De organiske biomolekyler De finnes i alle levende vesener og er preget av å ha en struktur basert på karbonatomet. Hvis vi sammenligner dem med uorganiske molekyler, er organiske molekyler mye mer komplekse når det gjelder strukturen. I tillegg er de mye mer varierte.
De er klassifisert i proteiner, karbohydrater, lipider og nukleinsyrer. Funksjonene er ekstremt varierte. Proteiner deltar som strukturelle, funksjonelle og katalytiske elementer. Karbohydrater har også strukturelle funksjoner og er den viktigste energikilden for organiske vesener.
Lipider er viktige komponenter i biologiske membraner og andre stoffer, for eksempel hormoner. De fungerer også som energilagringselementer. Til slutt inneholder nukleinsyrer - DNA og RNA - all informasjon som er nødvendig for utvikling og vedlikehold av levende vesener..
Artikkelindeks
En av de mest relevante egenskapene til organiske biomolekyler er deres allsidighet når det gjelder å danne strukturer. Dette enorme mangfoldet av organiske varianter som kan eksistere, er på grunn av den privilegerte situasjonen karbonatomet gir i midten av den andre perioden.
Karbonatomet har fire elektroner i det siste energinivået. Takket være medium elektronegativitet er den i stand til å danne bindinger med andre karbonatomer, og danne kjeder av forskjellig form og lengde, åpne eller lukkede, med enkle, doble eller tredobbelte bindinger inni..
På samme måte tillater den gjennomsnittlige elektronegativiteten til karbonatomet det å danne bindinger med andre atomer annet enn karbon, for eksempel elektropositiv (hydrogen) eller elektronegativ (oksygen, nitrogen, svovel, blant andre).
Denne egenskapen til binding gjør det mulig å etablere en klassifisering for karbonene i primær, sekundær, tertiær eller kvaternær, avhengig av antall karbon som det er knyttet til. Dette klassifiseringssystemet er uavhengig av antall valenser som er involvert i lenken.
Organiske molekyler er klassifisert i fire store grupper: proteiner, karbohydrater, lipider og nukleinsyrer. Vi vil beskrive dem i detalj nedenfor:
Proteiner er gruppen organiske molekyler som er best definert og preget av biologer. Denne omfattende kunnskapen skyldes hovedsakelig den indre lettheten som finnes for å bli isolert og karakterisert - sammenlignet med resten av de tre organiske molekylene.
Proteiner spiller en rekke ekstremt brede biologiske roller. De kan tjene som bærer-, strukturelle og til og med katalytiske molekyler. Denne siste gruppen består av enzymer.
Byggesteinene til proteiner er aminosyrer. I naturen finner vi 20 typer aminosyrer, hver med sine veldefinerte fysisk-kjemiske egenskaper.
Disse molekylene er klassifisert som alfa-aminosyrer, fordi de har en primær aminogruppe og en karboksylsyregruppe som en substituent på samme karbonatom. Det eneste unntaket fra denne regelen er aminosyren prolin, som er klassifisert som en alfa-iminosyre på grunn av tilstedeværelsen av en sekundær aminogruppe..
For å danne proteiner, må disse "byggesteinene" polymerisere, og de gjør det ved å danne en peptidbinding. Dannelsen av en proteinkjede innebærer fjerning av ett vannmolekyl for hver peptidbinding. Denne båndet 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 næringselementer.
Hver aminosyre har sin masse og sin spesielle utseendeshastighet i proteiner. I tillegg har hver en pK-verdi av alfa-karboksylsyre-, alfa-amino- og sidegruppegruppene..
PK-verdiene til karboksylsyregruppene er rundt 2,2; mens alfa-aminogruppene presenterer pK-verdier nær 9,4. Denne karakteristikken fører til en typisk strukturell karakteristikk av aminosyrer: ved fysiologisk pH er begge gruppene i ioneform.
Når et molekyl bærer ladede grupper med motsatte polariteter, kalles de zwitterjoner eller zwitterjoner. Derfor kan en aminosyre fungere som en syre eller som en base..
