Organiske biomolekyler er kjemiske forbindelser som finnes i levende vesener og som utfører essensielle funksjoner for å opprettholde liv. De består hovedsakelig av karbon, hydrogen, oksygen og nitrogen, og kan også inneholde fosfor, svovel og andre elementer. Disse molekylene faller inn i fire hovedkategorier: karbohydrater, lipider, proteiner og nukleinsyrer. Hver av dem har spesifikke egenskaper og utfører viktige funksjoner for organismenes funksjon. Noen eksempler på organiske biomolekyler inkluderer glukose, fettsyrer, enzymer og DNA. Ved å forstå strukturen og funksjonen til disse molekylene kan vi bedre forstå de biologiske prosessene som forekommer i levende vesener.
Hovedkarakteristikker ved biomolekyler: lær om de grunnleggende egenskapene til disse forbindelsene som er essensielle for liv.
Biomolekyler er organiske forbindelser som er essensielle for liv, og som finnes i alle levende vesener. De utfører flere viktige funksjoner, inkludert strukturelle, energiske og katalytiske funksjoner, blant annet. Å forstå hovedegenskapene til disse molekylene er avgjørende for å forstå kompleksiteten i biologiske prosesser.
En av hovedegenskapene til biomolekyler er deres strukturelle kompleksitet. De er sammensatt av atomer av karbon, hydrogen, oksygen, nitrogen og i noen tilfeller fosfor og svovel. Disse elementene er organisert på spesifikke måter og danner molekyler med forskjellige former og funksjoner.
Videre har biomolekyler forskjellige organisasjonsnivåer. De kan klassifiseres i fire hovedgrupper: karbohydrater, lipider, proteiner og nukleinsyrer. Hver gruppe utfører spesifikke funksjoner i organismen og er essensiell for å opprettholde liv.
En annen viktig egenskap ved biomolekyler er deres evne til å samhandle. De kan binde seg til hverandre og danne mer komplekse strukturer, som cellemembraner, organeller og vev. Disse samhandlingene er essensielle for at organismer skal fungere ordentlig.
Til slutt er biomolekyler svært reaktive og deltar i ulike kjemiske reaksjoner i kroppen. De kan brytes ned og syntetiseres for å gi energi, bygge cellestrukturer og utføre diverse andre viktige funksjoner.
Kort sagt er biomolekyler organiske forbindelser som er essensielle for liv, med strukturell kompleksitet, varierende organisasjonsnivåer, en evne til interaksjon og høy reaktivitet. Å forstå disse egenskapene er avgjørende for å forstå hvor viktige disse forbindelsene er for å opprettholde liv.
Biomolekylers betydning: lær om deres essensielle funksjoner for menneskekroppen.
Biomolekyler er organiske molekyler som finnes i levende vesener og utfører essensielle funksjoner for menneskekroppen. De er grunnleggende for å opprettholde livet, ettersom de er involvert i ulike metabolske og strukturelle prosesser som sikrer at kroppen fungerer som den skal.
De viktigste organiske biomolekylene som finnes i kroppen vår inkluderer karbohydrater, proteiner, lipider og nukleinsyrer. Hver av disse har spesifikke funksjoner som er essensielle for vår overlevelse.
Os karbohydrater, for eksempel, er den viktigste energikilden for celler og spiller også en viktig strukturell rolle i noen cellulære strukturer. proteiner er ansvarlige for dannelsen av vev, transport av stoffer og funksjonen til enzymer. lipider virke på energireserver, varmeisolasjon og dannelse av cellemembraner. Til slutt, nukleinsyrer er essensielle for lagring og overføring av genetisk informasjon.
I tillegg til disse biomolekylene finnes det også andre organiske stoffer som vitaminer og hormoner, som utfører regulerende funksjoner i kroppen. Alle disse molekylene samarbeider for å sikre kroppens balanse og helse.
Derfor er det grunnleggende å forstå viktigheten av biomolekyler for å forstå hvordan kroppen vår fungerer og hvordan vi kan opprettholde helsen vår. Et balansert og næringsrikt kosthold er avgjørende for å sikre tilstrekkelig inntak av disse stoffene som er essensielle for vår overlevelse.
Lær om de fire hovedgruppene av biomolekyler som finnes i levende vesener.
