Biomoleculele organice sunt compuși chimici prezenți în ființele vii care îndeplinesc funcții esențiale pentru menținerea vieții. Sunt compuse în principal din carbon, hidrogen, oxigen și azot și pot conține, de asemenea, fosfor, sulf și alte elemente. Aceste molecule se împart în patru categorii principale: carbohidrați, lipide, proteine și acizi nucleici. Fiecare are caracteristici specifice și îndeplinește funcții vitale pentru funcționarea organismelor. Câteva exemple de biomolecule organice includ glucoza, acizii grași, enzimele și ADN-ul. Prin înțelegerea structurii și funcției acestor molecule, putem înțelege mai bine procesele biologice care au loc în ființele vii.
Principalele caracteristici ale biomoleculelor: aflați despre proprietățile fundamentale ale acestor compuși esențiali pentru viață.
Biomoleculele sunt compuși organici esențiali vieții, prezenți în toate ființele vii. Acestea îndeplinesc mai multe funcții vitale, inclusiv funcții structurale, energetice și catalitice, printre altele. Înțelegerea principalelor caracteristici ale acestor molecule este esențială pentru înțelegerea complexității proceselor biologice.
Una dintre principalele caracteristici ale biomoleculelor este complexitatea lor structurală. Sunt compuse din atomi de carbon, hidrogen, oxigen, azot și, în unele cazuri, fosfor și sulf. Aceste elemente sunt organizate în moduri specifice, formând molecule cu forme și funcții diferite.
În plus, biomoleculele au diferite niveluri de organizare. Acestea pot fi clasificate în patru grupe principale: carbohidrați, lipide, proteine și acizi nucleici. Fiecare grupă îndeplinește funcții specifice în organism și este esențială pentru menținerea vieții.
O altă caracteristică importantă a biomoleculelor este capacitatea lor de a interacționa. Se pot lega între ele și pot forma structuri mai complexe, cum ar fi membranele celulare, organitele și țesuturile. Aceste interacțiuni sunt esențiale pentru buna funcționare a organismelor.
În cele din urmă, biomoleculele sunt extrem de reactive și participă la diverse reacții chimice din organism. Ele pot fi descompuse și sintetizate pentru a furniza energie, a construi structuri celulare și a îndeplini diverse alte funcții vitale.
Pe scurt, biomoleculele sunt compuși organici esențiali vieții, care prezintă complexitate structurală, niveluri variate de organizare, capacitate de interacțiune și reactivitate ridicată. Înțelegerea acestor caracteristici este crucială pentru înțelegerea importanței acestor compuși în susținerea vieții.
Importanța biomoleculelor: aflați despre funcțiile lor esențiale pentru corpul uman.
Biomoleculele sunt molecule organice prezente în ființele vii și îndeplinesc funcții esențiale pentru corpul uman. Sunt fundamentale pentru menținerea vieții, deoarece sunt implicate în diverse procese metabolice și structurale care asigură buna funcționare a organismului.
Principalele biomolecule organice găsite în corpul nostru includ carbohidrații, proteinele, lipidele și acizii nucleici. Fiecare dintre acestea are funcții specifice care sunt esențiale pentru supraviețuirea noastră.
Os carbohidrați, de exemplu, sunt principala sursă de energie pentru celule și joacă, de asemenea, un rol structural important în unele structuri celulare. proteine sunt responsabile de formarea țesuturilor, transportul substanțelor și funcționarea enzimelor. lipide acționează în rezervele de energie, izolarea termică și formarea membranelor celulare. În cele din urmă, acizi nucleici sunt esențiale pentru stocarea și transmiterea informației genetice.
Pe lângă aceste biomolecule, există și alte substanțe organice, cum ar fi vitaminele și hormonii, care îndeplinesc funcții de reglare în organism. Toate aceste molecule lucrează împreună pentru a asigura echilibrul și sănătatea corpurilor noastre.
Prin urmare, înțelegerea importanței biomoleculelor este crucială pentru a înțelege cum funcționează corpurile noastre și cum ne putem menține sănătatea. O dietă echilibrată, bogată în nutrienți, este esențială pentru a asigura un aport adecvat al acestor substanțe esențiale pentru supraviețuirea noastră.
Aflați despre cele patru grupuri principale de biomolecule prezente în ființele vii.
