- Hvad er biomolekyler?
- Uorganiske biomolekyler
- Organiske biomolekyler
- Funktioner af biomolekyler
- Betydningen af biomolekyler
- Bioelementer og biomolekyler
Vi forklarer, hvad biomolekyler er, og hvordan organiske og uorganiske biomolekyler er. Hvad er dens funktioner og betydning.
Hvad er biomolekyler?
Biomolekyler eller biologiske molekyler er alle disse molekyler karakteristisk for levende væsener, enten som et produkt af deres biologiske funktioner eller som en bestanddel af deres kroppe. De kommer i et stort og varieret udvalg af størrelser, former og funktioner. De vigtigste biomolekyler er kulhydrater, protein, det lipider, aminosyrer, vitaminer og nukleinsyrer.
Kroppen af levende væsner Det består hovedsageligt af komplekse kombinationer af seks primordiale elementer: kulstof (C), brint (H), oxygen (O), nitrogen (N), fosfor (P) og svovl (S). Dette skyldes, at disse elementer tillader:
- Dannelsen af kovalente bindinger (som de deler elektroner) ekstremt stabil (enkelt, dobbelt eller tredobbelt).
- Dannelsen af tredimensionelle kulstofskeletter.
- Konstruktionen af flere funktionelle grupper med ekstremt forskellige og særlige karakteristika.
Af denne grund består biomolekyler normalt af disse typer kemiske elementer. Biomolekyler deler et grundlæggende forhold mellem struktur og funktioner, hvor det miljø, de befinder sig i, også griber ind. For eksempel har lipider en hydrofob del, det vil sige, at de afviser Vand, hvorfor de har en tendens til at organisere sig i nærvær af det på en sådan måde, at de hydrofile ender (tiltrukket af vand) forbliver i kontakt med miljøet, og de hydrofobe forbliver sikre. Disse typer af funktioner er grundlæggende for forståelsen af den biokemiske funktion af organismer levende.
Ifølge deres kemiske natur kan biomolekyler klassificeres i organiske og uorganiske.
Uorganiske biomolekyler
Uorganiske biomolekyler er alle dem, der ikke er baseret på kulstof, undtagen nogle som CO2 (g) og CO. Disse kan være en del af både levende væsener og livløse genstande, men de er stadig uundværlige for eksistens af liv. Disse typer biomolekyler danner ikke monomerkæder som i tilfældet med organiske, dvs. de danner ikke polymerer, og kan bestå af forskellige kemiske grundstoffer.
Nogle eksempler på uorganiske biomolekyler er vand, bestemt gasser som oxygen (O2) eller hydrogen (H2), NH3 og NaCl.
Organiske biomolekyler
Organiske biomolekyler er baseret på kulstofkemi. Disse biomolekyler er produktet af kemiske reaktioner af kroppen eller af stofskifte af levende væsener. De består hovedsageligt af kulstof (C), brint (H) og oxygen (O). De kan også som en del af deres struktur have metalliske elementer såsom jern (Fe), kobolt (Co) eller nikkel (Ni), i hvilket tilfælde de ville blive kaldt sporelementer. Ethvert protein, aminosyre, lipid, kulhydrat, nukleinsyre eller vitamin er et godt eksempel på denne type biomolekyler.
Funktioner af biomolekyler
Biomolekyler kan have forskellige funktioner, såsom:
- Strukturelle funktioner. Proteiner og lipider tjener som støttemateriale af celler, opretholdelse af strukturen af membraner og væv. Lipider udgør også energireserven i dyr og planter.
- Transportfunktioner. Nogle biomolekyler tjener til at mobilisere næringsstoffer og andre stoffer i hele kroppen, inden for og uden for celler, og binder til dem gennem links specifikke, der så kan brydes. Et eksempel på denne type biomolekyle er vand.
- Katalyse funktioner. Det enzymer de er biomolekyler, der er i stand til at katalysere (accelerere) hastigheden af visse kemiske reaktioner uden at være en del af reaktionen, derfor er de hverken en reaktant eller et produkt. Disse typer af biomolekyler regulerer en stor gruppe af kemiske og biologiske processer, der forekommer i den menneskelige krop, dyr og planter. Der er også inhibitorer, som er molekyler, der bremser visse kemiske reaktioner og derfor også griber ind i reguleringen af kemiske og biologiske processer. Eksempler på enzymer er amylase, som produceres i munden og giver dig mulighed for at nedbryde stivelsesmolekyler, og pepsin, som produceres i maven og giver dig mulighed for at nedbryde proteiner til aminosyrer.
- Energifunktioner. Det ernæring af levende organismer kan være autotrofisk, når de er i stand til at syntetisere de grundlæggende forbindelser til deres metabolisme på bekostning af uorganiske molekyler (uden at være afhængig af et andet levende væsen), eller heterotrofisk, når de får organisk materiale nødvendigt for dets metabolisme fra organisk stof syntetiseret af andre autotrofe eller heterotrofe organismer (afhængigt af et andet levende væsen). I begge tilfælde opnås den energi, der er nødvendig for at opretholde liv i levende organismer, gennem en proces kaldet oxidation, som består i at nedbryde glukose til enklere former for energi. Lipider er også en vigtig energikilde.
- Genetiske funktioner. Det DNA (deoxyribonukleinsyre) er en nukleinsyre, der indeholder al den genetiske information, der er nødvendig for udvikling og funktion af alle levende ting. Derudover er han ansvarlig for at overføre arvelige oplysninger. På den anden side RNA (ribonuklein) er en ribonukleinsyre, der er involveret i syntesen af proteiner, der er nødvendige for cellernes udvikling og funktion. DNA og RNA virker ikke alene, DNA bruger RNA til at overføre Genetisk information under proteinsyntesen. Disse to biomolekyler udgør grundlaget for genomet (alt det genetiske materiale, som en bestemt organisme indeholder), derfor bestemmer de, hvad en specifik art eller individ er.
Betydningen af biomolekyler
Biomolekyler er afgørende for fødslen, udviklingen og funktionen af alle celler, der udgør levende organismer. De opfylder vitale funktioner som støtte, regulering af processer og transport af stoffer i hver af de celler, der udgør væv, organer og organsystemer.
Manglen på et bestemt biomolekyle i en levende organisme kan forårsage mangler og ubalancer i dens funktion, hvilket kan forårsage dens forringelse eller død.
Bioelementer og biomolekyler
Bioelementer kaldes de kemiske elementer, som biomolekyler er sammensat af, derfor er de de elementer, der er til stede i levende væsener.
Bioelementer kan klassificeres som:
- Primære bioelementer. De udgør 99% af det levende stof af alle kendte levende ting. De er: kulstof (C), oxygen (O), brint (H), nitrogen (N), svovl (S) og fosfor (P).
- Sekundære bioelementer. Det er dem, der, selv om de er essentielle for livet og for kroppens korrekte ydeevne, er nødvendige i moderate mængder og til specifikke formål. De er: natrium (Na), calcium (Ca), magnesium (Mg), kalium (K), klor (Cl) og fluor (F).
Derudover er der sporstoffer, som er nødvendige for livet, men i meget lave mængder (0,1 % af bioelementerne i kroppen). Nogle eksempler er: jern (Fe), jod (I), krom (Cr), kobber (Cu), zink (Zn) og bor (B).