Ciri-ciri, fungsi, klasifikasi dan contoh biomolekul organik



The biomolekul organik Mereka ditemui dalam semua makhluk hidup dan dicirikan dengan mempunyai struktur berdasarkan atom karbon. Jika kita bandingkan dengan molekul anorganik, molekul organik jauh lebih kompleks dari segi strukturnya. Di samping itu, mereka lebih banyak berubah-ubah.

Mereka dikelaskan sebagai protein, karbohidrat, lipid dan asid nukleik. Fungsinya amat berbeza. Protein berperanan sebagai elemen struktur, fungsian dan pemangkin. Karbohidrat juga mempunyai fungsi struktur dan merupakan sumber tenaga utama bagi makhluk organik.

Lipid adalah komponen penting membran biologi dan bahan-bahan lain, seperti hormon. Mereka juga berfungsi sebagai elemen penyimpanan tenaga. Akhirnya, asid nukleik - DNA dan RNA - mengandungi semua maklumat yang diperlukan untuk pembangunan dan penyelenggaraan makhluk hidup.

Indeks

  • 1 Ciri umum
  • 2 Klasifikasi dan fungsi
    • 2.1 -Protein
    • 2.2 -Karbohidrat
    • 2.3 -Lipid
    • 2.4 - Asid nukleik
  • 3 Contoh
    • 3.1 Hemoglobin
    • 3.2 Selulosa
    • 3.3 Membran biologi
  • 4 Rujukan

Ciri umum

Salah satu ciri yang paling relevan dalam biomolekul organik adalah serba serbi mereka ketika datang untuk membentuk struktur. Kepelbagaian variasi organik yang mungkin wujud adalah disebabkan oleh keadaan istimewa yang disediakan oleh atom karbon, di tengah-tengah tempoh kedua.

Atom karbon mempunyai empat elektron di peringkat tenaga terakhir. Terima kasih kepada elektronegativiti puratanya, ia dapat membentuk ikatan dengan atom karbon lain, membentuk rantai bentuk dan panjang yang berbeza, terbuka atau tertutup, dengan mudah, dua atau tiga ikatan di dalamnya.

Dengan cara yang sama, elektronegativiti purata atom karbon membolehkan membentuk ikatan dengan atom selain karbon, seperti electropositive (hidrogen) atau elektronegatif (oksigen, nitrogen, sulfur, dan lain-lain).

Properti pautan ini membolehkan untuk menubuhkan klasifikasi untuk karbon di utama, menengah, tertiari atau kuaternari, bergantung kepada jumlah karbon yang mana ia dihubungkan. Sistem klasifikasi ini adalah bebas dari jumlah valensi yang terlibat dalam pautan tersebut.

Klasifikasi dan fungsi

Molekul organik diklasifikasikan kepada empat kumpulan utama: protein, karbohidrat, lipid dan asid nukleik. Di sini kita akan menerangkannya secara terperinci:

-Protein

Protein merupakan kumpulan molekul organik yang lebih jelas dan dicirikan oleh ahli biologi. Pengetahuan luas ini adalah disebabkan, terutamanya, dengan kemudahan intrinsik yang wujud untuk diasingkan dan dicirikan - berbanding dengan ketiga-tiga molekul organik.

Protein memainkan siri peranan biologi yang sangat luas. Mereka boleh berfungsi sebagai molekul pengangkutan, struktur dan juga pemangkin. Kumpulan terakhir ini terdiri daripada enzim.

Blok struktur: asid amino

Blok struktur protein adalah asid amino. Secara semula jadi, kita dapati 20 jenis asid amino, masing-masing dengan sifat kimia fizikal yang jelas.

Molekul-molekul ini diklasifikasikan sebagai asid alfa-amino, kerana ia mempunyai kumpulan amino utama dan kumpulan asid karboksilik sebagai substituen pada atom karbon yang sama. Satu-satunya pengecualian kepada peraturan ini ialah proline asid amino, yang dikelaskan sebagai asid alfa-imino dengan kehadiran kumpulan amino sekunder.