Organiske biomolekyler er komplekse molekyler som er essensielle for levende veseners liv. De utfører viktige funksjoner i organismen, som å gi energi, danne cellestrukturer og regulere metabolske prosesser. Det finnes fire hovedgrupper av biomolekyler i levende vesener: karbohydrater, proteiner, lipider e nukleinsyrer.
Os karbohydrater De er den viktigste energikilden for celler og finnes i matvarer som brød, pasta og frukt. De består av karbon, hydrogen og oksygen og kan klassifiseres som monosakkarider, disakkarider og polysakkarider.
As proteiner er essensielle for cellenes struktur og funksjon. De er bygd opp av aminosyrer og utfører ulike funksjoner i kroppen, som transport av stoffer, immunforsvar og muskelkontraksjon.
Os lipider er molekyler som spiller en viktig rolle i strukturen til cellemembraner og i energilagring. De inkluderer stoffer som fett, oljer og fosfolipider.
Os nukleinsyrer er ansvarlige for lagring og overføring av genetisk informasjon. De er bygd opp av nukleotider og finnes i DNA og RNA, som er essensielle for proteinsyntese og cellereplikasjon.
Kort sagt, organiske biomolekyler er grunnleggende for levende veseners liv, og spiller viktige roller i ulike biologiske prosesser. Det er viktig å opprettholde et balansert kosthold for å sikre tilstrekkelig inntak av disse biomolekylene og opprettholde kroppens helse.
Relevansen av organiske biomolekyler for å opprettholde menneskeliv.
Organiske biomolekyler spiller en grunnleggende rolle i å opprettholde menneskers liv, og er essensielle for at organismen skal fungere ordentlig. Disse molekylene er sammensatt av karbon og andre elementer som hydrogen, oksygen, nitrogen, fosfor og svovel, og finnes i alle kjente livsformer.
De viktigste organiske biomolekylene er karbohydrater, lipider, proteiner og nukleinsyrer. Hver av disse klassene av forbindelser har spesifikke funksjoner i kroppen, og bidrar til ulike vitale aktiviteter.
Os karbohydrater er den viktigste energikilden for celler, og gir glukosen som er nødvendig for cellemetabolismen. lipider spiller en viktig rolle i cellemembranenes struktur, energilagring og hormonproduksjon.
As proteinerer igjen essensielle molekyler for konstruksjon og vedlikehold av kroppsvev, og fungerer som enzymer, transportører av stoffer og komponenter i immunsystemet. Til slutt er nukleinsyrer, som DNA og RNA, ansvarlige for overføring og uttrykk av gener, og er grunnleggende for arvelighet og proteinsyntese.
Organiske biomolekyler utfører dermed viktige funksjoner i menneskekroppen, og sikrer at alle kroppssystemer fungerer som de skal. Å opprettholde et balansert og næringsrikt kosthold er viktig for å sikre biomolekylenes integritet og riktige funksjon, og dermed individets helse og velvære.
Organiske biomolekyler: egenskaper, funksjoner og eksempler
As organiske biomolekyler De finnes i alle levende vesener og er karakterisert av en karbonbasert struktur. Sammenlignet med uorganiske molekyler er organiske molekyler mye mer komplekse når det gjelder struktur. Dessuten er de mye mer varierte.
De klassifiseres som proteiner, karbohydrater, lipider og nukleinsyrer. Funksjonene deres er ekstremt varierte. Proteiner deltar som strukturelle, funksjonelle og katalytiske elementer. Karbohydrater har også strukturelle funksjoner og er den primære energikilden for organiske vesener.
Lipider er viktige komponenter i biologiske membraner og andre stoffer, som hormoner. De fungerer også som energilagringselementer. Til slutt inneholder nukleinsyrer – DNA og RNA – all informasjonen som er nødvendig for utvikling og vedlikehold av levende vesener.
Generelle funksjoner
En av de viktigste egenskapene til organiske biomolekyler er deres allsidighet i å danne strukturer. Dette enorme mangfoldet av organiske varianter som kan eksistere skyldes den privilegerte posisjonen som karbonatomet gir i sentrum av den andre perioden.
