- Mik azok a biomolekulák?
- Szervetlen biomolekulák
- Szerves biomolekulák
- A biomolekulák funkciói
- A biomolekulák jelentősége
- Bioelemek és biomolekulák
Elmagyarázzuk, mik azok a biomolekulák, és milyenek a szerves és szervetlen biomolekulák. Mi a funkciója és jelentősége.
Mik azok a biomolekulák?
A biomolekulák vagy biológiai molekulák mind azok molekulák az élőlényekre jellemző, akár biológiai funkcióik termékeként, akár testük alkotóelemeként. Hatalmas és változatos méretben, formában és funkcióban kaphatók. A fő biomolekulák a szénhidrátok, fehérje, a lipidek, aminosavak, vitaminok és a nukleinsavak.
A test a élőlények Főleg hat őselem összetett kombinációiból áll: szén (C), hidrogén (H), oxigén (O), nitrogén (N), foszfor (P) és kén (S). Ez azért van, mert ezek az elemek lehetővé teszik:
- A kialakulása kovalens kötések (amit megosztanak elektronok) rendkívül stabil (egyszeres, dupla vagy hármas).
- Háromdimenziós szénvázak kialakulása.
- Több funkciós csoport felépítése rendkívül eltérő és sajátos jellemzőkkel.
Emiatt a biomolekulák általában ilyen típusú kémiai elemekből állnak. A biomolekulák alapvető kapcsolatban állnak egymással szerkezet és funkciókat, amelyekbe az a környezet is beavatkozik, amelyben vannak. Például a lipideknek van egy hidrofób része, vagyis taszítják Víz, ezért hajlamosak úgy szerveződni ennek jelenlétében, hogy a hidrofil (víz által vonzott) végek kapcsolatban maradjanak a környezettel, a hidrofóbok pedig biztonságban maradjanak. Az ilyen típusú funkciók alapvetőek a biokémiai működés megértéséhez organizmusok élő.
Kémiai természetük szerint a biomolekulák szerves és szervetlen molekulákra oszthatók.
Szervetlen biomolekulák
Szervetlen biomolekulák azok, amelyek nem szénalapúak, kivéve néhányat, mint például a CO2 (g) és a CO. Ezek mind élőlények, mind élettelen tárgyak részei lehetnek, de még mindig nélkülözhetetlenek létezés a élet. Az ilyen típusú biomolekulák nem képeznek monomer láncokat, mint a szervesek, azaz nem képződnek polimerek, és különbözőből állhat kémiai elemek.
A szervetlen biomolekulák néhány példája a víz, meghatározott gázok például oxigén (O2) vagy hidrogén (H2), NH3 és NaCl.
Szerves biomolekulák
A szerves biomolekulák a szén kémiáján alapulnak. Ezek a biomolekulák a termékei kémiai reakciók a testé vagy a anyagcsere élőlényekről. Főleg szénből (C), hidrogénből (H) és oxigénből (O) állnak. Szerkezetük részeként fémes elemeket is tartalmazhatnak, mint például vas (Fe), kobalt (Co) vagy nikkel (Ni), ebben az esetben nyomelemeknek neveznénk őket. Bármilyen fehérje, aminosav, lipid, szénhidrát, nukleinsav vagy vitamin jó példa az ilyen típusú biomolekulákra.
A biomolekulák funkciói
A biomolekulák többféle funkciót is elláthatnak, például:
- Strukturális funkciók. A fehérjék és lipidek hordozóanyagként szolgálnak a sejteket, a membránok és szövetek szerkezetének fenntartása. A lipidek az energiatartalékot is alkotják állatokat és a növények.
- Szállítási funkciók. Egyes biomolekulák arra szolgálnak, hogy a tápanyagokat és más anyagokat mobilizálják az egész testben, a sejteken belül és kívül, és hozzájuk kötődjenek. linkeket konkrét, amit aztán meg lehet törni. Az ilyen típusú biomolekulák egyik példája a víz.