Untuk membentuk protein, ini adalah "blok" yang polimerisasi, dan mereka melakukannya dengan membentuk ikatan peptida. Pembentukan rangkaian protein melibatkan penghapusan satu molekul air per ikatan peptida. Pautan ini diwakili sebagai CO-NH.

Di samping menjadi sebahagian daripada protein, beberapa asid amino dianggap metabolit tenaga dan banyak daripada mereka adalah nutrien penting.

Sifat-sifat asid amino

Setiap asid amino mempunyai jisim dan penampilan purata dalam protein. Di samping itu, masing-masing mempunyai nilai pK asid alfa-karboksilat, alpha-amino dan kumpulan sampingan..

Nilai-nilai pK kumpulan asid carboxylic terletak di sekitar 2.2; manakala kumpulan alfa-amino mempunyai nilai pK yang hampir 9.4. Ciri ini membawa kepada sifat struktur khas asid amino: pada pH fisiologi kedua-dua kumpulan adalah dalam bentuk ion.

Apabila molekul membawa sekumpulan polariti bertentangan, mereka dipanggil ion dipolar atau zwitterions. Oleh itu, asid amino boleh bertindak sebagai asid atau sebagai asas.

Kebanyakan asid alfa-amino mempunyai titik lebur yang hampir 300 ° C. Mereka membubarkan lebih mudah dalam persekitaran kutub, berbanding kelarutan mereka dalam pelarut bukan kutub. Kebanyakan larut dalam air.

Struktur protein

Untuk dapat menentukan fungsi protein tertentu, perlu menentukan strukturnya, iaitu, hubungan tiga dimensi yang wujud di antara atom-atom yang membentuk protein yang dimaksudkan. Bagi protein, empat peringkat organisasi struktur mereka telah ditentukan:

Struktur utama: ia merujuk kepada urutan asid amino yang membentuk protein, tidak termasuk apa-apa pengesahan bahawa rantai sampingannya boleh diambil.

Struktur sekunder: dibentuk oleh susunan ruang setempat bagi atom-atom kerangka. Sekali lagi, penyesuaian rantai sampingan tidak diambil kira.

Struktur tertiari: ia merujuk kepada struktur tiga dimensi keseluruhan protein. Walaupun sukar untuk mewujudkan pembahagian yang jelas antara struktur tertiari dan sekunder, kesesuaian yang ditetapkan (seperti kehadiran baling-baling, helaian lipat dan lilitan) digunakan untuk menunjuk hanya struktur menengah.

Struktur kuariti: terpakai kepada protein yang terbentuk oleh beberapa subunit. Iaitu, oleh dua atau lebih individu rantai polipeptida. Unit-unit ini boleh berinteraksi dengan cara daya kovalen, atau oleh bon disulfida. Susunan ruang subunit menentukan struktur kuarum.

-Karbohidrat

Karbohidrat, karbohidrat atau sakarida (dari akar Greek sakcharón, yang bermaksud gula) adalah kelas molekul organik yang paling banyak di seluruh planet bumi.

Strukturnya boleh disimpulkan dari namanya "karbohidrat", kerana ia adalah molekul dengan formula (C H2O)n, di mana n adalah lebih besar daripada 3.

Fungsi karbohidrat adalah berbeza-beza. Salah satu yang utama adalah jenis struktur, terutamanya dalam tumbuhan. Di dalam tumbuhan, selulosa adalah bahan struktur utama, yang bersesuaian dengan 80% berat kering badan.

Satu lagi fungsi penting ialah peranan yang bertenaga. Polisakarida, seperti kanji dan glikogen, mewakili sumber rizab pemakanan yang penting.

Pengkelasan

Unit asas karbohidrat adalah monosakarida atau gula mudah. Ini adalah derivatif aldehid rantai linear atau keton dan alkohol poligid.

Mereka diklasifikasikan mengikut sifat kimia kumpulan karbonil mereka dalam aldosis dan ketosis. Mereka juga dikelaskan mengikut jumlah karbon.

Monosakarida dikelompokkan untuk membentuk oligosakarida, yang sering dijumpai bersamaan dengan jenis molekul organik lain seperti protein dan lipid. Ini diklasifikasikan kepada homopolysaccharides atau heteropolysaccharides, bergantung kepada sama ada ia terdiri daripada monosakarida yang sama (yang pertama) atau berbeza.

