Карактеристике, функције, класификација и примјери неорганских биомолекула



Тхе неорганских биомолекула они чине широку групу молекуларних конфигурација присутних у живим бићима. По дефиницији, основна структура неорганских молекула није састављена од угљеничног скелета или повезаних атома угљеника.

Међутим, то не значи да неорганска једињења морају бити потпуно слободна од угљика да би била укључена у ову велику категорију, али да угљик не смије бити главни и најобимнији атом молекула. Неорганска једињења која су део живих бића су углавном вода и низ чврстих или растворних минерала.

Вода - најзаступљенија неорганска биомолекула у организмима - има низ карактеристика које га чине битним елементом за живот, као што је висока точка кључања, висока диелектрична константа, способност да ублаже промене температуре и пХ, између други.

Иони и гасови су, с друге стране, ограничени на веома специфичне функције унутар органских бића, као што су нервни импулс, згрушавање крви, осмотска регулација, између осталих. Поред тога, они су важни кофактори одређених ензима.

Индек

  • 1 Карактеристике
  • 2 Класификација и функције
    • 2.1 - Вода
    • 2.2 -Гасе
    • 2.3 -Иони
  • 3 Разлике између органских и неорганских биомолекула
    • 3.1 Коришћење органских и неорганских термина у свакодневном животу
  • 4 Референце

Феатурес

Карактеристична карактеристика неорганских молекула у живој материји је одсуство веза угљеник-водоник.

Ове биомолекуле су релативно мале и укључују воду, гасове и низ аниона и катиона који активно учествују у метаболизму.

Класификација и функције

Најважнији неоргански молекул у живој материји је, без сумње, вода. Поред тога, присутне су и друге неорганске компоненте које су класификоване у гасове, анионе и катионе.

У гасовима имамо кисеоник, угљен диоксид и азот. У анионима се између осталих налазе хлориди, фосфати, карбонати. И у катионима су натријум, калијум, амонијум, калцијум, магнезијум и други позитивни јони.

Затим ћемо описати сваку од ових група, са њиховим најистакнутијим карактеристикама и функцијом унутар живих бића.

-Вода

Вода је најобилнија неорганска компонента у живим бићима. Опште је познато да се живот развија у воденој средини. Иако постоје организми који не живе у воденој површини, унутрашње окружење ових појединаца је углавном вода. Жива бића су састављена између 60% и 90% воде.

Састав воде у истом организму може варирати, у зависности од типа испитиване ћелије. На пример, ћелија у кости има, у просеку, 20% воде, док мождана ћелија лако може достићи 85%.

Вода је толико важна јер се велика већина биохемијских реакција које чине метаболизам појединаца одвијају у воденој средини.

На пример, фотосинтеза почиње разлагањем компоненти воде дејством светлосне енергије. Ћелијско дисање доводи до производње воде тако што се молекуле глукозе раздвајају да би се постигла екстракција енергије.

Други мање познати метаболички путеви такође укључују производњу воде. Синтеза аминокиселина има воду као производ.

Својства воде

Вода има низ карактеристика које га чине незамјењивим елементом на планети Земљи, допуштајући диван догађај живота. Међу овим својствима имамо:

Вода као растварач: структурално, вода се формира са два атома водоника везаним за атом кисеоника, који деле електроне преко поларне ковалентне везе. Дакле, овај молекул има напуњене крајеве, један позитиван и један негативан.

Захваљујући овој конформацији, супстанца се назива полар. На тај начин вода може да раствори супстанце исте поларне тенденције, јер позитивни делови привлаче негативност молекула да се раствори и обрнуто. Молекули које вода успева да раствори називају се хидрофилни.

Сјетите се да у кемији имамо правило да "исто раствара исто". То значи да се поларне супстанце растварају искључиво у другим супстанцама које су такође поларне.

На пример, јонска једињења, као што су угљени хидрати и хлориди, аминокиселине, гасови и друга једињења са хидроксилним групама, лако се растварају у води.

Диелектрична константа: Висока диелектрична константа виталне течности је такође фактор који доприноси растварању неорганских соли у грудима. Диелектрична константа је фактор којим се два набоја супротног знака одвајају од вакуума.

