Organik biyomoleküller, canlılarda bulunan ve yaşamın sürdürülmesi için gerekli işlevleri yerine getiren kimyasal bileşiklerdir. Başlıca karbon, hidrojen, oksijen ve azottan oluşurlar ve ayrıca fosfor, kükürt ve diğer elementleri de içerebilirler. Bu moleküller dört ana kategoriye ayrılır: karbonhidratlar, lipitler, proteinler ve nükleik asitler. Her birinin kendine özgü özellikleri vardır ve organizmaların işleyişi için hayati işlevleri yerine getirirler. Organik biyomoleküllere örnek olarak glikoz, yağ asitleri, enzimler ve DNA verilebilir. Bu moleküllerin yapısını ve işlevini anlayarak, canlılarda meydana gelen biyolojik süreçleri daha iyi anlayabiliriz.
Biyomoleküllerin temel özellikleri: Yaşam için gerekli olan bu bileşiklerin temel özelliklerini öğrenin.
Biyomoleküller, tüm canlılarda bulunan ve yaşam için gerekli olan organik bileşiklerdir. Yapısal, enerjik ve katalitik işlevler de dahil olmak üzere birçok hayati işlevi yerine getirirler. Bu moleküllerin temel özelliklerini anlamak, biyolojik süreçlerin karmaşıklığını anlamak için çok önemlidir.
Biyomoleküllerin temel özelliklerinden biri yapısal karmaşıklıklarıdır. Karbon, hidrojen, oksijen, azot ve bazı durumlarda fosfor ve kükürt atomlarından oluşurlar. Bu elementler belirli şekillerde düzenlenerek farklı şekil ve işlevlere sahip moleküller oluştururlar.
Ayrıca, biyomoleküller farklı organizasyon seviyelerine sahiptir. Dört ana gruba ayrılabilirler: karbonhidratlar, lipitler, proteinler ve nükleik asitler. Her grup organizmada belirli işlevleri yerine getirir ve yaşamın sürdürülmesi için gereklidir.
Biyomoleküllerin bir diğer önemli özelliği de etkileşime girebilmeleridir. Birbirleriyle bağ kurarak hücre zarları, organeller ve dokular gibi daha karmaşık yapılar oluşturabilirler. Bu etkileşimler, organizmaların düzgün çalışması için olmazsa olmazdır.
Son olarak, biyomoleküller oldukça reaktiftir ve vücuttaki çeşitli kimyasal reaksiyonlara katılırlar. Enerji sağlamak, hücresel yapılar oluşturmak ve diğer çeşitli hayati işlevleri yerine getirmek için parçalanıp sentezlenebilirler.
Kısacası, biyomoleküller, yapısal karmaşıklığa, farklı organizasyon seviyelerine, etkileşim kapasitesine ve yüksek tepkime yeteneğine sahip, yaşam için gerekli organik bileşiklerdir. Bu özellikleri anlamak, bu bileşiklerin yaşamı sürdürmedeki önemini anlamak için çok önemlidir.
Biyomoleküllerin önemi: İnsan vücudu için temel işlevlerini öğrenin.
Biyomoleküller, canlılarda bulunan ve insan vücudu için temel işlevleri yerine getiren organik moleküllerdir. Vücudun düzgün çalışmasını sağlayan çeşitli metabolik ve yapısal süreçlerde rol oynadıkları için yaşamın sürdürülmesi açısından temel öneme sahiptirler.
Vücudumuzda bulunan başlıca organik biyomoleküller arasında karbonhidratlar, proteinler, lipitler ve nükleik asitler bulunur. Bunların her birinin hayatta kalmamız için gerekli olan belirli işlevleri vardır.
Os karbonhidratlarÖrneğin, hücrelerin temel enerji kaynağıdırlar ve aynı zamanda bazı hücresel yapılarda önemli yapısal rol oynarlar. proteinler Dokuların oluşumundan, maddelerin taşınmasından ve enzimlerin çalışmasından sorumludurlar. lipitler enerji rezervlerinde, ısı yalıtımında ve hücre zarlarının oluşumunda rol oynar. Son olarak, nükleik asitler Genetik bilginin depolanması ve iletilmesi için gereklidir.
