Szerves biomolekulák jellemzői, funkciói, besorolása és példái



az szerves biomolekulák Minden élő lényben megtalálhatók és a szénatomon alapuló szerkezettel jellemezhetők. Ha összehasonlítjuk őket szervetlen molekulákkal, a szerves molekulák sokkal összetettebbek a szerkezetük szempontjából. Emellett sokkal változatosabbak.

Ezek fehérjék, szénhidrátok, lipidek és nukleinsavak. Funkciói rendkívül változatosak. A fehérjék szerkezeti, funkcionális és katalitikus elemek. A szénhidrátok szerkezeti funkciókkal rendelkeznek, és az ökológiai lények fő energiaforrásai.

A lipidek a biológiai membránok és más anyagok, például a hormonok fontos összetevői. Ők is energiatároló elemekként működnek. Végül a nukleinsavak - a DNS és az RNS - tartalmazzák az összes szükséges információt az élő lények fejlesztéséhez és fenntartásához.

index

  • 1 Általános jellemzők
  • 2 Osztályozás és funkciók
    • 2.1 -proteinek
    • 2.2 szénhidrátok
    • 2.3 -Lipidek
    • 2.4 - Nukleinsavak
  • 3 Példák
    • 3.1 Hemoglobin
    • 3.2 Cellulóz
    • 3.3 Biológiai membránok
  • 4 Referenciák

Általános jellemzők

A szerves biomolekulák egyik legjelentősebb jellemzője, hogy sokoldalúsága a szerkezetek kialakításában rejlik. A szerves variánsok hatalmas sokfélesége a szénatom által biztosított kiváltságos helyzetnek köszönhető, a második időszak középpontjában..

A szénatomnak négy elektronja van az utolsó energiaszintben. Átlagos elektronegativitásának köszönhetően más szénatomokkal kötődhet, különböző alakú és hosszúságú, nyitott vagy zárt láncokat alkotva, egyszerű, kettős vagy hármas kötéssel..

Hasonlóképpen, a szénatom átlagos elektronegativitása lehetővé teszi a széntől eltérő atomokkal, például elektropozitív (hidrogén) vagy elektronegatív (többek között oxigén, nitrogén, kén) kötések kialakítását..

Ez a kapcsolat tulajdonság lehetővé teszi a szénhidrogének osztályozását primer, másodlagos, harmadlagos vagy kvaternerben, attól függően, hogy hány szén van, amelyhez kapcsolódik. Ez az osztályozási rendszer független a linkben résztvevő valenciák számától.

Osztályozás és funkciók

A szerves molekulákat négy fő csoportba sorolják: fehérjék, szénhidrátok, lipidek és nukleinsavak. Itt részletesen leírjuk őket:

-fehérje

A fehérjék a biológusok által jobban definiált és jellemzett szerves molekulák csoportját alkotják. Ez a széleskörű tudás főként az elkülönítés és jellemzés belső létezésének köszönhető, a három szerves molekula többi részéhez képest.

A fehérjék rendkívül széles biológiai szerepet játszanak. Közlekedési, szerkezeti és akár katalitikus molekulákként szolgálhatnak. Ez az utolsó csoport enzimekből áll.

Strukturális blokkok: aminosavak

A fehérjék szerkezeti blokkjai aminosavak. A természetben 20 típusú aminosavat találunk, melyek mindegyike jól definiált fizikai-kémiai tulajdonságokkal rendelkezik.

Ezeket a molekulákat alfa-aminosavakként osztályozzák, mivel elsődleges aminocsoportot és karbonsavcsoportot tartalmaznak ugyanazon szénatom helyettesítőjeként. E szabály alól kivétel az aminosav prolin, amelyet egy másodlagos aminocsoport jelenlétében alfa-imino-savként katalizálunk..

A fehérjék kialakításához szükséges, hogy ezek a "blokkok" polimerizálódjanak, és ezt peptidkötés kialakításával végezzék. A fehérjék láncának kialakulása egy peptidkötésen belüli egy molekula víz eltávolítására vonatkozik. Ez a kapcsolat CO-NH-ként van ábrázolva.