Специфична топлота воде: ублажавање насилних промена температуре је неопходна карактеристика за развој живота. Захваљујући високој специфичној топлоти воде, промјене температуре се стабилизирају, стварајући погодну животну околину.

Висока специфична топлота значи да ћелија може примати значајне количине топлоте, а температура се не повећава значајно.

Кохезија: Кохезија је још једна особина која спречава нагле промене температуре. Захваљујући супротним набојима молекула воде, они се привлаче, стварајући такозвану кохезију.

Кохезија омогућава да се температура живих материја не повећава превише. Енергија калорија разбија водикове везе између молекула, уместо да убрзава појединачне молекуле.

ПХ контрола: Поред регулисања и одржавања константне температуре, вода је у стању да уради исто са пХ. Постоје одређене метаболичке реакције које захтевају специфичну пХ вредност тако да се оне могу спровести. На исти начин, ензими такође захтевају специфичан пХ да би радили са максималном ефикасношћу.

Регулација пХ се врши захваљујући хидроксилним групама (-ОХ) које се користе заједно са јонима водоника (Х+). Први се односи на формирање алкалног медија, док други доприноси формирању киселог медија.

Тачка кључања: Тачка кључања воде је 100 ° Ц. Ово својство омогућава да вода постоји у течном стању у широком температурном опсегу, од 0 ° Ц до 100 ° Ц.

Висока температура кључања објашњава се способношћу да се формирају четири водоничне везе по молекулу воде. Ова карактеристика такође објашњава високе тачке топљења и топлоту испаравања, ако их упоредимо са другим хидридима, као што је НХ3, ХФ или Х2С.

То омогућава постојање неких екстремофилних организама. На пример, постоје организми који се развијају близу 0 ° Ц и називају се психрофили. На исти начин, термофилија се развија у близини 70 или 80 ° Ц.

Варијација густине: Густина воде варира на веома специфичан начин када се мења температура околине. Лед представља отворену кристалну мрежу, за разлику од воде у течном стању представља више случајну, чвршћу и гушћу молекуларну организацију.

Ово својство омогућава да лед лебди у води, дјелује као израз изолатор и допушта стабилност великих океанских маса.

Да није тако, лед би потонуо у дубинама мора, а живот, као што знамо, био би изузетно невероватан догађај, како би се живот могао појавити у великим масама леда.?

Еколошка улога воде

Да би се завршило са темом воде, потребно је напоменути да витална текућина не само да има значајну улогу унутар живих бића, већ и обликује окружење у којем живе.

Океан је највећи резервоар воде на Земљи, који је под утицајем температуре, фаворизујући процесе испаравања. Огромне количине воде су у сталном циклусу испаравања и таложења воде, стварајући такозвани циклус воде.

-Гасови

Ако упоредимо екстензивне функције воде у биолошким системима, улога остатка неорганских молекула је ограничена само на врло специфичне улоге..

Генерално, гасови пролазе кроз ћелије у воденим разблажењима. Понекад се користе као супстрати за хемијске реакције, ау другим случајевима они су отпадни производ метаболичког пута. Најрелевантнији су кисеоник, угљен-диоксид и азот.

Кисеоник је коначни акцептор електрона у транспортним ланцима организама са аеробном респирацијом. Такође, угљен диоксид је отпадни производ у животињама и супстрат за биљке (за фотосинтетске процесе).

-Иони

Као и гасови, улога иона у живим организмима изгледа ограничена на врло специфичне догађаје, али је неопходна за правилно функционисање појединца. Они су класификовани у зависности од њиховог набоја у анионима, јона са негативним набојем и катјона, иона са позитивним набојем.

Неке од њих су потребне само у врло малим количинама, као што су металне компоненте ензима. Други су потребни у већим количинама, као што су натријум хлорид, калијум, магнезијум, гвожђе, јод, између осталих.

Људско тело стално губи ове минерале, кроз урин, измет и зној. Ове компоненте се морају поново унети у систем кроз храну, углавном воће, поврће и месо.

Ионске функције

Кофактори: јони могу да делују као кофактори хемијских реакција. Хлорни јон учествује у хидролизи скроба амилазама. Калијум и магнезијум су неопходни јони за функционисање веома важних ензима у метаболизму.