Biomoleculele organice sunt molecule complexe esențiale pentru viața ființelor vii. Ele îndeplinesc funcții vitale în organism, cum ar fi furnizarea de energie, formarea structurilor celulare și reglarea proceselor metabolice. Există patru grupe principale de biomolecule prezente în ființele vii: carbohidrați, proteine, lipide e acizi nucleici.
Os carbohidrați Acestea sunt principala sursă de energie pentru celule și sunt prezente în alimente precum pâinea, pastele și fructele. Sunt compuse din carbon, hidrogen și oxigen și pot fi clasificate ca monozaharide, dizaharide și polizaharide.
As proteine sunt esențiale pentru structura și funcționarea celulelor. Sunt compuse din aminoacizi și îndeplinesc diverse funcții în organism, cum ar fi transportul substanțelor, apărarea imună și contracția musculară.
Os lipide sunt molecule care joacă un rol important în structura membranelor celulare și în stocarea energiei. Acestea includ substanțe precum grăsimile, uleiurile și fosfolipidele.
Os acizi nucleici sunt responsabile pentru stocarea și transmiterea informațiilor genetice. Sunt compuse din nucleotide și sunt prezente în ADN și ARN, care sunt esențiale pentru sinteza proteinelor și replicarea celulară.
Pe scurt, biomoleculele organice sunt fundamentale pentru viața ființelor vii, jucând roluri vitale în diverse procese biologice. Este important să se mențină o dietă echilibrată pentru a asigura un aport adecvat al acestor biomolecule și pentru a menține sănătatea organismului.
Relevanța biomoleculelor organice în susținerea vieții umane.
Biomoleculele organice joacă un rol fundamental în susținerea vieții umane, fiind esențiale pentru buna funcționare a organismului. Aceste molecule sunt compuse din carbon și alte elemente precum hidrogen, oxigen, azot, fosfor și sulf și sunt prezente în toate formele de viață cunoscute.
Principalele biomolecule organice sunt carbohidrații, lipidele, proteinele și acizii nucleici. Fiecare dintre aceste clase de compuși are funcții specifice în organism, contribuind la diverse activități vitale.
Os carbohidrați sunt principala sursă de energie a celulelor, furnizând glucoza necesară metabolismului celular. lipide joacă roluri importante în structura membranelor celulare, stocarea energiei și producerea de hormoni.
As proteine, la rândul lor, sunt molecule esențiale pentru construirea și menținerea țesuturilor corporale, acționând ca enzime, transportori de substanțe și componente ale sistemului imunitar. În cele din urmă, acizii nucleici, cum ar fi ADN-ul și ARN-ul, sunt responsabili de transmiterea și exprimarea genelor, fiind fundamentali pentru ereditate și sinteza proteinelor.
Astfel, biomoleculele organice îndeplinesc funcții vitale în corpul uman, asigurând menținerea vieții și buna funcționare a tuturor sistemelor corporale. Menținerea unei diete echilibrate, bogate în nutrienți, este esențială pentru a asigura integritatea și buna funcționare a biomoleculelor și, în consecință, sănătatea și bunăstarea individului.
Biomolecule organice: caracteristici, funcții și exemple
As biomolecule organice Găsite în toate ființele vii, acestea sunt caracterizate printr-o structură pe bază de carbon. Comparativ cu moleculele anorganice, moleculele organice sunt mult mai complexe din punct de vedere structural. În plus, sunt mult mai variate.
Acestea sunt clasificate în proteine, carbohidrați, lipide și acizi nucleici. Funcțiile lor sunt extrem de variate. Proteinele participă ca elemente structurale, funcționale și catalitice. Carbohidrații au, de asemenea, funcții structurale și reprezintă principala sursă de energie pentru ființele organice.
Lipidele sunt componente importante ale membranelor biologice și ale altor substanțe, cum ar fi hormonii. De asemenea, funcționează ca elemente de stocare a energiei. În cele din urmă, acizii nucleici - ADN și ARN - conțin toate informațiile necesare pentru dezvoltarea și menținerea ființelor vii.
Caracteristici generale
Una dintre cele mai importante caracteristici ale biomoleculelor organice este versatilitatea lor în formarea structurilor. Această enormă diversitate de variante organice care pot exista se datorează poziției privilegiate asigurate de atomul de carbon din centrul celei de-a doua perioade.