A fehérjék részeként néhány aminosavat energia metabolitnak tartanak, és sok közülük alapvető tápanyagok.

Az aminosavak tulajdonságai

Mindegyik aminosavnak van a tömege és az átlagos megjelenése a fehérjékben. Ezenkívül mindegyik pK értéke az alfa-karbonsav, az alfa-amino és az oldalcsoport értéke..

A karbonsav-csoportok pK-értékei 2,2 körül vannak; míg az alfa-aminocsoportok pK-értékei közel 9,4. Ez a jellemző az aminosavak tipikus szerkezeti jellemzőjéhez vezet: fiziológiai pH-nál mindkét csoport ion formájában van.

Amikor egy molekula ellentétes polaritású töltésű csoportokat hordoz, ezeket dipoláris ionoknak vagy kettősionoknak nevezik. Ezért egy aminosav lehet savként vagy bázisként.

A legtöbb alfa-aminosav olvadáspontja közel 300 ° C. Könnyebben oldódnak poláris környezetben, összehasonlítva a nem poláros oldószerekben való oldhatóságukkal. A legtöbb vízben jól oldódik.

A fehérjék szerkezete

Annak érdekében, hogy meg tudjuk határozni egy adott fehérje funkcióját, meg kell határozni annak szerkezetét, azaz a szóban forgó fehérjét alkotó atomok közötti háromdimenziós kapcsolatot. Fehérjék esetében a szerkezetük négy szintjét határozzák meg:

Elsődleges szerkezet: a fehérjét képező aminosav-szekvenciára utal, kizárva minden olyan konformációt, amelyet az oldalláncai hozhatnak.

Másodlagos szerkezet: a csontváz atomjainak lokális térbeli elrendezése alkotja. Ismét nem veszik figyelembe az oldalláncok konformációját.

Tercier szerkezet: a teljes fehérje háromdimenziós szerkezetére utal. Noha nehéz lehet a tercier és a szekunder struktúra között egyértelmű megosztottságot létrehozni, a definiált konformációkat (mint például a propellerek, hajtogatott lapok és fordulatok) csak a másodlagos szerkezetek jelölésére használják..

Kvaterner szerkezet: olyan fehérjékre vonatkozik, amelyeket több alegység alkot. Vagyis két vagy több egyedi polipeptid lánc. Ezek az egységek kovalens erők vagy diszulfidkötések révén kölcsönhatásba léphetnek. Az alegységek térbeli elrendezése határozza meg a kvaterner struktúrát.

-szénhidrátok

Szénhidrátok, szénhidrátok vagy szacharidok (görög gyökerekből sakcharón, ami azt jelenti, hogy a cukor) a leggyakoribb szerves molekulák a Föld bolygón.

A szerkezet "szénhidrátok" nevéből következik, mivel ezek molekulák (CH)2O)n, ahol a n nagyobb, mint 3.

A szénhidrátok funkciói változatosak. Az egyik fő szerkezeti jellegű, különösen a növényekben. A növényi birodalomban a cellulóz a fő szerkezeti anyag, amely a test száraz tömegének 80% -ának felel meg.

Egy másik fontos funkció az energetikai szerepe. A poliszacharidok, mint például a keményítő és a glikogén, a táplálkozási tartalékok fontos forrásai.

besorolás

A szénhidrátok alapvető egységei monoszacharidok vagy egyszerű cukrok. Ezek lineáris láncú aldehidek vagy ketonok és többértékű alkoholok származékai.

Aldózisokban és ketózokban karbonilcsoportjuk kémiai természetének megfelelően osztályozzák. Ezeket a szénatomok számának megfelelően osztályozzák.

A monoszacharidokat oligoszacharidok csoportosítása céljából csoportosítjuk, amelyek gyakran más típusú szerves molekulákkal, például fehérjékkel és lipidekkel kapcsolatban találhatók. Ezeket homopoliszacharidok vagy heteropoliszacharidok közé sorolják, attól függően, hogy ugyanazon monoszacharidokból (első eset) állnak-e össze, vagy eltérőek.

