- Mitä ovat biomolekyylit?
- Epäorgaaniset biomolekyylit
- Orgaaniset biomolekyylit
- Biomolekyylien toiminnot
- Biomolekyylien merkitys
- Bioelementit ja biomolekyylit
Selitämme, mitä biomolekyylit ovat ja miten orgaaniset ja epäorgaaniset biomolekyylit ovat. Mitkä ovat sen tehtävät ja merkitys.
Mitä ovat biomolekyylit?
Biomolekyylit tai biologiset molekyylit ovat kaikki niitä molekyylejä ominaista eläville olennoille joko niiden biologisten toimintojen tuotteena tai ruumiin osana. Niitä on valtava ja monipuolinen valikoima kokoja, muotoja ja toimintoja. Tärkeimmät biomolekyylit ovat hiilihydraatit, proteiinia, lipidit, aminohappoja, vitamiinit ja nukleiinihapot.
Keho elävät olennot Se koostuu pääasiassa kuuden alkuaineen monimutkaisista yhdistelmistä: hiili (C), vety (H), happi (O), typpi (N), fosfori (P) ja rikki (S). Tämä johtuu siitä, että nämä elementit mahdollistavat:
- Muodostuminen kovalenttiset sidokset (jotka he jakavat elektroneja) erittäin vakaa (yksi-, kaksi- tai kolminkertainen).
- Kolmiulotteisten hiilirunkojen muodostuminen.
- Useiden funktionaalisten ryhmien rakentaminen, joilla on erittäin erilaisia ja erityisiä ominaisuuksia.
Tästä syystä biomolekyylit koostuvat yleensä tämän tyyppisistä kemiallisista alkuaineista. Biomolekyylit jakavat perustavanlaatuisen suhteen rakenne ja toiminnot, joihin myös ympäristö, jossa he ovat, puuttuu. Esimerkiksi lipideissä on hydrofobinen osa, eli ne hylkivät Vesi, minkä vuoksi niillä on tapana organisoitua sen läsnäollessa siten, että hydrofiiliset päät (veden vetämät) pysyvät kosketuksessa ympäristön kanssa ja hydrofobiset pysyvät turvassa. Tämäntyyppiset toiminnot ovat perustavanlaatuisia kudosten biokemiallisen toiminnan ymmärtämiselle eliöt elävät.
Kemiallisen luonteensa mukaan biomolekyylit voidaan luokitella orgaanisiin ja epäorgaanisiin.
Epäorgaaniset biomolekyylit
Epäorgaanisia biomolekyylejä ovat kaikki ne, jotka eivät perustu hiileen, lukuun ottamatta joitain, kuten CO2 (g) ja CO. Nämä voivat olla osa sekä eläviä olentoja että elottomia esineitä, mutta ne ovat silti välttämättömiä olemassaolo -lta elämää. Tämäntyyppiset biomolekyylit eivät muodosta monomeeriketjuja kuten orgaaniset, eli ne eivät muodosta polymeerit, ja ne voivat koostua erilaisista kemiallisia alkuaineita.
Joitakin esimerkkejä epäorgaanisista biomolekyyleistä ovat vesi, määritetty kaasut kuten happi (O2) tai vety (H2), NH3 ja NaCl.
Orgaaniset biomolekyylit
Orgaaniset biomolekyylit perustuvat hiilen kemiaan. Nämä biomolekyylit ovat tuotetta kemialliset reaktiot kehosta tai aineenvaihduntaa elävistä olennoista. Ne koostuvat pääasiassa hiilestä (C), vedystä (H) ja hapesta (O). Niiden rakenteessa voi olla myös metallisia elementtejä, kuten rautaa (Fe), kobolttia (Co) tai nikkeliä (Ni), jolloin niitä kutsutaan hivenaineiksi. Mikä tahansa proteiini, aminohappo, lipidi, hiilihydraatti, nukleiinihappo tai vitamiini on hyvä esimerkki tämän tyyppisistä biomolekyyleistä.
Biomolekyylien toiminnot
Biomolekyylillä voi olla erilaisia tehtäviä, kuten:
- Rakenteelliset toiminnot. Proteiinit ja lipidit toimivat tukimateriaalina soluja, ylläpitää kalvojen ja kudosten rakennetta. Lipidit muodostavat myös energiavarannon eläimet ja kasvit.
- Kuljetustoiminnot. Jotkut biomolekyylit mobilisoivat ravinteita ja muita aineita kaikkialla kehossa, solujen sisällä ja ulkopuolella, sitoutuen niihin linkkejä joka voidaan sitten rikkoa. Esimerkki tällaisesta biomolekyylistä on vesi.
