Карактеристике, функције, класификација и примери органских биомолекула



Тхе органске биомолекуле Они се налазе у свим живим бићима и карактеришу их структуре базиране на атому угљеника. Ако их упоредимо са неорганским молекулима, органски молекули су много комплекснији у смислу њихове структуре. Поред тога, они су много разноврснији.

Класификовани су као протеини, угљени хидрати, липиди и нуклеинске киселине. Његове функције су веома различите. Протеини учествују као структурни, функционални и каталитички елементи. Угљени хидрати такође имају структуралне функције и главни су извор енергије за органска бића.

Липиди су важне компоненте биолошких мембрана и других супстанци, као што су хормони. Они такође раде као елементи за складиштење енергије. Коначно, нуклеинске киселине - ДНК и РНК - садрже све потребне информације за развој и одржавање живих бића.

Индек

  • 1 Опште карактеристике
  • 2 Класификација и функције
    • 2.1 -Протеинс
    • 2.2-Угљени хидрати
    • 2.3 -Липиди
    • 2.4 - Нуклеинске киселине
  • 3 Примери
    • 3.1 Хемоглобин
    • 3.2 Целулоза
    • 3.3 Биолошке мембране
  • 4 Референце

Опште карактеристике

Једна од најважнијих карактеристика органских биомолекула је њихова свестраност када је у питању формирање структура. Ова огромна разноликост органских варијанти које могу постојати је због привилеговане ситуације коју обезбеђује атом угљеника, у центру другог периода.

Атом угљеника има четири електрона на последњем енергетском нивоу. Захваљујући својој просечној електронегативности, она је у стању да формира везе са другим атомима угљеника, формирајући ланце различитог облика и дужине, отворене или затворене, са једноставним, двоструким или троструким везама у својој унутрашњости..

На исти начин, просечна електронегативност атома угљеника омогућава да се формирају везе са атомима који нису угљеник, као што су електропозитивни (водоник) или електронегативни (кисеоник, азот, сумпор, између осталих).

Ово својство везе омогућава да се одреди класификација за угљенике у примарном, секундарном, терцијарном или квартарном, у зависности од броја угљеника са којим је повезан. Овај систем класификације је независан од броја валенција које су укључене у везу.

Класификација и функције

Органски молекули се класификују у четири главне групе: протеини, угљени хидрати, липиди и нуклеинске киселине. Овде ћемо их детаљно описати:

-Протеини

Протеини чине групу органских молекула боље дефинисаних и карактерисаних од стране биолога. Ово широко знање је, углавном, последица унутрашње лакоће која постоји да би била изолована и карактерисана - у поређењу са остатком три органска молекула.

Протеини играју низ екстремно широких биолошких улога. Могу послужити као транспортни, структурни и чак каталитички молекули. Ова последња група се састоји од ензима.

Структурни блокови: амино киселине

Структурни блокови протеина су аминокиселине. У природи налазимо 20 врста аминокиселина, свака са својим добро дефинисаним физичко-хемијским својствима.

Ови молекули су класификовани као алфа-амино киселине, јер поседују примарну амино групу и групу карбоксилне киселине као супституент на истом атому угљеника. Једини изузетак од овог правила је аминокиселина пролин, која је каталогизована као алфа-имино киселина присуством секундарне амино групе.

Да би се формирали протеини, неопходно је да се ти "блокови" полимеризују, и то чине формирањем пептидне везе. Формирање ланца протеина подразумева елиминацију једног молекула воде по пептидној вези. Ова веза је представљена као ЦО-НХ.

Поред тога што су део протеина, неке аминокиселине се сматрају енергетским метаболитима и многе од њих су есенцијални нутријенти.

Својства амино киселина

Свака аминокиселина има своју масу и просечан изглед у протеинима. Поред тога, свака има пК вредност алфа-карбоксилне киселине, алфа-амино и бочне групе..

Вредности пК за групе карбоксилне киселине се налазе око 2.2; док алфа-амино групе имају пК вредности близу 9.4. Ова карактеристика доводи до типичне структурне карактеристике аминокиселина: при физиолошком пХ обе групе су у облику јона.

Када молекул носи набијене групе супротних поларитета, називају се диполарни јони или звиттериони. Према томе, једна амино киселина може деловати као киселина или као база.

Већина алфа-амино киселина има тачке топљења близу 300 ° Ц. Они се лакше растварају у поларним срединама, у поређењу са њиховом растворљивошћу у неполарним растварачима. Већина су прилично растворљиви у води.