Ezenkívül azok a monoszacharidok jellege szerint is besorolódnak, amelyek az őket alkotó monoszacharid jellegét tekintve. A glükóz polimereket glükánoknak nevezik, a galaktóz által képzett polimereket galaktánoknak nevezik, és így tovább.

A poliszacharidok sajátossága, hogy lineáris és elágazó láncokat képeznek, mivel a glikozidkötések a monoszacharidban található hidroxilcsoportok bármelyikével képezhetők..

Ha nagyobb számú monoszacharid egység van társítva, akkor a poliszacharidokról beszélünk.

-lipidek

Lipidek (görögül lipos, azaz a zsír) olyan szerves molekulák, amelyek vízben oldhatatlanok és szervetlen oldószerekben, például kloroformban oldódnak. Ezek zsírok, olajok, vitaminok, hormonok és biológiai membránok.

besorolás

Zsírsavak: ezek a karbonsavak jelentős hosszúságú szénhidrogénekből álló láncokkal vannak ellátva. Fiziológiailag ritkán találják őket szabadon, mivel a legtöbb esetben észterezettek.

Állatokban és növényekben gyakran találjuk őket telítetlen formában (kettős kötést képezve a szénatomok között), és többszörösen telítetlen (két vagy több kettős kötéssel).

triacilglicerinek: Triglicerideknek vagy semleges zsírsavaknak is nevezik, amelyek az állatokban és növényekben jelen lévő zsírok és olajok többségét alkotják. Fő feladata az állatok energiájának tárolása. Ezek speciális cellákat tartalmaznak tárolásra.

Ezeket a zsírsavmaradékok azonossága és helyzete szerint osztályozzák. Általában a növényi olajok szobahőmérsékleten folyékonyak, és a szénhidrogének között kettős és hármas kötéssel rendelkező zsírsavmaradékok gazdagabbak..

Ezzel szemben az állati zsírok szobahőmérsékleten szilárdak, és a telítetlen szénatomok száma alacsony.

glicerofosfolípidos: a foszfogliceridek néven is ismertek, a lipidmembránok fő összetevői.

A glicerofoszfolipideknek "farok" van, amely apoláris vagy hidrofób tulajdonságokkal rendelkezik, és egy poláris vagy hidrofil "fej". Ezeket a szerkezeteket kettős rétegbe csoportosítják, a farok befelé mutatva, a membránok kialakítása céljából. Ezekben a fehérjék sorozatát beágyazzák.

szfingolipidekkel: ezek lipidek, amelyek nagyon kis mennyiségben találhatók. Ezek szintén a membránok részét képezik, és szfingozin, dihidrospingozin és homológjaik származékai.

koleszterin: az állatokban a membránok túlnyomó része, amely megváltoztatja tulajdonságait, például annak folyékonyságát. A sejt organella membránjaiban is található. A szexuális fejlődéshez kapcsolódó szteroid hormonok fontos előfutára.

-Nukleinsavak

A nukleinsavak a DNS és a különböző RNS típusok. A DNS felelős az összes genetikai információ tárolásáért, amely lehetővé teszi az élő szervezetek fejlődését, növekedését és fenntartását.

Ezzel szemben az RNS részt vesz a DNS-ben kódolt genetikai információ fehérjemolekulákba való áthaladásában. Klasszikusan háromféle RNS-t különböztetünk meg: messenger, transzfer és riboszóma. Vannak azonban számos kis RNS, amelyek szabályozási funkciókkal rendelkeznek.

Strukturális blokkok: nukleotidok

A nukleinsavak, a DNS és az RNS szerkezeti blokkjai a nukleotidok. Kémiailag ezek pentóz-foszfát-észterek, amelyekben az első szénatomhoz nitrogénbázis kapcsolódik. Megkülönböztetünk ribonukleotidokat és deoxiribonukleotidokat.