Bu biyomoleküllere ek olarak, vücutta düzenleyici işlevler gören vitaminler ve hormonlar gibi diğer organik maddeler de vardır. Tüm bu moleküller, vücudumuzun dengesini ve sağlığını sağlamak için birlikte çalışır.
Bu nedenle, biyomoleküllerin önemini anlamak, vücudumuzun nasıl çalıştığını ve sağlığımızı nasıl koruyabileceğimizi anlamak için temel öneme sahiptir. Hayatta kalmamız için gerekli olan bu maddelerin yeterli alımını sağlamak için dengeli ve besin açısından zengin bir beslenme düzeni şarttır.
Canlılarda bulunan dört ana biyomolekül grubunu öğrenin.
Organik biyomoleküller, canlıların yaşamı için gerekli olan karmaşık moleküllerdir. Organizmadaki enerji sağlama, hücresel yapılar oluşturma ve metabolik süreçleri düzenleme gibi hayati işlevleri yerine getirirler. Canlılarda dört ana biyomolekül grubu bulunur: karbonhidratlar, proteinler, lipitler e nükleik asitler.
Os karbonhidratlar Hücreler için temel enerji kaynağıdırlar ve ekmek, makarna ve meyve gibi yiyeceklerde bulunurlar. Karbon, hidrojen ve oksijenden oluşurlar ve monosakkaritler, disakkaritler ve polisakkaritler olarak sınıflandırılabilirler.
As proteinler Hücrelerin yapısı ve işlevi için gereklidirler. Amino asitlerden oluşurlar ve vücutta madde taşıma, bağışıklık savunması ve kas kasılması gibi çeşitli işlevleri yerine getirirler.
Os lipitler Hücre zarlarının yapısında ve enerji depolamasında önemli rol oynayan moleküllerdir. Yağlar, yağlar ve fosfolipitler gibi maddeleri içerirler.
Os nükleik asitler Genetik bilginin depolanması ve iletilmesinden sorumludurlar. Nükleotidlerden oluşurlar ve protein sentezi ve hücre replikasyonu için gerekli olan DNA ve RNA'da bulunurlar.
Kısacası, organik biyomoleküller canlıların yaşamı için temel öneme sahiptir ve çeşitli biyolojik süreçlerde hayati roller oynarlar. Bu biyomoleküllerin yeterli alımını sağlamak ve vücut sağlığını korumak için dengeli bir beslenme düzenine sahip olmak önemlidir.
İnsan yaşamının sürdürülmesinde organik biyomoleküllerin önemi.
Organik biyomoleküller, organizmanın düzgün işleyişi için elzem olduklarından, insan yaşamının sürdürülmesinde temel bir rol oynarlar. Bu moleküller karbon ve hidrojen, oksijen, azot, fosfor ve kükürt gibi diğer elementlerden oluşur ve bilinen tüm yaşam formlarında bulunurlar.
Başlıca organik biyomoleküller karbonhidratlar, lipitler, proteinler ve nükleik asitlerdir. Bu bileşik sınıflarının her biri vücutta belirli işlevlere sahiptir ve çeşitli hayati aktivitelere katkıda bulunur.
Os karbonhidratlar Hücrelerin başlıca enerji kaynağıdırlar ve hücresel metabolizma için gerekli olan glikozu sağlarlar. lipitler Hücre zarlarının yapısında, enerji depolanmasında ve hormon üretiminde önemli rol oynarlar.
As proteinler, vücut dokularının inşası ve bakımı için gerekli moleküllerdir; enzim, madde taşıyıcısı ve bağışıklık sisteminin bileşeni olarak görev yaparlar. Son olarak, DNA ve RNA gibi nükleik asitler, genlerin iletimi ve ifadesinden sorumlu olup kalıtım ve protein sentezi için temel öneme sahiptir.