De fleste av alfa-aminosyrene har smeltepunkter nær 300 ° C. De oppløses lettere i polare omgivelser, sammenlignet med deres løselighet i ikke-polære løsemidler. De fleste er ganske oppløselige i vann.
For å kunne spesifisere funksjonen til et bestemt protein, er det nødvendig å bestemme dets struktur, det vil si det tredimensjonale forholdet som eksisterer mellom atomene som utgjør det aktuelle proteinet. For proteiner er fire organisasjonsnivåer av deres struktur bestemt:
Primær struktur: refererer til aminosyresekvensen som utgjør proteinet, unntatt enhver konformasjon som sidekjedene kan ta.
Sekundær struktur: den er dannet av det lokale romlige arrangementet av skjelettets atomer. Igjen blir ikke konformasjonen av sidekjedene tatt i betraktning..
Tertiær struktur: refererer til den tredimensjonale strukturen til hele proteinet. Selv om det kan være vanskelig å etablere en klar skille mellom tertiær og sekundær struktur, brukes definerte konformasjoner (som tilstedeværelsen av helixer, brettede ark og svinger) for å utelukkende betegne de sekundære strukturer.
Kvartær struktur: gjelder de proteinene som består av flere underenheter. Det vil si ved hjelp av to eller flere individuelle polypeptidkjeder. Disse enhetene kan samhandle ved hjelp av kovalente krefter, eller ved disulfidbindinger. Den romlige oppstillingen av underenhetene bestemmer den kvartære strukturen.
Karbohydrater, karbohydrater eller sakkarider (fra greske røtter sakcharón, som betyr sukker) er den vanligste klassen av organiske molekyler på hele planeten jorden.
Deres struktur kan utledes fra navnet "karbohydrater", siden de er molekyler med formelen (CHtoELLER)n, hvor i n er større enn 3.
Funksjonene til karbohydrater er varierte. En av de viktigste er av strukturell type, spesielt i planter. I planteriket er cellulose dets viktigste strukturelle materiale, som tilsvarer 80% av tørrvekten til organismen.
En annen relevant funksjon er dens energiske rolle. Polysakkarider, som stivelse og glykogen, representerer viktige kilder til næringslagre.
De grunnleggende enhetene av 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 i aldoser og ketoser. De klassifiseres også basert på antall karbonatomer.
Monosakkarider grupperer seg for å danne oligosakkarider, som ofte finnes i forbindelse med andre typer organiske molekyler som proteiner og lipider. Disse er klassifisert som homopolysakkarider eller heteropolysakkarider, avhengig av om de er sammensatt av de samme monosakkaridene (det første tilfellet) eller er forskjellige..
I tillegg er de også klassifisert i henhold til naturen til monosakkaridet som komponerer dem. Glukosepolymerer kalles glukaner, de som dannes av galaktose kalles galaktaner, og så videre.
Polysakkarider har særegenheten ved å danne rette 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 (fra gresk lipos, som betyr fett) er organiske molekyler uoppløselige i vann og oppløselige i uorganiske løsningsmidler, slik som kloroform. Disse utgjør fett, oljer, vitaminer, hormoner og biologiske membraner..
Fettsyrer: De er karboksylsyrer med kjeder dannet av hydrokarboner med betydelig lengde. Fysiologisk er det sjelden å finne dem gratis, siden de i de fleste tilfeller er forestret.
Hos dyr og planter finner vi dem ofte i sin umettede form (danner dobbeltbindinger mellom karbonene) og flerumettede (med to eller flere dobbeltbindinger)..
Triacylglyseroler: Også kalt triglyserider eller nøytralt fett, de utgjør flertallet av fett og oljer som finnes i dyr og planter. Hovedfunksjonen er å lagre energi i dyr. Disse har spesialiserte celler for lagring.
De er klassifisert i henhold til identiteten og posisjonen til fettsyrerester. Vanligvis er vegetabilske oljer flytende ved romtemperatur og er rikere på fettsyrerester med dobbelt og tredobbelt binding mellom karbonene..
I kontrast er animalsk fett fast ved romtemperatur, og antallet umettede karbon er lavt..