Karbonatomet har fire elektroner på sitt høyeste energinivå. Takket være sin gjennomsnittlige elektronegativitet er det i stand til å danne bindinger med andre karbonatomer, og danne kjeder av forskjellige former og lengder, åpne eller lukkede, med enkelt-, dobbelt- eller trippelbindinger inni.
På samme måte tillater den gjennomsnittlige elektronegativiteten til karbonatomet at det kan danne bindinger med andre atomer enn karbon, slik som elektropositive (hydrogen) eller elektronegative (oksygen, nitrogen, svovel, blant andre).
Denne bindingsegenskapen gjør at karbonatomer kan klassifiseres som primære, sekundære, tertiære eller kvaternære, avhengig av antall karbonatomer de er bundet til. Dette klassifiseringssystemet er uavhengig av antall valenser involvert i bindingen.
Klassifisering og funksjoner
Organiske molekyler er klassifisert i fire hovedgrupper: proteiner, karbohydrater, lipider og nukleinsyrer. Vi vil beskrive dem i detalj nedenfor:
-Proteiner
Proteiner utgjør den gruppen av organiske molekyler som er best definert og karakterisert av biologer. Denne omfattende kunnskapen skyldes først og fremst hvor enkle de er å isolere og karakterisere – sammenlignet med de tre andre organiske molekylene.
Proteiner spiller en rekke biologiske roller. De kan tjene som transport-, struktur- og til og med katalytiske molekyler. Den sistnevnte gruppen består av enzymer.
Strukturelle byggesteiner: aminosyrer
Byggesteinene i proteiner er aminosyrer. I naturen finner vi 20 typer aminosyrer, hver med sine egne veldefinerte fysisk-kjemiske egenskaper.
Disse molekylene klassifiseres som alfa-aminosyrer fordi de har en primær aminogruppe og en karboksylsyregruppe som substituenter på samme karbonatom. Det eneste unntaket fra denne regelen er aminosyren prolin, som klassifiseres som en alfa-aminosyre på grunn av tilstedeværelsen av en sekundær aminogruppe.
For å danne proteiner må disse «byggeklossene» polymerisere, og de gjør det ved å danne en peptidbinding. Dannelsen av en proteinkjede innebærer eliminering av et vannmolekyl per peptidbinding. Denne bindingen er representert som CO-NH.
I tillegg til å være en del av proteiner, regnes noen aminosyrer som energimetabolitter, og mange av dem er essensielle næringsstoffer.
Egenskaper til aminosyrer
Hver aminosyre har sin egen masse og gjennomsnittlige utseende i proteiner. Videre har hver en pK-verdi for alfa-karboksylsyren, alfa-aminogruppene og sidegruppen.
pK-verdiene til karboksylsyregruppene er omtrent 2,2, mens alfa-aminogruppene har pK-verdier nær 9,4. Denne egenskapen fører til et typisk strukturelt trekk ved aminosyrer: ved fysiologisk pH er begge gruppene i form av et ion.
Når et molekyl bærer motsatt ladede grupper, kalles 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 løses lettere opp i polare miljøer enn i ikke-polare løsningsmidler. De fleste er ganske løselige i vann.
Proteinstruktur
For å spesifisere funksjonen til et spesifikt protein, er det nødvendig å bestemme dets struktur – det vil si det tredimensjonale forholdet mellom atomene som utgjør det aktuelle proteinet. Fire nivåer av strukturell organisering er bestemt for proteiner:
Primærstruktur : refererer til sekvensen av aminosyrer som danner proteinet, eksklusive enhver konformasjon som sidekjedene kan støtte.
Sekundærstruktur : dannes av den lokale romlige arrangementet av ryggradsatomene. Igjen tas ikke konformasjonen av sidekjedene med i betraktningen.
Tertiær struktur : refererer til den tredimensjonale strukturen til hele proteinet. Selv om det kan være vanskelig å etablere et klart skille mellom tertiær og sekundær struktur, brukes definerte konformasjoner (som tilstedeværelsen av helikser, brettede blader og svinger) for å unikt betegne sekundære strukturer.
Kvartær struktur : anvendt på proteiner som er sammensatt av flere underenheter, det vil si to eller flere individuelle polypeptidkjeder. Disse enhetene kan samhandle gjennom kovalente krefter eller disulfidbindinger. Den romlige plasseringen av underenhetene bestemmer den kvaternære strukturen.