Bu nedenle, organik biyomoleküller insan vücudunda hayati işlevler yerine getirerek yaşamın devamlılığını ve tüm vücut sistemlerinin düzgün çalışmasını sağlar. Dengeli ve besin açısından zengin bir beslenme düzeni, biyomoleküllerin bütünlüğünü ve düzgün işleyişini ve dolayısıyla bireyin sağlığını ve refahını sağlamak için olmazsa olmazdır.
Organik biyomoleküller: özellikleri, işlevleri ve örnekleri
As organik biyomoleküller Tüm canlılarda bulunurlar ve karbon bazlı bir yapıya sahiptirler. Organik moleküller, inorganik moleküllere kıyasla yapı olarak çok daha karmaşıktır. Dahası, çok daha çeşitlidirler.
Proteinler, karbonhidratlar, lipitler ve nükleik asitler olarak sınıflandırılırlar. İşlevleri son derece çeşitlidir. Proteinler yapısal, işlevsel ve katalitik unsurlar olarak rol oynarlar. Karbonhidratların da yapısal işlevleri vardır ve organik canlılar için temel enerji kaynağıdırlar.
Lipitler, biyolojik zarların ve hormonlar gibi diğer maddelerin önemli bileşenleridir. Ayrıca enerji depolama elementleri olarak da işlev görürler. Son olarak, nükleik asitler (DNA ve RNA), canlıların gelişimi ve devamlılığı için gerekli tüm bilgileri içerir.
Genel Özellikler
Organik biyomoleküllerin en önemli özelliklerinden biri, yapı oluşturmadaki çok yönlülükleridir. Var olabilen bu muazzam organik varyant çeşitliliği, ikinci periyodun merkezindeki karbon atomunun sağladığı ayrıcalıklı konumdan kaynaklanmaktadır.
Karbon atomunun en yüksek enerji seviyesinde dört elektronu bulunur. Ortalama elektronegatifliği sayesinde, diğer karbon atomlarıyla bağ kurabilir ve farklı şekil ve uzunluklarda, açık veya kapalı, tekli, çiftli veya üçlü bağlar içeren zincirler oluşturabilir.
Benzer şekilde, karbon atomunun ortalama elektronegatifliği, karbon dışındaki atomlarla, örneğin elektropozitif (hidrojen) veya elektronegatif (oksijen, azot, kükürt vb.) gibi bağlar oluşturmasına olanak tanır.
Bu bağlanma özelliği, karbon atomlarının bağlı oldukları karbon sayısına bağlı olarak birincil, ikincil, üçüncül veya dördüncül olarak sınıflandırılmasını sağlar. Bu sınıflandırma sistemi, bağda yer alan değerlik sayısından bağımsızdır.
Sınıflandırma ve işlevler
Organik moleküller dört ana gruba ayrılır: proteinler, karbonhidratlar, lipitler ve nükleik asitler. Bunları aşağıda ayrıntılı olarak açıklayacağız:
-Proteinler
Proteinler, biyologlar tarafından en iyi şekilde tanımlanan ve karakterize edilen organik molekül grubunu oluşturur. Bu kapsamlı bilgi, esas olarak, diğer üç organik moleküle kıyasla izolasyon ve karakterizasyonunun kolay olmasından kaynaklanmaktadır.
Proteinler çok çeşitli biyolojik rollere sahiptir. Taşıyıcı, yapısal ve hatta katalitik moleküller olarak görev yapabilirler. Katalitik moleküller grubu ise enzimlerden oluşur.
Yapısal bloklar: amino asitler
Proteinlerin yapı taşları amino asitlerdir. Doğada, her biri kendine özgü fizikokimyasal özelliklere sahip 20 tür amino asit bulunur.
Bu moleküller, aynı karbon atomunda birincil bir amino grubu ve bir karboksilik asit grubu ikame ettikleri için alfa-amino asitler olarak sınıflandırılır. Bu kuralın tek istisnası, ikincil bir amino grubunun varlığı nedeniyle alfa-amino asit olarak sınıflandırılan prolin amino asididir.
Protein oluşturmak için bu "yapı taşlarının" polimerize olması gerekir ve bunu bir peptit bağı oluşturarak yaparlar. Bir protein zincirinin oluşumu, peptit bağı başına bir su molekülünün ortadan kalkmasını içerir. Bu bağ CO-NH olarak gösterilir.