Atomul de carbon are patru electroni la cel mai înalt nivel energetic. Datorită electronegativității sale medii, este capabil să formeze legături cu alți atomi de carbon, formând lanțuri de diferite forme și lungimi, deschise sau închise, cu legături simple, duble sau triple în interior.
De asemenea, electronegativitatea medie a atomului de carbon îi permite să formeze legături cu alți atomi decât carbonul, cum ar fi electropozitivi (hidrogen) sau electronegativi (oxigen, azot, sulf, printre alții).
Această proprietate de legătură permite clasificarea atomilor de carbon în primari, secundari, terțiari sau cuaternari, în funcție de numărul de atomi de carbon de care sunt legați. Acest sistem de clasificare este independent de numărul de valențe implicate în legătură.
Clasificare și funcții
Moleculele organice sunt clasificate în patru grupe principale: proteine, carbohidrați, lipide și acizi nucleici. Le vom descrie în detaliu mai jos:
-Proteine
Proteinele constituie grupul de molecule organice cel mai bine definit și caracterizat de biologi. Aceste cunoștințe extinse se datorează în primul rând ușurinței lor intrinseci de izolare și caracterizare - în comparație cu celelalte trei molecule organice.
Proteinele joacă o gamă largă de roluri biologice. Pot servi ca molecule de transport, structurale și chiar catalitice. Ultimul grup este compus din enzime.
Blocuri structurale: aminoacizi
Elementele constitutive ale proteinelor sunt aminoacizii. În natură, găsim 20 de tipuri de aminoacizi, fiecare cu proprietăți fizico-chimice bine definite.
Aceste molecule sunt clasificate drept alfa-aminoacizi deoarece au o grupare amino primară și o grupare acid carboxilic ca substituenți pe același atom de carbon. Singura excepție de la această regulă este aminoacidul prolină, care este clasificat drept alfa-aminoacid datorită prezenței unei grupări amino secundare.
Pentru a forma proteine, aceste „blocuri de construcție” trebuie să polimerizeze, iar acest lucru se întâmplă prin formarea unei legături peptidice. Formarea unui lanț proteic implică eliminarea unei molecule de apă per legătură peptidică. Această legătură este reprezentată ca CO-NH.
Pe lângă faptul că fac parte din proteine, unii aminoacizi sunt considerați metaboliți energetici, iar mulți dintre ei sunt elemente nutriționale esențiale.
Proprietățile aminoacizilor
Fiecare aminoacid are propria masă și aspect mediu în proteine. În plus, fiecare are o valoare pK pentru acidul alfa-carboxilic, grupările alfa-amino și gruparea laterală.
Valorile pK ale grupărilor carboxilice sunt de aproximativ 2,2, în timp ce grupările alfa-amino au valori pK apropiate de 9,4. Această caracteristică duce la o caracteristică structurală tipică a aminoacizilor: la pH fiziologic, ambele grupări sunt sub formă de ion.
Când o moleculă poartă grupări cu sarcini opuse, acestea se numesc ioni dipolari sau zwitterioni. Prin urmare, un aminoacid poate acționa fie ca acid, fie ca bază.
Majoritatea aminoacizilor alfa au puncte de topire apropiate de 300°C. Se dizolvă mai ușor în medii polare decât în solvenți nepolari. Majoritatea sunt destul de solubili în apă.
Structura proteinelor
Pentru a specifica funcția unei proteine specifice, este necesar să se determine structura sa - adică relația tridimensională dintre atomii care alcătuiesc proteina în cauză. Au fost determinate patru niveluri de organizare structurală pentru proteine:
Structura primară : se referă la secvența de aminoacizi care formează proteina, excluzând orice conformație pe care o pot susține lanțurile sale laterale.
Structura secundară : se formează prin aranjamentul spațial local al atomilor din structura principală. Din nou, conformația lanțurilor laterale nu este luată în considerare.
Structura terțiară : se referă la structura tridimensională a întregii proteine. Deși poate fi dificil să se stabilească o diviziune clară între structura terțiară și cea secundară, conformațiile definite (cum ar fi prezența helixurilor, a lamelor pliate și a spiralelor) sunt utilizate pentru a desemna în mod unic structurile secundare.
Structura cuaternară : aplicat proteinelor compuse din mai multe subunități, adică două sau mai multe lanțuri polipeptidice individuale. Aceste unități pot interacționa prin forțe covalente sau legături disulfidice. Aranjamentul spațial al subunităților determină structura cuaternară.