Структура протеина

Да би се могла одредити функција одређеног протеина, потребно је одредити његову структуру, односно тродимензионалну везу која постоји између атома који чине дотични протеин. За протеине су утврђена четири нивоа организационе структуре:

Примарна структураодноси се на аминокиселинску секвенцу која формира протеин, искључујући било коју конформацију коју могу да прихвате њени бочни ланци.

Секундарна структура: формира се локалним просторним распоредом атома скелета. Поново, конформација бочних ланаца није узета у обзир.

Терцијарна структура: односи се на тродимензионалну структуру целог протеина. Иако је тешко успоставити јасну поделу између терцијарне и секундарне структуре, дефинисане конформације (као што су присуство пропелера, пресавијених листова и завоја) користе се за означавање само секундарних структура.

Квартарна структура: односи се на оне протеине који су формирани од стране неколико подјединица. То јест, са два или више појединачних полипептидних ланаца. Ове јединице могу да ступају у интеракцију помоћу ковалентних сила или дисулфидних веза. Просторни распоред подјединица одређује квартерну структуру.

-Угљени хидрати

Угљени хидрати, угљени хидрати или сахариди (из грчких корена сакцхарон, што значи шећер) су најзаступљенија класа органских молекула на целој планети Земљи.

Његова структура се може извести из назива "угљикохидрати", јер су то молекуле са формулом (Ц Х2О)н, вхере тхе н је већа од 3.

Функције угљених хидрата су различите. Један од главних је структурног типа, посебно у биљкама. У биљном царству целулоза је њен главни структурни материјал, што одговара 80% суве тежине тела.

Друга важна функција је њена енергетска улога. Полисахариди, као што су скроб и гликоген, представљају важне изворе нутритивних резерви.

Класификација

Основне јединице угљених хидрата су моносахариди или једноставни шећери. То су деривати алдехида линеарног ланца или кетона и полихидричних алкохола.

Они су класификовани према хемијској природи њихове карбонилне групе у алдозама и кетозама. Они су такође класификовани према броју угљеника.

Моносахариди су груписани да формирају олигосахариде, који се често налазе у вези са другим типовима органских молекула као што су протеини и липиди. Они су класификовани у хомополисахариде или хетерополисахариде, у зависности од тога да ли су састављени од истих моносахарида (први случај) или су различити.

Поред тога, они су такође класификовани према природи моносахарида који их сачињава. Полимери глукозе се називају глукани, они формирани галактозом се називају галактани, и тако даље.

Полисахариди имају посебност формирања линеарних и разгранатих ланаца, пошто се гликозидне везе могу формирати са било којом од хидроксилних група које се налазе у моносахариду..

Када је повезан већи број моносахаридних јединица, говоримо о полисахаридима.

-Липиди

Липиди (од грчког липос, што значи масти) су органски молекули нерастворљиви у води и растворљиви у неорганским растварачима, као што је хлороформ. То су масти, уља, витамини, хормони и биолошке мембране.

Класификација

Масне киселине: они су карбоксилне киселине са ланцима формираним од угљоводоника знатне дужине. Физиолошки, ретко их је наћи слободне, јер су у већини случајева естерификовани.

Код животиња и биљака често их налазимо у незасићеној форми (формирајући двоструке везе између угљеника) и полинезасићене (са две или више двоструких веза)..

Триацилглицероли: Такође се називају триглицериди или неутралне масне киселине, они чине већину масти и уља присутних у животињама и биљкама. Његова главна функција је складиштење енергије код животиња. Оне имају специјализоване ћелије за складиштење.

Они су класификовани према идентитету и положају остатака масних киселина. Генерално, биљна уља су течна на собној температури и богатија су остацима масних киселина са двоструким и троструким везама између њихових угљеника.

Насупрот томе, животињске масти су чврсте на собној температури и број незасићених угљеника је низак.

Глицеропхоспхолипидс: познате и као фосфоглицериди, главне су компоненте липидних мембрана.

Глицерофосфолипиди имају "реп" са неполарним или хидрофобним карактеристикама, и поларну или хидрофилну "главу". Ове структуре су групиране у двослој, са реповима који су окренути према унутра, да би формирали мембране. У њима је уграђен низ протеина.

Спхинголипидс: то су липиди који се налазе у веома малим количинама. Они су такође део мембрана и представљају деривате сфингозина, дихидросфингосина и њихових хомолога.