Bazı amino asitler proteinlerin bir parçası olmalarının yanı sıra enerji metabolitleri olarak kabul edilirler ve birçoğu temel besin öğeleridir.
Amino asitlerin özellikleri
Her amino asidin proteinlerdeki kütlesi ve ortalama görünümü farklıdır. Ayrıca, her birinin alfa-karboksilik asit, alfa-amino grupları ve yan grubu için bir pK değeri vardır.
Karboksilik asit gruplarının pK değerleri yaklaşık 2,2'dir; alfa-amino gruplarının ise pK değerleri 9,4'e yakındır. Bu özellik, amino asitlerin tipik bir yapısal özelliğine yol açar: fizyolojik pH'da her iki grup da iyon formundadır.
Bir molekül zıt yüklü gruplar taşıdığında bunlara dipol iyonları veya zwitterionlar denir. Bu nedenle, bir amino asit hem asit hem de baz olarak işlev görebilir.
Çoğu alfa amino asidin erime noktası 300°C civarındadır. Polar ortamlarda, polar olmayan çözücülere göre daha kolay çözünürler. Çoğu suda oldukça çözünür.
Protein yapısı
Belirli bir proteinin işlevini belirlemek için, yapısını, yani söz konusu proteini oluşturan atomlar arasındaki üç boyutlu ilişkiyi belirlemek gerekir. Proteinler için dört yapısal organizasyon düzeyi belirlenmiştir:
Birincil yapı : proteini oluşturan amino asit dizisini ifade eder, yan zincirlerinin destekleyebileceği herhangi bir konformasyon hariç.
İkincil yapı : omurga atomlarının yerel uzaysal dizilimi ile oluşur. Yine, yan zincirlerin konformasyonu dikkate alınmaz.
Üçüncül yapı : Tüm proteinin üç boyutlu yapısını ifade eder. Üçüncül ve ikincil yapı arasında net bir ayrım yapmak zor olsa da, ikincil yapıları benzersiz bir şekilde tanımlamak için tanımlanmış konformasyonlar (sarmalların, katlanmış kanatların ve dönüşlerin varlığı gibi) kullanılır.
Kuaterner yapı : Birden fazla alt birimden, yani iki veya daha fazla polipeptit zincirinden oluşan proteinlere uygulanır. Bu birimler, kovalent kuvvetler veya disülfür bağları aracılığıyla etkileşime girebilir. Alt birimlerin mekansal dizilimi, kuaterner yapıyı belirler.
-Karbonhidratlar
Karbonhidratlar, karbonhidratlar veya sakkaritler (Yunanca köklerden) sakcharón, (şeker anlamına gelir) Dünya gezegeninde en bol bulunan organik molekül sınıfıdır.
Yapıları, "karbonhidratlar" adından da anlaşılabileceği gibi, (CH) formülüne sahip moleküllerdir. 2 O) n , Nereye n 3'ten büyüktür.
Karbonhidratların çeşitli işlevleri vardır. Bunlardan en önemlilerinden biri, özellikle bitkilerde yapısaldır. Bitkiler aleminde selüloz, vücudun kuru ağırlığının %80'ini oluşturan ana yapısal maddedir.
Bir diğer önemli fonksiyonu ise enerji görevidir. Nişasta ve glikojen gibi polisakkaritler, besin rezervlerinin önemli kaynaklarıdır.
Sınıflandırma
Karbonhidratların temel birimleri monosakkaritler veya basit şekerlerdir. Bunlar, düz zincirli aldehitler veya ketonlar ile polihidrik alkollerden türetilir.
Karbonil gruplarının kimyasal yapısına göre aldozlar ve ketozlar olarak sınıflandırılırlar. Ayrıca karbon sayısına göre de sınıflandırılırlar.
Monosakkaritler, genellikle proteinler ve lipitler gibi diğer organik molekül türleriyle birlikte bulunan oligosakkaritleri oluşturmak üzere bir araya gelirler. Bunlar, aynı monosakkaritlerden (aynı monosakkaritlerden mi yoksa farklı monosakkaritlerden mi oluştuklarına bağlı olarak homopolisakkaritler veya heteropolisakkaritler olarak sınıflandırılır.