-Karbohydrater
Karbohydrater, karbohydrater eller sakkarider (fra de greske røttene sakcharón, som betyr sukker) er den mest tallrike klassen av organiske molekyler på planeten Jorden.
Strukturen deres kan utledes fra navnet «karbohydrater», ettersom de er molekyler med formelen (CH 2 O) n , Hvor n er større enn 3.
Karbohydrater har varierte funksjoner. En av de viktigste er strukturell, spesielt i planter. I planteriket er cellulose det viktigste strukturelle materialet, og står for 80 % av kroppens tørrvekt.
En annen viktig funksjon er dens energirolle. Polysakkarider, som stivelse og glykogen, er viktige kilder til næringsreserver.
Klassifisering
De grunnleggende enhetene i karbohydrater er monosakkarider, eller enkle sukkerarter. Disse er avledet fra rettkjedede aldehyder eller ketoner og flerverdige alkoholer.
De klassifiseres i henhold til den kjemiske naturen til karbonylgruppen sin i aldoser og ketoser. De klassifiseres også i henhold til antall karbonatomer.
Monosakkarider grupperer seg sammen for å danne oligosakkarider, ofte funnet i forbindelse med andre typer organiske molekyler, som proteiner og lipider. Disse klassifiseres som homopolysakkarider eller heteropolysakkarider, avhengig av om de er sammensatt av de samme monosakkaridene (førstnevnte) eller forskjellige.
Videre klassifiseres de også etter typen monosakkarid de er laget av. Glukaner er polymerer av glukose, galaktosepolymerer er galaktaner, og så videre.
Polysakkarider har den spesielle egenskapen at de danner lineære og forgrenede kjeder, siden glykosidbindinger kan dannes med hvilken som helst av hydroksylgruppene som finnes i monosakkaridet.
Når et større antall monosakkaridenheter er assosiert, snakker vi om polysakkarider.
-Lipider
Lipider (fra gresk lipos, som betyr fett) er organiske molekyler som er uløselige i vann og løselige i uorganiske løsningsmidler, som kloroform. Disse utgjør fett, oljer, vitaminer, hormoner og biologiske membraner.
Klassifisering
Fettsyrer : er karboksylsyrer med hydrokarbonkjeder av betydelig lengde. Fysiologisk er det sjelden å finne dem frie, da de i de fleste tilfeller er forestret.
Hos dyr og planter finner vi dem ofte i umettet form (som danner dobbeltbindinger mellom karbonatomer) og flerumettet form (med to eller flere dobbeltbindinger).
Triacylglyseroler : De kalles også triglyserider eller nøytrale fettsyrer, og utgjør majoriteten av fett og oljer som finnes i dyr og planter. Hovedfunksjonen deres er å lagre energi hos dyr, som har spesialiserte celler for lagring.
De klassifiseres etter identiteten og plasseringen av fettsyrerestene. Vegetabilske oljer er vanligvis flytende ved romtemperatur og er rikere på fettsyrerester med dobbelt- og trippelbindinger mellom karbonatomene.
På den annen side er animalsk fett fast ved romtemperatur, og antallet umettede karbonatomer er lavt.
Glyserofosfolipider : også kjent som fosfoglyserider, de er hovedkomponentene i lipidmembraner.
Glyserofosfolipider har en ikke-polar, eller hydrofob, «hale» og et polart, eller hydrofilt, «hode». Disse strukturene er gruppert i et dobbeltlag, med halene pekende innover, for å danne membraner. Inne i disse membranene er en rekke proteiner innlemmet.
Sfingolipider : er lipider som finnes i svært lave mengder. De er også en del av membraner og er avledet fra sfingosin, dihydrosfingosin og deres motparter.
kolesterol Hos dyr er det en dominerende komponent i membraner, og modifiserer deres egenskaper, som for eksempel fluiditet. Det finnes også i membranene til celleorganeller. Det er en viktig forløper for steroidhormoner, involvert i seksuell utvikling.
-Nukleinsyrer
Nukleinsyrer er DNA og de forskjellige typene RNA som finnes. DNA er ansvarlig for å lagre all genetisk informasjon, som muliggjør utvikling, vekst og vedlikehold av levende organismer.