- Katalyysitoiminnot. The entsyymejä ne ovat biomolekyylejä, jotka pystyvät katalysoimaan (kiihdyttämään) tiettyjen kemiallisten reaktioiden nopeutta olematta osa reaktiota, joten ne eivät ole reagoivia aineita eivätkä tuotetta. Tämäntyyppiset biomolekyylit säätelevät suurta joukkoa kemiallisia ja biologisia prosesseja, joita esiintyy ihmiskehossa, eläimissä ja kasveissa. On myös inhibiittoreita, jotka ovat molekyylejä, jotka hidastavat tiettyjä kemiallisia reaktioita ja siten myös puuttuvat kemiallisten ja biologisten prosessien säätelyyn. Esimerkkejä entsyymeistä ovat suussa syntyvä amylaasi, jonka avulla voit hajottaa tärkkelysmolekyylejä, ja pepsiini, jota syntyy mahalaukussa ja jonka avulla voit pilkkoa proteiineja aminohapoiksi.
- Energiatoiminnot. The ravitsemus elävistä organismeista voi olla autotrofinen, kun he pystyvät syntetisoimaan aineenvaihdunnan perusyhdisteitä epäorgaanisten molekyylien kustannuksella (riippumatta toisesta elävästä olennosta), tai heterotrofinen, kun he saavat orgaaninen materiaali välttämätön sen aineenvaihduntaan muiden autotrofisten tai heterotrofisten organismien syntetisoimasta orgaanisesta aineesta (riippuen toisesta elävästä olennosta). Molemmissa tapauksissa elävien organismien elämän ylläpitämiseen tarvittava energia saadaan hapettumisprosessin kautta, joka koostuu glukoosin hajottamisesta yksinkertaisempiin energiamuotoihin. Lipidit ovat myös välttämätön energianlähde.
- Geneettiset toiminnot. The DNA (deoksiribonukleiinihappo) on nukleiinihappo, joka sisältää kaiken geneettisen tiedon, jota tarvitaan kaikkien elävien asioiden kehittymiseen ja toimintaan. Lisäksi hän vastaa perinnöllisten tietojen välittämisestä. Toisaalta, RNA (ribonukleiinihappo) on ribonukleiinihappo, joka osallistuu solujen kehitykselle ja toiminnalle välttämättömien proteiinien synteesiin. DNA ja RNA eivät toimi yksin, DNA käyttää RNA:ta välittämiseen Geneettinen tieto proteiinisynteesin aikana. Nämä kaksi biomolekyyliä muodostavat genomin (kaiken geneettisen materiaalin, jonka tietty organismi sisältää) perustan, joten ne määrittävät, mikä tietty laji tai yksilö on.
Biomolekyylien merkitys
Biomolekyylit ovat välttämättömiä kaikkien elävien organismien muodostavien solujen syntymiselle, kehitykselle ja toiminnalle. Ne suorittavat elintärkeitä tukitoimintoja, prosessien säätelyä ja aineiden kuljettamista jokaisessa solussa, joka muodostaa kudokset, elimet ja elinjärjestelmät.
Tietyn biomolekyylin puute elävästä organismista voi aiheuttaa puutteita ja epätasapainoa sen toiminnassa, mikä aiheuttaa sen huononemista tai kuolema.
Bioelementit ja biomolekyylit
Bioelementtejä kutsutaan kemiallisiksi alkuaineiksi, joista biomolekyylejä koostuvat, joten ne ovat elävissä olennoissa olevia alkuaineita.
Bioelementit voidaan luokitella seuraavasti:
- Ensisijaiset bioelementit. Ne muodostavat 99 % kaikista tunnetuista elävistä olennoista. Ne ovat: hiili (C), happi (O), vety (H), typpi (N), rikki (S) ja fosfori (P).
- Toissijaiset bioelementit. Ne ovat sellaisia, joita, vaikka ne ovat välttämättömiä elämälle ja kehon asianmukaiselle toiminnalle, tarvitaan kohtuullisina määrinä ja tiettyihin tarkoituksiin. Ne ovat: natrium (Na), kalsium (Ca), magnesium (Mg), kalium (K), kloori (Cl) ja fluori (F).
Lisäksi on hivenaineita, jotka ovat välttämättömiä elämälle, mutta erittäin pieninä määrinä (0,1 % elimistön bioelementeistä). Joitakin esimerkkejä ovat: rauta (Fe), jodi (I), kromi (Cr), kupari- (Cu), sinkki (Zn) ja boori (B).