biomolekule

Kemija

2022

Pojasnimo, kaj so biomolekule in kako so organske in anorganske biomolekule. Kakšne so njegove funkcije in pomen.

Lipidi imajo hidrofobno stran, torej odbijajo vodo.

Kaj so biomolekule?

Vse to so biomolekule ali biološke molekule molekule značilnost živih bitij, bodisi kot produkt njihovih bioloških funkcij bodisi kot sestavni del njihovih teles. Na voljo so v velikem in raznolikem razponu velikosti, oblik in funkcij. Glavne biomolekule so ogljikovi hidrati, beljakovine, lipidov, amino kisline, vitamini in nukleinska kislina.

Telo oz živa bitja Sestavljen je predvsem iz kompleksnih kombinacij šestih prvinskih elementov: ogljika (C), vodika (H), kisika (O), dušika (N), fosforja (P) in žvepla (S). To je zato, ker ti elementi omogočajo:

  • Oblikovanje oz kovalentne vezi (ki jih delijo elektronov) izjemno stabilen (enojni, dvojni ali trojni).
  • Tvorba tridimenzionalnih ogljikovih okostij.
  • Konstrukcija več funkcionalnih skupin z izjemno različnimi in posebnimi lastnostmi.

Zaradi tega so biomolekule običajno sestavljene iz teh vrst kemičnih elementov. Biomolekule imajo temeljno razmerje med strukturo in funkcije, v katere posega tudi okolje, v katerem so. Na primer, lipidi imajo hidrofobni del, torej odbijajo Voda, zato se v njegovi prisotnosti nagibajo k organiziranju tako, da hidrofilni konci (ki jih privlači voda) ostanejo v stiku z okoljem, hidrofobni pa varni. Te vrste funkcij so temeljne za razumevanje biokemičnega delovanja organizmov živeti.

Glede na njihovo kemično naravo lahko biomolekule razdelimo na organske in anorganske.

Anorganske biomolekule

Anorganske biomolekule ne temeljijo na ogljiku.

Anorganske biomolekule so vse tiste, ki ne temeljijo na ogljiku, razen nekaterih, kot sta CO2 (g) in CO. Ti so lahko del tako živih bitij kot neživih predmetov, vendar so še vedno nepogrešljivi za obstoj od življenje. Te vrste biomolekul ne tvorijo monomernih verig kot v primeru organskih, torej ne tvorijo polimeri, in je lahko sestavljena iz različnih kemični elementi.

Nekateri primeri anorganskih biomolekul so voda, določena plini kot kisik (O2) ali vodik (H2), NH3 in NaCl.

Organske biomolekule

Organske biomolekule so produkt lastnih kemičnih reakcij telesa.

Organske biomolekule temeljijo na kemiji ogljika. Te biomolekule so produkt kemične reakcije telesa ali metabolizem živih bitij. Sestavljeni so predvsem iz ogljika (C), vodika (H) in kisika (O). Kot del svoje strukture imajo lahko tudi kovinske elemente, kot so železo (Fe), kobalt (Co) ali nikelj (Ni), v tem primeru bi jih imenovali elementi v sledovih. Vsaka beljakovina, aminokislina, lipid, ogljikov hidrat, nukleinska kislina ali vitamin je dober primer te vrste biomolekul.

Funkcije biomolekul

Dednost pri živih bitjih je mogoča zaradi obstoja DNK.

Biomolekule imajo lahko različne funkcije, kot so:

  • Strukturne funkcije. Beljakovine in lipidi služijo kot podporni material celice, ohranjanje strukture membran in tkiv. Lipidi predstavljajo tudi rezervo energije v živali in rastline.
  • Transportne funkcije. Nekatere biomolekule služijo za mobilizacijo hranil in drugih snovi po telesu, znotraj in zunaj celic, ter se nanje vežejo preko povezave specifična, ki se potem lahko zlomi. Primer te vrste biomolekule je voda.
  • Funkcije katalize. The encimi so biomolekule, ki lahko katalizirajo (pospešujejo) hitrost določenih kemičnih reakcij, ne da bi bile del reakcije, zato niso niti reaktant niti produkt. Te vrste biomolekul uravnavajo veliko skupino kemičnih in bioloških procesov, ki se pojavljajo v človeškem telesu, živalih in rastlinah. Obstajajo tudi inhibitorji, ki so molekule, ki upočasnjujejo določene kemične reakcije in zato posegajo tudi v uravnavanje kemičnih in bioloških procesov. Primera encimov sta amilaza, ki nastaja v ustih in omogoča razgradnjo škrobnih molekul, in pepsin, ki nastaja v želodcu in omogoča razgradnjo beljakovin v aminokisline.
  • Energijske funkcije. The prehrana živih organizmov je lahko avtotrofna, ko so sposobni sintetizirati temeljne spojine za svojo presnovo na račun anorganskih molekul (brez odvisnosti od drugega živega bitja), ali heterotrofna, ko dobijo organski material potrebna za njegovo presnovo iz organske snovi, ki jo sintetizirajo drugi avtotrofni ali heterotrofni organizmi (odvisno od drugega živega bitja). V obeh primerih se energija, potrebna za vzdrževanje življenja v živih organizmih, pridobi s postopkom, imenovanim oksidacija, ki je sestavljen iz razgradnje glukoze v enostavnejše oblike za pridobivanje energije. Lipidi so tudi pomemben vir energije.
  • Genetske funkcije. The DNK (deoksiribonukleinska kislina) je nukleinska kislina, ki vsebuje vse genetske informacije, potrebne za razvoj in delovanje vseh živih bitij. Poleg tega je odgovoren za posredovanje dednih informacij. Po drugi strani pa je RNA (ribonukleinska) je ribonukleinska kislina, ki sodeluje pri sintezi beljakovin, potrebnih za razvoj in delovanje celic. DNK in RNA ne delujeta sama, DNK uporablja RNA za prenos Genetske informacije med sintezo beljakovin. Ti dve biomolekuli predstavljata osnovo genoma (vsega genskega materiala, ki ga vsebuje določen organizem), zato določata, kaj je določena vrsta ali posameznik.

Pomen biomolekul

Biomolekule so bistvene za rojstvo, razvoj in delovanje vseh celic, ki sestavljajo žive organizme. Izpolnjujejo vitalne funkcije podpore, uravnavanja procesov in transporta snovi v vsaki od celic, ki sestavljajo tkiva, organe in organske sisteme.

Pomanjkanje določene biomolekule v živem organizmu lahko povzroči pomanjkljivosti in neravnovesja v njegovem delovanju, kar povzroči njegovo poslabšanje oz. smrt.

Bioelementi in biomolekule

Bioelementi se imenujejo kemični elementi, iz katerih so sestavljene biomolekule, zato so elementi, prisotni v živih bitjih.

Bioelemente lahko razvrstimo kot:

  • Primarni bioelementi. Sestavljajo 99 % žive snovi vseh znanih živih bitij. To so: ogljik (C), kisik (O), vodik (H), dušik (N), žveplo (S) in fosfor (P).
  • Sekundarni bioelementi. So tiste, ki so, čeprav so nujne za življenje in pravilno delovanje telesa, potrebne v zmernih količinah in za posebne namene. To so: natrij (Na), kalcij (Ca), magnezij (Mg), kalij (K), klor (Cl) in fluor (F).

Poleg tega obstajajo elementi v sledovih, ki so potrebni za življenje, vendar v zelo majhnih količinah (0,1 % bioelementov v telesu). Nekateri primeri so: železo (Fe), jod (I), krom (Cr), baker (Cu), cink (Zn) in bor (B).

!-- GDPR -->