot jebkādu konformāciju, ko varētu atbalstīt tās sānu ķēdes.
Sekundārā struktūra : veidojas, pateicoties mugurkaula atomu lokālajam telpiskajam izvietojumam. Arī šajā gadījumā sānu ķēžu konformācija netiek ņemta vērā.
Terciārā struktūra : attiecas uz visa proteīna trīsdimensiju struktūru. Lai gan var būt grūti noteikt skaidru robežu starp terciāro un sekundāro struktūru, noteiktas konformācijas (piemēram, spirāļu, salocītu asmeņu un pagriezienu klātbūtne) tiek izmantotas, lai unikāli apzīmētu sekundārās struktūras.
Kvaternārā struktūra : tiek piemērots olbaltumvielām, kas sastāv no vairākām apakšvienībām, tas ir, divām vai vairākām atsevišķām polipeptīdu ķēdēm. Šīs vienības var mijiedarboties, izmantojot kovalentos spēkus vai disulfīda saites. Apakšvienību telpiskais izvietojums nosaka kvaternāro struktūru.
-Ogļhidrāti
Ogļhidrāti, ogļhidrāti vai saharīdi (no grieķu saknēm sakharón, kas nozīmē cukuru) ir visizplatītākā organisko molekulu klase uz planētas Zeme.
To struktūru var secināt no nosaukuma "ogļhidrāti", jo tās ir molekulas ar formulu (CH 2 O) n , Kur n ir lielāks par 3.
Ogļhidrātiem ir dažādas funkcijas. Viena no galvenajām ir strukturālā, īpaši augos. Augu valstī celuloze ir galvenais strukturālais materiāls, kas veido 80% no ķermeņa sausnas svara.
Vēl viena svarīga funkcija ir tās enerģijas loma. Polisaharīdi, piemēram, ciete un glikogēns, ir svarīgi barības vielu rezervju avoti.
Klasifikācija
Ogļhidrātu pamatvienības ir monosaharīdi jeb vienkāršie cukuri. Tie ir iegūti no lineāras ķēdes aldehīdiem vai ketoniem un daudzvērtīgiem spirtiem.
Tos klasificē pēc to karbonilgrupas ķīmiskā sastāva aldozēs un ketozēs. Tos klasificē arī pēc oglekļa atomu skaita.
Monosaharīdi grupējas kopā, veidojot oligosaharīdus, kas bieži sastopami saistībā ar cita veida organiskām molekulām, piemēram, olbaltumvielām un lipīdiem. Tos klasificē kā homopolisaharīdus vai heteropolisaharīdus atkarībā no tā, vai tie sastāv no vieniem un tiem pašiem monosaharīdiem (pirmajiem) vai dažādiem.
Turklāt tos klasificē arī pēc monosaharīda veida, kas tos veido. Glikāni ir glikozes polimēri, galaktozes polimēri ir galaktāni utt.
Polisaharīdiem piemīt īpatnība veidot lineāras un sazarotas ķēdes, jo glikozīdiskās saites var veidoties ar jebkuru no monosaharīda hidroksilgrupām.
Ja ir saistīts lielāks skaits monosaharīdu vienību, mēs runājam par polisaharīdiem.
-Lipīdi
Lipīdi (no grieķu valodas lipos, (tas nozīmē taukus) ir organiskas molekulas, kas nešķīst ūdenī un šķīst neorganiskos šķīdinātājos, piemēram, hloroformā. Tās veido taukus, eļļas, vitamīnus, hormonus un bioloģiskās membrānas.
Klasifikācija
Taukskābes : ir karbonskābes ar ievērojama garuma ogļūdeņražu ķēdēm. Fizioloģiski tās reti sastopamas brīvā veidā, jo vairumā gadījumu tās ir esterificētas.
Dzīvniekos un augos tos bieži atrodam nepiesātinātā formā (veidojot dubultsaites starp oglekļa atomiem) un polinepiesātinātā veidā (ar divām vai vairākām dubultsaitēm).
Triacilglicerīni : Tos sauc arī par triglicerīdiem vai neitrāliem taukiem, un tie veido lielāko daļu dzīvnieku un augu tauku un eļļu. To galvenā funkcija ir uzkrāt enerģiju dzīvnieku organismā, jo tiem ir specializētas šūnas enerģijas uzglabāšanai.
Tās klasificē pēc taukskābju atlikumu identitātes un pozīcijas. Augu eļļas istabas temperatūrā parasti ir šķidras un ir bagātākas ar taukskābju atlikumiem ar dubultām un trīskāršām saitēm starp to oglekļa atomiem.
No otras puses, dzīvnieku tauki istabas temperatūrā ir cieti, un nepiesātināto oglekļa atomu skaits ir mazs.
Glicerofosfolipīdi Pazīstami arī kā fosfoglicerīdi, tie ir lipīdu membrānu galvenās sastāvdaļas.
Glicerofosfolipīdiem ir nepolāra jeb hidrofoba "aste" un polāra jeb hidrofila "galva". Šīs struktūras ir sagrupētas divslānī, kur astes ir vērstas uz iekšu, veidojot membrānas. Šajās membrānās ir iekļauta virkne olbaltumvielu.
Sfingolipīdi : ir lipīdi, kas atrodami ļoti mazos daudzumos. Tie ir arī membrānu sastāvdaļa un ir iegūti no sfingozīna, dihidrosfingozīna un to analogiem.