- Katalízis funkciók. A enzimek olyan biomolekulák, amelyek képesek katalizálni (gyorsítani) bizonyos kémiai reakciók sebességét anélkül, hogy a reakció részei lennének, ezért nem reagensek és nem is termékek. Az ilyen típusú biomolekulák az emberi testben, állatokban és növényekben előforduló kémiai és biológiai folyamatok nagy csoportját szabályozzák. Léteznek inhibitorok is, amelyek bizonyos kémiai reakciókat lelassító molekulák, ezáltal a kémiai és biológiai folyamatok szabályozásába is beavatkoznak. Az enzimekre példa az amiláz, amely a szájban termelődik, és lehetővé teszi a keményítőmolekulák lebontását, valamint a pepszin, amely a gyomorban termelődik, és lehetővé teszi a fehérjék aminosavakra történő lebontását.
- Energetikai funkciók. A táplálás élő szervezetek közül lehet autotróf, amikor képesek az anyagcseréjükhöz szükséges alapvető vegyületeket a szervetlen molekulák rovására szintetizálni (más élőlénytől való függés nélkül), vagy heterotróf, amikor megkapják a organikus anyag más autotróf vagy heterotróf szervezetek által szintetizált szerves anyagokból való metabolizmusához szükséges (más élőlénytől függően). Mindkét esetben az élő szervezetek életének fenntartásához szükséges energiát az oxidációnak nevezett folyamat révén nyerik, amely a glükóz egyszerűbb formákra történő lebontásából áll energia termelése céljából. A lipidek szintén nélkülözhetetlen energiaforrások.
- Genetikai funkciók. A DNS (dezoxiribonukleinsav) olyan nukleinsav, amely minden élőlény fejlődéséhez és működéséhez szükséges összes genetikai információt tartalmazza. Emellett az örökletes információk továbbításáért is felelős. Másrészt a RNS (ribonukleinsav) egy ribonukleinsav, amely részt vesz a sejtek fejlődéséhez és működéséhez szükséges fehérjék szintézisében. A DNS és az RNS nem működnek egyedül, a DNS RNS-t használ az átvitelhez Genetikai információ fehérjeszintézis során. Ez a két biomolekula alkotja a genom alapját (az összes genetikai anyagot, amit egy adott organizmus tartalmaz), ezért ezek határozzák meg, hogy mi az adott faj vagy egyed.
A biomolekulák jelentősége
A biomolekulák nélkülözhetetlenek minden élő szervezetet alkotó sejt születéséhez, fejlődéséhez és működéséhez. A szöveteket, szerveket és szervrendszereket alkotó egyes sejtekben létfontosságú támogatási, folyamatszabályozási és anyagszállítási funkciókat töltenek be.
Egy adott biomolekula hiánya egy élő szervezetben hiányosságokat, egyensúlyzavarokat okozhat annak működésében, ami annak romlását, ill. halál.
Bioelemek és biomolekulák
A bioelemeket olyan kémiai elemeknek nevezzük, amelyekből a biomolekulák állnak, tehát az élőlényekben jelen lévő elemek.
A bioelemek a következőkre oszthatók:
- Elsődleges bioelemek. Az összes ismert élőlény élőanyagának 99%-át alkotják. Ezek a következők: szén (C), oxigén (O), hidrogén (H), nitrogén (N), kén (S) és foszfor (P).
- Másodlagos bioelemek. Ezek azok, amelyek bár nélkülözhetetlenek az élethez és a szervezet megfelelő működéséhez, mérsékelt mennyiségben és meghatározott célokra szükségesek. Ezek a következők: nátrium (Na), kalcium (Ca), magnézium (Mg), kálium (K), klór (Cl) és fluor (F).
Ezen kívül vannak az élethez szükséges nyomelemek, de nagyon kis mennyiségben (a szervezetben lévő bioelemek 0,1%-a). Néhány példa: vas (Fe), jód (I), króm (Cr), réz (Cu), cink (Zn) és bór (B).