-Carbohidrați
Carbohidrați, carbohidrați sau zaharide (din rădăcinile grecești sacharón, adică zahăr) sunt cea mai abundentă clasă de molecule organice de pe planeta Pământ.
Structura lor poate fi dedusă din denumirea „carbohidrați”, deoarece sunt molecule cu formula (CH 2 O) n , Unde n este mai mare decât 3.
Carbohidrații au funcții variate. Una dintre principale este cea structurală, în special la plante. În regnul vegetal, celuloza este principalul material structural, reprezentând 80% din greutatea uscată a corpului.
O altă funcție importantă este rolul său energetic. Polizaharidele, cum ar fi amidonul și glicogenul, sunt surse importante de rezerve de nutrienți.
Clasificare
Unitățile de bază ale carbohidraților sunt monozaharidele sau zaharurile simple. Acestea sunt derivate din aldehide sau cetone cu catenă liniară și alcooli polihidrici.
Acestea sunt clasificate în funcție de natura chimică a grupării lor carbonilice în aldoze și cetoze. De asemenea, sunt clasificate în funcție de numărul de atomi de carbon.
Monozaharidele se grupează pentru a forma oligozaharide, adesea găsite în asociere cu alte tipuri de molecule organice, cum ar fi proteinele și lipidele. Acestea sunt clasificate ca homopolisaharide sau heteropolisaharide, în funcție de faptul dacă sunt compuse din aceleași monozaharide (primele) sau din monozaharide diferite.
În plus, acestea sunt clasificate și în funcție de natura monozaharidelor care le compun. Glucanii sunt polimeri de glucoză, polimerii de galactoză sunt galactani și așa mai departe.
Polizaharidele au particularitatea de a forma lanțuri liniare și ramificate, deoarece legăturile glicozidice se pot forma cu oricare dintre grupările hidroxil găsite în monozaharidă.
Când sunt asociate un număr mai mare de unități monozaharidice, vorbim despre polizaharide.
-Lipide
Lipide (din greacă lipos, (adică grăsime) sunt molecule organice insolubile în apă și solubile în solvenți anorganici, cum ar fi cloroformul. Acestea constituie grăsimile, uleiurile, vitaminele, hormonii și membranele biologice.
Clasificare
Acizi grași : sunt acizi carboxilici cu lanțuri hidrocarbonate de lungime considerabilă. Din punct de vedere fiziologic, este rar să le găsești libere, deoarece în majoritatea cazurilor sunt esterificate.
La animale și plante, le găsim adesea în formă nesaturată (formând legături duble între atomi de carbon) și polinesaturate (cu două sau mai multe legături duble).
Triacilgliceroli : Numite și trigliceride sau grăsimi neutre, acestea constituie majoritatea grăsimilor și uleiurilor găsite la animale și plante. Funcția lor principală este de a stoca energie la animale, care au celule specializate pentru stocare.
Acestea sunt clasificate în funcție de identitatea și poziția reziduurilor de acizi grași. Uleiurile vegetale sunt în general lichide la temperatura camerei și sunt mai bogate în reziduuri de acizi grași cu legături duble și triple între atomii lor de carbon.
Pe de altă parte, grăsimile animale sunt solide la temperatura camerei, iar numărul de atomi de carbon nesaturați este scăzut.
Glicerofosfolipide Cunoscute și sub denumirea de fosfogliceride, acestea sunt principalele componente ale membranelor lipidice.
Glicerofosfolipidele au o „coadă” nepolară sau hidrofobă și un „cap” polar sau hidrofil. Aceste structuri sunt grupate într-un bistrat, cu cozile îndreptate spre interior, pentru a forma membrane. În interiorul acestor membrane sunt încorporate o serie de proteine.
Sfingolipide : sunt lipide care se găsesc în cantități foarte mici. De asemenea, fac parte din membrane și sunt derivate din sfingozină, dihidrosfingosină și omologii acestora.
Colesterol La animale, este o componentă predominantă a membranelor, modificându-le proprietățile, cum ar fi fluiditatea. Se găsește și în membranele organitelor celulare. Este un precursor important al hormonilor steroizi, implicați în dezvoltarea sexuală.
-Acizi nucleici
Acizii nucleici sunt ADN-ul și diferitele tipuri de ARN care există. ADN-ul este responsabil pentru stocarea tuturor informațiilor genetice, ceea ce permite dezvoltarea, creșterea și menținerea organismelor vii.