Ayrıca, kendilerini oluşturan monosakkaritin yapısına göre de sınıflandırılırlar. Glukanlar glikozun polimerleridir, galaktoz polimerleri galaktanlardır, vb.
Polisakkaritler, monosakkaritte bulunan hidroksil gruplarından herhangi biriyle glikozidik bağ oluşabildiğinden, doğrusal ve dallı zincirler oluşturma özelliğine sahiptir.
Daha fazla sayıda monosakkarit birimi bir araya geldiğinde polisakkaritlerden bahsederiz.
-Lipidler
Lipitler (Yunancadan lipolar, Yağ anlamına gelen) suda çözünmeyen ve kloroform gibi inorganik çözücülerde çözünen organik moleküllerdir. Bunlar yağları, sıvı yağları, vitaminleri, hormonları ve biyolojik zarları oluşturur.
Sınıflandırma
Yağ asitleri : hidrokarbon zincirleri önemli uzunlukta olan karboksilik asitlerdir. Fizyolojik olarak serbest halde bulunmaları nadirdir, çünkü çoğu durumda esterleşmişlerdir.
Hayvanlarda ve bitkilerde bunları çoğunlukla doymamış (karbonlar arasında çift bağ oluşturan) ve çoklu doymamış (iki veya daha fazla çift bağ içeren) formda buluruz.
Triasilgliseroller : Trigliseritler veya nötr yağlar olarak da adlandırılan bu yağlar, hayvan ve bitkilerde bulunan yağların çoğunluğunu oluşturur. Başlıca işlevleri, depolama için özelleşmiş hücrelere sahip olan hayvanlarda enerji depolamaktır.
Yağ asidi kalıntılarının kimliğine ve konumuna göre sınıflandırılırlar. Bitkisel yağlar genellikle oda sıcaklığında sıvı haldedir ve karbon atomları arasında çift ve üçlü bağlar bulunan yağ asidi kalıntıları bakımından daha zengindir.
Hayvansal yağlar ise oda sıcaklığında katıdır ve doymamış karbon sayısı düşüktür.
Gliserofosfolipidler : Fosfogliseritler olarak da bilinirler, lipid zarlarının ana bileşenleridir.
Gliserofosfolipidlerin polar olmayan veya hidrofobik bir "kuyruğu" ve polar veya hidrofilik bir "başı" vardır. Bu yapılar, kuyrukları içe doğru bakacak şekilde çift katman halinde gruplanarak zarları oluşturur. Bu zarların içine bir dizi protein dahil edilmiştir.
Sfingolipidler : Çok düşük miktarlarda bulunan lipitlerdir. Ayrıca zarların bir parçasıdırlar ve sfingozin, dihidrosfingozin ve bunların türevlerinden türetilir.
kolesterol Hayvanlarda zarların baskın bir bileşenidir ve akışkanlık gibi özelliklerini değiştirir. Ayrıca hücre organellerinin zarlarında da bulunur. Cinsel gelişimde rol oynayan steroid hormonların önemli bir öncüsüdür.
-Nükleik asitler
Nükleik asitler, DNA ve var olan farklı RNA türlerinden oluşur. DNA, canlı organizmaların gelişimini, büyümesini ve devamlılığını sağlayan tüm genetik bilgiyi depolamaktan sorumludur.
RNA ise DNA'da kodlanan genetik bilginin protein moleküllerine aktarılmasında rol oynar. Klasik olarak üç tür RNA ayırt edilir: haberci, taşıyıcı ve ribozomal. Bununla birlikte, bazı küçük RNA'ların düzenleyici işlevleri vardır.
Yapısal yapı taşları: nükleotidler
Nükleik asitlerin yapı taşları olan DNA ve RNA, nükleotitlerdir. Kimyasal olarak, birinci karbona azotlu bir bazın bağlı olduğu pentoz fosfat esterleridir. Ribonükleotidler ve deoksiribonükleotidler arasında ayrım yapabiliriz.