Glyserofosfolipider: også kjent som fosfoglyserider, de er hovedkomponentene i lipidmembraner.
Glyserofosfolipider har en "hale" med apolare eller hydrofobe egenskaper, og et polært eller hydrofilt "hode". Disse strukturene er gruppert i et dobbeltlag med halene pekende innover for å danne membranene. I disse er en serie proteiner innebygd.
Sfingolipider: De er lipider som finnes i svært lave mengder. De er også en del av membranene og er avledet fra sfingosin, dihydrosfingosin og deres homologer..
Kolesterol: hos dyr er det en dominerende komponent av membraner, som endrer egenskapene deres, for eksempel deres flyt. Det er også plassert i membranene til celleorganeller. Det er en viktig forløper for steroidhormoner, relatert til seksuell utvikling.
Nukleinsyrer er DNA og de forskjellige typer RNA som eksisterer. DNA er ansvarlig for lagring av all genetisk informasjon, som tillater utvikling, vekst og vedlikehold av levende organismer.
RNA på sin side deltar i overføring av genetisk informasjon kodet i DNA til proteinmolekyler. Klassisk skilles tre typer RNA ut: messenger, transfer og ribosomal. Imidlertid er det en rekke små RNA-er som har regulatoriske funksjoner.
Byggesteinene til nukleinsyrer, DNA og RNA, er nukleotider. Kjemisk er de fosfatestere av pentoser, hvor en nitrogenholdig base er festet til det første karbonet. Vi kan skille mellom ribonukleotider og deoksyribonukleotider.
Disse molekylene er flate, aromatiske og heterosykliske. Når fosfatgruppen er fraværende, blir nukleotidet omdøpt til nukleosid.
I tillegg til deres rolle som monomerer i nukleinsyrer, er disse molekylene biologisk allestedsnærværende og deltar i et betydelig antall prosesser..
Nukleosidtrifosfater er produkter som er rike på energi, som ATP og brukes som energivaluta for mobilreaksjoner. De er en viktig komponent i koenzymer NAD+, NADP+, FMN, FAD og koenzym A. Til slutt er de regulatoriske elementer i forskjellige metabolske veier.
Det er utallige eksempler på organiske molekyler. De mest fremtredende og studerte av biokjemikere vil bli diskutert nedenfor:
Hemoglobin, det røde pigmentet i blodet, er et av de klassiske eksemplene på proteiner. Takket være den store diffusjonen og den enkle isolasjonen, har det vært et protein som er studert siden antikken..
Det er et protein som består av fire underenheter, og det faller derfor 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 derivat av porfyrin. Dette karakteriserer hemoglobin og er den samme gruppen som finnes i cytokromer. Hemgruppen er ansvarlig for den karakteristiske røde fargen på blod og er den fysiske regionen der hver globinmonomer binder med oksygen..
Hovedfunksjonen til dette proteinet er transport av oksygen fra organet som er ansvarlig for gassutveksling - kaller det lunger, gjeller eller hud - til kapillærene som skal brukes i åndedrettsvern..
Cellulose er en lineær polymer som består av D-glukose-underenheter, bundet av beta 1,4-bindinger. Som de fleste polysakkarider har de ikke en begrenset maksimal størrelse. Imidlertid har de i gjennomsnitt omtrent 15 000 glukosrester.
Det er komponenten av celleveggene til planter. Takket være cellulose er disse stive og gjør det mulig å takle osmotisk stress. På samme måte gir cellulose i større planter, for eksempel trær, støtte og stabilitet..
Selv om det hovedsakelig er relatert til grønnsaker, har noen dyr som kalles tunikaater cellulose i strukturen.
Det anslås at et gjennomsnitt på 10femten kilo cellulose syntetiseres - og brytes ned - per år.
Biologiske membraner består hovedsakelig av to biomolekyler, lipider og proteiner. Den romlige konformasjonen av lipider er i form av et dobbeltlag, med de hydrofobe halene som peker innover, og de hydrofile hodene peker utover..
Membranen er en dynamisk enhet og dens komponenter opplever hyppige bevegelser.
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.