RNA, derimot, deltar i overføringen av genetisk informasjon kodet i DNA til proteinmolekyler. Klassisk sett skilles det mellom tre typer RNA: budbringer-RNA, overførings-RNA og ribosomalt RNA. Imidlertid har flere små RNA-er regulatoriske funksjoner.
Strukturelle byggesteiner: nukleotider
Byggesteinene i nukleinsyrer, DNA og RNA, er nukleotider. Kjemisk sett er de pentosefosfatestere, der en nitrogenholdig base er bundet til det første karbonatomet. Vi kan skille mellom ribonukleotider og deoksyribonukleotider.
Disse molekylene er plane, aromatiske og heterosykliske. Når fosfatgruppen er fraværende, omdøpes nukleotidet til et nukleosid.
I tillegg til sin rolle som monomerer i nukleinsyrer, er disse molekylene biologisk allestedsnærværende og deltar i et betydelig antall prosesser.
Nukleosidtrifosfater er energirike produkter, som ATP, og brukes som energikilde for cellulære reaksjoner. De er en viktig komponent i koenzymene NAD. + , NADP + , FMN, FAD og koenzym A. Til slutt er de regulatoriske elementer i forskjellige metabolske veier.
Eksempler
Det finnes utallige eksempler på organiske molekyler. De mest fremtredende og studerte av biokjemikere diskuteres nedenfor:
Hemoglobin
Hemoglobin, det røde pigmentet i blodet, er et klassisk eksempel på et protein. Takket være dets utbredte distribusjon og enkle isolering har det blitt studert siden antikken.
Det er et protein som består av fire underenheter og faller derfor inn under den tetrameriske klassifiseringen, med to alfa- og to beta-enheter. Hemoglobin-underenheter er relatert til et lite protein som er ansvarlig for oksygenopptak i muskler: myoglobin.
Hemgruppen er et porfyrinderivat. Dette karakteriserer hemoglobin og er den samme gruppen som finnes i cytokromer. Hemgruppen er ansvarlig for den karakteristiske røde fargen på blod og er det fysiske området der hver globinmonomer binder seg til oksygen.
Hovedfunksjonen til dette proteinet er å transportere oksygen fra organet som er ansvarlig for gassutveksling – kalt lunger, gjeller eller hud – til kapillærene, for å brukes i respirasjon.
Cellulose
Cellulose er en lineær polymer som består av D-glukose-subenheter bundet sammen av beta-1,4-bindinger. Som de fleste polysakkarider har de ingen maksimal størrelsesgrense. Imidlertid har de et gjennomsnitt på rundt 15.000 XNUMX glukoserester.
Det er komponenten i plantecellevegger. Takket være cellulose er de stive og lar dem takle osmotisk stress. På samme måte gir cellulose støtte og stabilitet i større planter, som trær.
Selv om de hovedsakelig er i slekt med planter, har noen dyr kalt tunicater cellulose i strukturen.
Det er anslått at et gjennomsnitt på 10 den 15 kg cellulose syntetiseres – og brytes ned – per år.
Biologiske membraner
Biologiske membraner består hovedsakelig av to biomolekyler: lipider og proteiner. Den romlige konformasjonen til lipider er dobbeltlagsformet, med hydrofobe haler som peker innover og hydrofile hoder som peker utover.
Membranen er en dynamisk enhet, og komponentene i den gjennomgår hyppige bevegelser.
Referanser
- Aracil, CB, Rodríguez, MP, Magraner, JP og Pérez, RS (2011). Grunnleggende om biokjemi Universitetet i Valencia.
- Battaner Arias, E. (2014). Kompendium av enzymologi Utgaver fra Universitetet i Salamanca.
- Berg, J.M., Stryer, L., & Tymoczko, J.L. (2007). Biokjemi Jeg snudde
- Devlin, T. M. (2004). Biokjemi: en manual med kliniske anvendelser Jeg snudde
- Diaz, A.P., og Pena, A. (1988). Biokjemi Redaksjonell Limusa.
- Macarulla, JM og Goñi, FM (1994). Human biokjemi: grunnkurs Jeg snudde
- Müller – Esterl, W. (2008). Biokjemiens grunnprinsipper for medisin og biovitenskap Jeg snudde
- Teijón, JM (2006). Grunnleggende om strukturell biokjemi Tébar-lederartikkel.