Bu moleküller düzlemsel, aromatik ve heterosikliktir. Fosfat grubu olmadığında, nükleotit nükleozit olarak yeniden adlandırılır.
Bu moleküller, nükleik asitlerde monomer olarak rollerinin yanı sıra biyolojik olarak da her yerde bulunurlar ve çok sayıda süreçte rol alırlar.
Nükleozit trifosfatlar, ATP gibi enerji açısından zengin ürünlerdir ve hücresel reaksiyonlar için enerji birimi olarak kullanılırlar. NAD koenzimlerinin önemli bir bileşenidirler. + , NADP + , FMN, FAD ve koenzim A. Son olarak, bunlar farklı metabolik yolların düzenleyici elemanlarıdır.
Örnekler
Organik moleküllerin sayısız örneği vardır. Biyokimyacılar tarafından en çok incelenen ve öne çıkanları aşağıda ele alınmıştır:
Hemoglobin
Kandaki kırmızı pigment olan hemoglobin, proteinlerin klasik bir örneğidir. Yaygın dağılımı ve kolay izolasyonu sayesinde antik çağlardan beri incelenmektedir.
Dört alt birimden oluşan bir proteindir ve bu nedenle iki alfa ve iki beta birimiyle tetramerik sınıfa girer. Hemoglobin alt birimleri, kaslarda oksijen alımından sorumlu küçük bir protein olan miyoglobin ile ilişkilidir.
Hem grubu bir porfirin türevidir. Hemoglobini karakterize eder ve sitokromlarda bulunan grupla aynıdır. Hem grubu, kanın karakteristik kırmızı renginden sorumludur ve her globin monomerinin oksijene bağlandığı fiziksel bölgedir.
Bu proteinin temel görevi, gaz alışverişinden sorumlu organlardan (akciğer, solungaç veya deri) oksijeni, solunumda kullanılmak üzere kılcal damarlara taşımaktır.
Selüloz
Selüloz, beta 1,4 bağlarıyla birbirine bağlanan D-glikoz alt birimlerinden oluşan doğrusal bir polimerdir. Çoğu polisakkarit gibi, maksimum boyut sınırı yoktur. Ancak ortalama 15.000 glikoz kalıntısı içerirler.
Bitki hücre duvarlarının bileşenidir. Selüloz sayesinde serttirler ve ozmotik stresle başa çıkmalarını sağlarlar. Benzer şekilde, ağaçlar gibi daha büyük bitkilerde selüloz destek ve denge sağlar.
Bitkilerle akraba olmalarına rağmen tunikler adı verilen bazı hayvanların yapılarında selüloz bulunur.
Ortalama olarak tahmin ediliyor için 10 15 Her yıl kg selüloz sentezleniyor ve parçalanıyor.
Biyolojik zarlar
Biyolojik zarlar esas olarak iki biyomolekülden oluşur: lipitler ve proteinler. Lipitlerin uzamsal yapısı çift katmanlıdır; hidrofobik kuyruklar içe, hidrofilik başlar ise dışa dönüktür.
Membran dinamik bir yapıdır ve bileşenleri sık sık hareket eder.
Referanslar
- Aracil, CB, Rodríguez, MP, Magraner, JP ve Pérez, RS (2011). Biyokimyanın temelleri . Valensiya Üniversitesi.
- Battaner Arias, E. (2014). Enzimoloji derlemesi . Salamanca Üniversitesi Yayınları.
- Berg, J.M., Stryer, L. ve Tymoczko, J.L. (2007). Biyokimya . Tersine çevirdim
- Devlin, T. M. (2004). Biyokimya: Klinik uygulamaları olan bir kılavuz . Tersine çevirdim
- Diaz, A.P. ve Pena, A. (1988). Biyokimya . Editöryal Limusa.
- Macarulla, JM ve Goni, FM (1994). İnsan biyokimyası: temel ders . Tersine çevirdim
- Müller – Esterl, W. (2008). Tıp ve Yaşam Bilimleri için Biyokimya Temelleri . Tersine çevirdim
- Teijón, JM (2006). Yapısal biyokimyanın temelleri . Tébar başyazısı.