Одржавање осмоларности: Друга функција од великог значаја је одржавање оптималних осмотских услова за развој биолошких процеса.

Количина растворених метаболита мора се регулисати изузетно, јер ако овај систем не успе, ћелија може експлодирати или може изгубити значајне количине воде..

Код људи, на пример, натријум и хлор су важни елементи који доприносе одржавању осмотске равнотеже. Ови исти јони такође фаворизују базну равнотежу киселине.

Мембрански потенцијал: код животиња, јони активно учествују у стварању мембранског потенцијала у мембрани ексцитабилних ћелија.

Електрична својства мембрана утичу на кључне догађаје, као што је способност неурона да преносе информације.

У тим случајевима, мембрана дјелује аналогно електричном кондензатору, гдје се набоји акумулирају и похрањују захваљујући електростатичким интеракцијама између катиона и аниона на обје стране мембране.

Асиметрична расподела јона у раствору на свакој страни мембране доводи до електричног потенцијала - у зависности од пропусности мембране до присутних јона. Магнитуда потенцијала може се израчунати слиједећи Нернстову једнаџбу или Голдманову једнаџбу.

Структурни: неки јони обављају структурне функције. На пример, хидроксиапатит условљава кристалну микроструктуру костију. Калцијум и фосфор су, с друге стране, неопходан елемент за формирање костију и зуба.

Остале функције: коначно, јони учествују у хетерогеним функцијама као што је згрушавање крви (калцијумовим јонима), вид и контракција мишића.

Разлике између органских и неорганских биомолекула

Око 99% састава живих бића обухвата само четири атома: водоник, кисеоник, угљеник и азот. Ови атоми функционишу као делови или блокови, који се могу распоредити у широком распону тродимензионалних конфигурација, формирајући молекуле који омогућавају живот.

Иако су неорганска једињења скромна, једноставна и нису веома разноврсна, органска једињења имају тенденцију да буду значајнија и разноврснија.

Поред тога, комплексност органских биомолекула се повећава зато што поред угљеничног скелета имају и функционалне групе које одређују хемијске карактеристике..

Међутим, оба су подједнако неопходна за оптимални развој живих бића.

Употреба органских и неорганских термина у свакодневном животу

Сада када описујемо разлику између оба типа биомолекула, неопходно је појаснити да ове изразе користимо нејасно и непрецизно у свакодневном животу..

Када воће и поврће означавамо као "органски" - што је данас веома популарно - то не значи да су остали производи "неоргански". Будући да је структура ових јестивих елемената угљични скелет, дефиниција органског је сматрана сувишном.

У ствари, појам органски произлази из способности организама да синтетишу поменута једињења.

Референце

  1. Аудесирк, Т., Аудесирк, Г., & Биерс, Б.Е. (2003). Биологија: Живот на Земљи. Пеарсон едуцатион.
  2. Арацил, Ц. Б., Родригуез, М. П., Магранер, Ј. П., & Перез, Р. С. (2011). Основе биохемије. Универзитет у Валенсији.
  3. Баттанер Ариас, Е. (2014). Ензимологи цомпендиум. Издања Универзитета Саламанца.
  4. Берг, Ј. М., Стриер, Л., & Тимоцзко, Ј.Л. (2007). Биоцхемистри. Преокренуо сам.
  5. Девлин, Т. М. (2004). Биохемија: уџбеник са клиничком применом. Преокренуо сам.
  6. Диаз, А.П., & Пена, А. (1988). Биоцхемистри. Едиториал Лимуса.
  7. Мацарулла, Ј. М., & Гони, Ф. М. (1994). Људска биохемија: основни курс. Преокренуо сам.
  8. Мацарулла, Ј. М., & Гони, Ф. М. (1993). Биомолекуле: лекције из структурне биохемије. Преокренуо сам.
  9. Муллер-Естерл, В. (2008). Биоцхемистри Основе медицине и науке о животу. Преокренуо сам.
  10. Теијон, Ј. М. (2006). Основе структурне биохемије. Едиториал Тебар.
  11. Монге-Најера, Ј. (2002). Генерал биологи. ЕУНЕД.