Ezek a molekulák laposak, aromásak és heterociklusosak. Ha a foszfátcsoport nincs jelen, a nukleotidot nevezzük nukleozidnak.

A nukleinsavakban monomerekként betöltött szerepükön kívül ezek a molekulák biológiailag mindenütt jelen vannak és jelentős számú folyamatban vesznek részt..

A nukleozid-trifoszfátok energiagazdag termékek, mint például az ATP, és a sejtreakciók energia pénznemeként használatosak. Ezek a NAD koenzimek fontos komponensei+, NADP+, FMN, FAD és koenzim A. Végül ezek a különböző metabolikus útvonalak szabályozó elemei.

Példák

A szerves molekulák végtelen példái vannak. Ezután megvitatjuk a biokémikusok által kiemelt és vizsgáltakat:

hemoglobin

A hemoglobin, a vörös pigment a vérben, a fehérjék egyik klasszikus példája. Széles diffúziójának és könnyű izolálásának köszönhetően az ókor óta tanulmányozott fehérje.

Ez egy fehérje, amelyet négy alegység alkot, így belép a tetramer, két alfa-egység és két béta osztályba. A hemoglobin alegységei egy kis fehérjéhez kapcsolódnak, amely felelős az oxigén felvételéért az izomban: mioglobin.

A hem csoport a porfirin származéka. Ez a hemoglobinra jellemző, és ugyanaz a csoport található a citokrómokban. A hem csoport a vér jellegzetes vörös színének felel meg, és a fizikai régió, ahol minden globin monomer kötődik az oxigénhez.

Ennek a fehérjének a fő funkciója az oxigén szállítása a gázcseréért felelős szervtől - hívja a tüdőt, a kopoltyúkat vagy a bőrt - a kapillárisokhoz, amelyeket légzésre használnak..

cellulóz

A cellulóz egy D-glükóz alegységekből álló lineáris polimer, amelyet béta 1,4-típusú kötések kötnek össze. A legtöbb poliszacharidhoz hasonlóan nem korlátozott a maximális mérete. Átlagosan azonban körülbelül 15 000 glükózmaradékot mutatnak.

Ez a növényi sejtfal komponense. A cellulóznak köszönhetően ezek merevek és lehetővé teszik az ozmotikus stressz kezelését. Hasonlóképpen, nagyobb növényekben, mint például a fákban, a cellulóz támogatja és stabil.

Bár főként a zöldségekkel kapcsolatosak, egyes állatgyógyászati ​​nevű állatállományok szerkezete a cellulóz.

A becslések szerint átlagosan 1015 kilogramm cellulóz szintetizálódik - és leromlott - évente.

Biológiai membránok

A biológiai membránok főleg két biomolekulából, lipidből és fehérjéből állnak. A lipidek térbeli konformációja kétrétegű, a hidrofób farok belseje felé mutat, és a hidrofil fejek a külső felületre mutatnak..

A membrán dinamikus egység, és összetevői gyakran mozognak.

referenciák

  1. Aracil, C. B., Rodriguez, M. P., Magraner, J. P. és Perez, R. S. (2011). A biokémia alapjai. Valencia Egyetem.
  2. Battaner Arias, E. (2014). Enzimológiai összeállítás. Salamanca Egyetem kiadásai.
  3. Berg, J. M., Stryer, L. és Tymoczko, J. L. (2007). biokémia. Megfordultam.
  4. Devlin, T. M. (2004). Biokémia: klinikai alkalmazású tankönyv. Megfordultam.
  5. Diaz, A. P. és Pena, A. (1988). biokémia. Szerkesztői Limusa.
  6. Macarulla, J. M. és Goñi, F. M. (1994). Emberi biokémia: alaptanfolyam. Megfordultam.
  7. Müller-Esterl, W. (2008). Biokémia. Az orvostudomány és az élettudományok alapjai. Megfordultam.
  8. Teijón, J. M. (2006). A strukturális biokémia alapjai. Szerkesztő Tébar.