Di samping itu, ia juga dikelaskan mengikut jenis monosakarida yang membentuknya. Polimer glukosa dipanggil glukans, yang dibentuk oleh galaktos dipanggil galactans, dan sebagainya.

Polisakarida mempunyai keunikan membentuk rantai linear dan bercabang, kerana ikatan glikosidik boleh dibentuk dengan mana-mana kumpulan hidroksil yang terdapat dalam monosakarida.

Apabila bilangan unit monosakarida yang lebih besar dikaitkan, kita bercakap tentang polisakarida.

-Lipid

Lipid (dari bahasa Yunani lipos, yang bermaksud lemak) adalah molekul organik tidak larut dalam air dan larut dalam pelarut tak organik, seperti kloroform. Ini terdiri daripada lemak, minyak, vitamin, hormon dan membran biologi.

Pengkelasan

Asid lemak: mereka adalah asid carboxylic dengan rantai yang dibentuk oleh hidrokarbon yang panjangnya panjang. Secara fisiologi, ia jarang didapati dengan percuma, kerana dalam kebanyakan kes, mereka diesterifikasi.

Dalam haiwan dan tumbuh-tumbuhan, kita sering menemui mereka dalam bentuk tak tepu mereka (membentuk ikatan berganda di antara karbon), dan polyunsaturated (dengan dua atau lebih dua ikatan berganda).

Triacylglycerols: Juga dikenali sebagai trigliserida atau asid lemak neutral, ia merupakan sebahagian besar lemak dan minyak yang terdapat pada haiwan dan tumbuh-tumbuhan. Fungsi utamanya ialah untuk menyimpan tenaga dalam haiwan. Ini mempunyai sel khusus untuk penyimpanan.

Mereka diklasifikasikan mengikut identiti dan kedudukan residu asid lemak. Secara amnya, minyak sayuran adalah cecair pada suhu bilik dan lebih kaya dengan residu asid lemak dengan ikatan ganda dan tiga di antara karbon.

Sebaliknya, lemak haiwan padat pada suhu bilik dan bilangan karbon tak tepu adalah rendah.

Glycerophospholipids: juga dikenali sebagai phosphoglycerides, adalah komponen utama membran lipid.

Glycerophospholipids mempunyai "ekor" dengan ciri apoptik atau hidrofobik, dan "kepala" polar atau hidrofilik. Struktur ini dikelompokkan dalam bilayer, dengan ekor menunjuk ke dalam, membentuk membran. Dalam ini, satu siri protein tertanam.

Sphingolipid: mereka adalah lipid yang didapati dalam jumlah yang sangat rendah. Mereka juga merupakan sebahagian daripada membran dan terbitan sphingosine, dihydrosphingosine dan homolog mereka.

Kolesterol: dalam haiwan ia adalah komponen utama membran, yang mengubah sifatnya, seperti ketidakstabilannya. Ia juga terletak di membran organel selular. Ini adalah pendahuluan penting hormon steroid, yang berkaitan dengan perkembangan seksual.

-Asid nukleik

Asid nukleat adalah DNA dan pelbagai jenis RNA yang wujud. DNA bertanggungjawab untuk menyimpan semua maklumat genetik, yang membolehkan pembangunan, pertumbuhan dan penyelenggaraan organisma hidup.

RNA, sebaliknya, mengambil bahagian dalam laluan maklumat genetik yang dikodkan dalam DNA ke molekul protein. Secara klasikal, tiga jenis RNA dibezakan: messenger, transfer and ribosomal. Walau bagaimanapun, terdapat beberapa RNA kecil yang mempunyai fungsi pengawalseliaan.

Blok struktur: nukleotida

Blok struktur asid nukleat, DNA dan RNA, adalah nukleotida. Secara kimia, mereka adalah ester pentosa fosfat, di mana asas nitrogenous dilampirkan pada karbon pertama. Kita boleh membezakan antara ribonucleotides dan deoxyribonucleotides.

Molekul ini adalah rata, aromatik dan heterosiklik. Apabila kumpulan fosfat tidak hadir, nukleotida dinamakan semula nukleosida.