Холестерол: код животиња она је доминантна компонента мембрана, која модификује њена својства, као што је њена флуидност. Такође се налази у мембранама ћелијских органела. То је важан прекурсор стероидних хормона, везаних за сексуални развој.

-Нуклеинске киселине

Нуклеинске киселине су ДНК и различите врсте РНК које постоје. ДНК је одговорна за чување све генетске информације, која омогућава развој, раст и одржавање живих организама.

РНК, с друге стране, учествује у проласку генетске информације кодиране у ДНК на протеинске молекуле. Класично се разликују три типа РНК: гласник, трансфер и рибосомал. Међутим, постоји велики број малих РНК које имају регулаторне функције.

Структурни блокови: нуклеотиди

Структурни блокови нуклеинских киселина, ДНК и РНК су нуклеотиди. Хемијски, то су пентозни фосфатни естри, у којима је азотна база везана за први угљеник. Можемо разликовати рибонуклеотиде и деоксирибонуклеотиде.

Ови молекули су равни, ароматични и хетероциклични. Када фосфатна група није присутна, нуклеотид се преименује у нуклеозид.

Поред њихове улоге као мономера у нуклеинским киселинама, ови молекули су биолошки свеприсутни и учествују у значајном броју процеса.

Нуклеозидни трифосфати су производи богати енергијом, као што је АТП, и користе се као енергетска валута станичних реакција. Они су важна компонента НАД коензима+, НАДП+, ФМН, ФАД и коензим А. Коначно, они су регулаторни елементи различитих метаболичких путева.

Примери

Постоји бесконачност примера органских молекула. Затим ће се дискутовати о најистакнутијим и истраживаним биохемичарима:

Хемоглобин

Хемоглобин, црвени пигмент у крви, један је од класичних примера протеина. Захваљујући широкој дифузији и лакој изолацији, протеини су проучавани још од антике.

То је протеин формиран са четири подјединице, тако да улази у класификацију тетрамерних, са две алфа јединице и две бета. Подјединице хемоглобина су повезане са малим протеином одговорним за унос кисеоника у мишиће: миоглобин.

Хеме група је дериват порфирина. Ово карактерише хемоглобин и иста је група која се налази у цитокромима. Хеме група је одговорна за карактеристичну црвену боју крви и то је физичко подручје где се сваки глобин мономер веже са кисеоником.

Главна функција овог протеина је транспорт кисеоника из органа одговорног за размену гаса - позивање плућа, шкрга или коже - на капиларе, да би се користило у дисању.

Целулоза

Целулоза је линеарни полимер састављен од Д-глукозних подјединица, повезаних везама типа бета 1,4. Као и већина полисахарида, они немају ограничену максималну величину. Међутим, у просеку они представљају око 15.000 остатака глукозе.

То је компонента ћелијских зидова биљака. Захваљујући целулози, оне су круте и омогућавају да се носе са осмотским стресом. Исто тако, у већим биљкама, као што су дрвеће, целулоза даје подршку и стабилност.

Иако се претежно односи на поврће, неке животиње које се називају туницама имају целулозу у својој структури.

Процењује се да је просек 1015 килограми целулозе се синтетишу - и деградирају - годишње.

Биологицал мембране

Биолошке мембране се састоје углавном од два биомолекула, липида и протеина. Просторна конформација липида је у облику двослоја, са хидрофобним реповима који указују на унутрашњост, а хидрофилне главе на спољашњост..

Мембрана је динамичан ентитет и његове компоненте доживљавају честе покрете.

Референце

  1. Арацил, Ц. Б., Родригуез, М. П., Магранер, Ј. П., & Перез, Р. С. (2011). Основе биохемије. Универзитет у Валенсији.
  2. Баттанер Ариас, Е. (2014). Ензимологи цомпендиум. Издања Универзитета Саламанца.
  3. Берг, Ј. М., Стриер, Л., & Тимоцзко, Ј.Л. (2007). Биоцхемистри. Преокренуо сам.
  4. Девлин, Т. М. (2004). Биохемија: уџбеник са клиничком применом. Преокренуо сам.
  5. Диаз, А.П., & Пена, А. (1988). Биоцхемистри. Едиториал Лимуса.
  6. Мацарулла, Ј. М., & Гони, Ф. М. (1994). Људска биохемија: основни курс. Преокренуо сам.
  7. Муллер-Естерл, В. (2008). Биоцхемистри Основе медицине и науке о животу. Преокренуо сам.
  8. Теијон, Ј. М. (2006). Основе структурне биохемије. Едиториал Тебар.