ARN-ul, pe de altă parte, participă la transferul informațiilor genetice codificate în ADN către moleculele de proteine. Clasic, se disting trei tipuri de ARN: mesager, de transfer și ribozomal. Cu toate acestea, mai multe ARN-uri mici au funcții de reglare.
Blocuri constitutive structurale: nucleotide
Elementele constitutive ale acizilor nucleici, ADN și ARN, sunt nucleotidele. Din punct de vedere chimic, acestea sunt esteri ai pentozei fosfat, în care o bază azotată este atașată la primul atom de carbon. Putem distinge între ribonucleotide și dezoxiribonucleotide.
Aceste molecule sunt planare, aromatice și heterociclice. Când gruparea fosfat este absentă, nucleotida este redenumită nucleozidă.
Pe lângă rolul lor de monomeri în acizii nucleici, aceste molecule sunt omniprezente biologic și participă la un număr semnificativ de procese.
Nucleozidele trifosfate sunt produse bogate în energie, precum ATP-ul, și sunt utilizate ca monedă de energie pentru reacțiile celulare. Sunt o componentă importantă a coenzimelor NAD. + , NADP + , FMN, FAD și coenzima A. În cele din urmă, acestea sunt elemente de reglare a diferitelor căi metabolice.
Exemple
Există nenumărate exemple de molecule organice. Cele mai importante și studiate de biochimiști sunt discutate mai jos:
Hemoglobină
Hemoglobina, pigmentul roșu din sânge, este un exemplu clasic de proteină. Datorită distribuției sale largi și izolării ușoare, a fost studiată încă din cele mai vechi timpuri.
Este o proteină compusă din patru subunități și, prin urmare, se încadrează în clasificarea tetramerică, cu două unități alfa și două beta. Subunitățile hemoglobinei sunt înrudite cu o proteină mică responsabilă de absorbția oxigenului în mușchi: mioglobina.
Gruparea hem este un derivat al porfirinei. Aceasta caracterizează hemoglobina și este aceeași grupare care se găsește în citocromi. Gruparea hem este responsabilă pentru culoarea roșie caracteristică a sângelui și este regiunea fizică în care fiecare monomer de globină se leagă de oxigen.
Funcția principală a acestei proteine este de a transporta oxigenul de la organul responsabil de schimbul de gaze – numit plămâni, branhii sau piele – la capilare, pentru a fi utilizat în respirație.
Celuloză
Celuloza este un polimer liniar compus din subunități de D-glucoză legate prin legături beta 1,4. Ca majoritatea polizaharidelor, nu au o limită de dimensiune maximă. Cu toate acestea, au o medie de aproximativ 15.000 de reziduuri de glucoză.
Este componenta pereților celulari ai plantelor. Datorită celulozei, aceștia sunt rigizi și le permit să facă față stresului osmotic. În mod similar, la plantele mai mari, cum ar fi copacii, celuloza oferă suport și stabilitate.
Deși sunt predominant înrudite cu plantele, unele animale numite tunicate au celuloză în structura lor.
Se estimează că o medie de 10 15 kg de celuloză sunt sintetizate – și degradate – pe an.
Membrane biologice
Membranele biologice sunt compuse în principal din două biomolecule: lipide și proteine. Conformația spațială a lipidelor este bistratificată, cu cozi hidrofobe orientate spre interior și capetele hidrofile orientate spre exterior.
Membrana este o entitate dinamică, iar componentele sale suferă mișcări frecvente.
Referințe
- Aracil, CB, Rodríguez, MP, Magraner, JP și Pérez, RS (2011). Fundamentele biochimiei Universitatea din Valencia.
- Battaner Arias, E. (2014). Compendiu de enzimologie Edițiile Universității din Salamanca.
- Berg, J.M., Stryer, L. și Tymoczko, J.L. (2007). Biochimie Am inversat
- Devlin, T. M. (2004). Biochimie: un manual cu aplicații clinice Am inversat
- Diaz, A.P. și Pena, A. (1988). Biochimie Editura Limusa.
- Macarulla, JM și Goñi, FM (1994). Biochimie umană: curs de bază Am inversat
- Müller – Esterl, W. (2008). Fundamentele biochimiei pentru medicină și științe ale vieții Am inversat
- Teijón, JM (2006). Fundamentele biochimiei structurale Editorialul Tébar.