Holesterīns Dzīvniekiem tā ir galvenā membrānu sastāvdaļa, kas maina to īpašības, piemēram, plūstamību. Tā ir atrodama arī šūnu organellu membrānās. Tā ir svarīgs steroīdo hormonu priekštecis, kas iesaistīts seksuālajā attīstībā.
-Nukleīnskābes
Nukleīnskābes ir DNS un dažādie RNS veidi. DNS ir atbildīga par visas ģenētiskās informācijas glabāšanu, kas nodrošina dzīvo organismu attīstību, augšanu un uzturēšanu.
Savukārt RNS piedalās DNS kodētās ģenētiskās informācijas pārnesē uz olbaltumvielu molekulām. Klasiski izšķir trīs RNS veidus: ziņneša, pārneses un ribosomu. Tomēr vairākām mazām RNS ir regulējošas funkcijas.
Strukturālie bloki: nukleotīdi
Nukleīnskābju, DNS un RNS, pamatelementi ir nukleotīdi. Ķīmiski tie ir pentozes fosfāta esteri, kuros slāpekļa bāze ir piesaistīta pirmajam oglekļa atomam. Var atšķirt ribonukleotīdus un dezoksiribonukleotīdus.
Šīs molekulas ir plaknes, aromātiskas un heterocikliskas. Ja fosfātu grupa nav klāt, nukleotīds tiek pārdēvēts par nukleozīdu.
Papildus to lomai kā monomēriem nukleīnskābēs, šīs molekulas ir bioloģiski visuresošas un piedalās ievērojamā skaitā procesu.
Nukleozīdu trifosfāti ir enerģiju saturoši produkti, līdzīgi ATP, un tiek izmantoti kā enerģijas valūta šūnu reakcijās. Tie ir svarīga koenzīma NAD sastāvdaļa. + , NADP + , FMN, FAD un koenzīms A. Visbeidzot, tie ir dažādu metabolisma ceļu regulējoši elementi.
Eksemplāri
Ir neskaitāmi daudz organisko molekulu piemēru. Zemāk ir aplūkoti ievērojamākie un bioķīmiķu pētītie:
Hemoglobīns
Hemoglobīns, sarkanais pigments asinīs, ir klasisks olbaltumvielu piemērs. Pateicoties tā plašajai izplatībai un vieglajai izolēšanai, tas ir pētīts kopš seniem laikiem.
Tas ir proteīns, kas sastāv no četrām apakšvienībām, un tāpēc tas ietilpst tetramēriskajā klasifikācijā ar divām alfa un divām beta vienībām. Hemoglobīna apakšvienības ir saistītas ar nelielu proteīnu, kas atbild par skābekļa uzņemšanu muskuļos: mioglobīnu.
Hēma grupa ir porfirīna atvasinājums. Tā raksturo hemoglobīnu un ir tā pati grupa, kas atrodama citohromos. Hēma grupa ir atbildīga par asiņu raksturīgo sarkano krāsu un ir fizikālais reģions, kur katrs globīna monomērs saistās ar skābekli.
Šī proteīna galvenā funkcija ir transportēt skābekli no orgāna, kas atbild par gāzu apmaiņu, – ko sauc par plaušām, žaunām vai ādu – uz kapilāriem, lai to izmantotu elpošanā.
Celuloze
Celuloze ir lineārs polimērs, kas sastāv no D-glikozes apakšvienībām, kas savienotas ar beta 1,4 saitēm. Tāpat kā lielākajai daļai polisaharīdu, tiem nav maksimālā izmēra ierobežojuma. Tomēr tie vidēji satur aptuveni 15.000 XNUMX glikozes atlikumu.
Tā ir augu šūnu sieniņu sastāvdaļa. Pateicoties celulozei, tās ir stingras un ļauj tām tikt galā ar osmotisko stresu. Līdzīgi lielākos augos, piemēram, kokos, celuloze nodrošina atbalstu un stabilitāti.
Lai gan galvenokārt saistīti ar augiem, dažiem dzīvniekiem, ko sauc par tunikātiem, to struktūrā ir celuloze.
Tiek lēsts, ka vidēji 10 15 Gadā tiek sintezēti un noārdīti kg celulozes.
Bioloģiskās membrānas
Bioloģiskās membrānas galvenokārt sastāv no divām biomolekulām: lipīdiem un olbaltumvielām. Lipīdu telpiskā konformācija ir divslāņu formas, ar hidrofobām astes, kas vērstas uz iekšu, un hidrofilām galviņām, kas vērstas uz āru.
Membrāna ir dinamiska vienība, un tās sastāvdaļas bieži kustas.
Atsauces
- Aracil, CB, Rodríguez, MP, Magraner, JP un Pérez, RS (2011). Bioķīmijas pamati Valensijas Universitāte.
- Battaner Arias, E. (2014). Enzimoloģijas apkopojums Salamankas Universitātes izdevumi.
- Berg, J. M., Stryer, L. un Tymoczko, J. L. (2007). Bioķīmija Es braucu atpakaļgaitā.
- Devlin, T. M. (2004). Bioķīmija: rokasgrāmata ar klīniskiem pielietojumiem Es braucu atpakaļgaitā.
- Diazs, A. P. un Pena, A. (1988). Bioķīmija Redakcijas Limusa.
- Macarulla, JM un Goñi, FM (1994). Cilvēka bioķīmija: pamatkurss Es braucu atpakaļgaitā.
- Müller – Esterl, W. (2008). Bioķīmijas pamati medicīnā un dzīvības zinātnēs Es braucu atpakaļgaitā.
- Teijón, JM (2006). Strukturālās bioķīmijas pamati Tébar redakcijas sleja.