Sebagai tambahan kepada peranan mereka sebagai monomer dalam asid nukleat, molekul-molekul ini secara biologi mana-mana dan mengambil bahagian dalam sejumlah besar proses.

Triphosphate nukleosida adalah produk yang kaya dengan tenaga, seperti ATP, dan digunakan sebagai mata wang tenaga reaksi selular. Mereka adalah komponen penting dari koenzim NAD+, NADP+, FMN, FAD dan coenzyme A. Akhirnya, mereka adalah unsur-unsur pengawalseliaan laluan metabolik yang berbeza.

Contohnya

Terdapat satu takungan contoh molekul organik. Seterusnya, yang paling cemerlang dan dikaji oleh ahli biokimia akan dibincangkan:

Hemoglobin

Hemoglobin, pigmen merah dalam darah, adalah salah satu contoh protin klasik. Terima kasih kepada penyebarannya yang luas dan pengasingan mudah, ia telah menjadi protein yang dikaji sejak zaman dahulu.

Ia adalah protein yang dibentuk oleh empat subunit, jadi ia memasuki klasifikasi tetramerik, dengan dua unit alfa dan dua beta. Subunit hemoglobin berkaitan dengan protein kecil yang bertanggungjawab untuk pengambilan oksigen dalam otot: myoglobin.

Kumpulan heme adalah turunan porphyrin. Ini menyerupai hemoglobin dan kumpulan yang sama dijumpai di cytochromes. Kumpulan heme bertanggungjawab untuk ciri warna merah darah dan merupakan kawasan fizikal di mana setiap monomer globin mengikat dengan oksigen.

Fungsi utama protein ini adalah pengangkutan oksigen dari organ yang bertanggung jawab untuk pertukaran gas - panggilan paru-paru, insang atau kulit - ke kapilari, untuk digunakan dalam pernafasan.

Selulosa

Selulosa adalah polimer linier yang terdiri daripada subunit D-glukosa, yang dikaitkan dengan beta 1,4 jenis bon. Seperti kebanyakan polisakarida, mereka tidak mempunyai saiz maksimum yang terhad. Walau bagaimanapun, secara purata mereka memperlihatkan kira-kira 15,000 residu glukosa.

Ia adalah komponen dinding sel tumbuhan. Terima kasih kepada selulosa, ini adalah tegar dan membolehkan untuk menangani tekanan osmotik. Begitu juga, dalam tumbuhan yang lebih besar, seperti pokok, selulosa memberikan sokongan dan kestabilan.

Walaupun kebanyakannya berkaitan dengan sayuran, beberapa haiwan yang disebut tunicates mempunyai selulosa dalam struktur mereka.

Dianggarkan purata 1015 kilogram selulosa disintesis - dan terdegradasi - setahun.

Membran biologi

Membran biologi terdiri daripada dua biomolekul, lipid dan protein. Pengesahan spatial lipid adalah dalam bentuk bilayer, dengan ekor hidrofobik menunjuk ke pedalaman, dan kepala hidrofilik ke luar..

Membran adalah entiti yang dinamik dan komponennya mengalami pergerakan yang kerap.

Rujukan

  1. Aracil, C. B., Rodriguez, M. P., Magraner, J. P., & Perez, R. S. (2011). Asas biokimia. Universiti Valencia.
  2. Battaner Arias, E. (2014). Komposisi enzimologi. Edisi Universiti Salamanca.
  3. Berg, J. M., Stryer, L., & Tymoczko, J. L. (2007). Biokimia. Saya balik.
  4. Devlin, T. M. (2004). Biokimia: buku teks dengan aplikasi klinikal. Saya balik.
  5. Diaz, A. P., & Pena, A. (1988). Biokimia. Editorial Limusa.
  6. Macarulla, J. M., & Goñi, F. M. (1994). Biokimia manusia: kursus asas. Saya balik.
  7. Müller-Esterl, W. (2008). Biokimia Asas perubatan dan sains hayat. Saya balik.
  8. Teijón, J. M. (2006). Asas biokimia struktur. Editorial Tébar.