Biomolekulid: mis need on, tüübid, funktsioonid ja omadused

Elu loomaaia tasandil viitab parameetrite kogumile, mis eristab loomi, taimi, seeni, protiste, arheed ja bakterid ülejäänud looduslikust reaalsusest või teisisõnu ökosüsteemid. Teadmine, et kivi pole elus, on lihtne, kuid näiteks millisel hetkel viirused langeksid? Aga viroidid ja prioonid, põhilised nakkusetekitajad, mis on veidi rohkem kui RNA ahel või valesti kokku pandud valk?

Meie eesmärk ei ole takerduda metafüüsilistesse küsimustesse, kuid on vaja teada, et see, mis elu loob, pole paljudel juhtudel sugugi selge. Lisaks homöostaasile, kasvule, paljunemisele ja diferentseerumisele on vähe paremaid mõisteid elu määratlemiseks järgmiselt: "mis juhtub sünni- ja surmaseisundi vahel".

Igal juhul, kui kõigil elusolenditel on midagi ühist (peale vähemalt nende olemasolu) rakk) on see, et need koosnevad neljast olulisest bioelemendist: süsinik, vesinik, hapnik ja lämmastik. Nende nelja keemilise samba põhjal tekivad kõik biomolekulid, mis moodustavad iga meie raku ja seetõttu võimaldavad nad elu planeedil Maa. Kui soovite selle teema kohta kõike teada, jätkake lugemist.

• Seotud artikkel: "Tähtsamad rakuosad ja organellid: ülevaade"

Mis on biomolekulid?

Biomolekulid on keemilised ühendid, mis moodustavad kõigi Maal elavate olendite elusaine. Need tulenevad bioelementide liitumisest keemiliste sidemetega, mille hulgas paistavad silma kovalentse tüüpi elemendid. Need universaalsed biomolekulid on aminohapped, süsivesikud, lipiidid, valgud, vitamiinid ja nukleiinhapped.

Neid molekule korratakse pidevalt kõigil planeedi elusolenditel, millel on väga selge mõju. Selle stsenaariumi ees on kaks võimalust: kas iga elusolend pärineb samalt ühiselt esivanemalt või selle puudumisel on nad ilmunud iseseisvalt erinevat tüüpi elusolendid, kellel on kogu ajaloo vältel sama keemiline koostis, midagi väga kõrget ebatõenäoline.

See on koht, kus ockhami pardel, mis tõstatab järgmise: kahest võrdsete tingimustega teooriast selgitab püstitatud probleemi kindlasti kõige lihtsam. Seega kinnitab biomolekulide homogeenne olemasolu kõigis taksonites võimalikult ratsionaalsel viisil, et kõiki elusolendeid on kiiritatud samast esivanemast.

Enne keeruliste probleemide ette jõudmist on meil huvitav pühendada väike ruum bioelementidele, sambadele, millel biomolekulid on keemiliselt toetatud. Meil on kiire.

Bioelemendid

Bioelemendid on keemilised elemendid, mis esinevad kõigis elusolendites kas aatomi kujul või biomolekulide liikmetena. Ehkki elusolendite kudedes võib leida kogu perioodilise tabeli enam kui 60 elementi, on ainult 25 universaalsed ja võõrandamatud.

Lisaks sellele vastab 96% peaaegu kõigi rakukehade massist ainult kuuele bioelemendile: süsinik (C), vesinik (H), hapnik (O), lämmastik (N), fosfor (P) ja väävel (S) või CHONPS reeglite sõpradele mnemotehnika.

Need 6 elementi on biomolekulide alus, tänu järgmised omadused, mis esinevad:

• Need võimaldavad kovalentsete sidemete moodustumist nende vahel (neil on elektronid). Need sidemed on väga stabiilsed ja võimaldavad biomolekulide moodustumist.
• Süsiniku aatomid võivad moodustada kolmemõõtmelisi luustikke, võimaldades elusolenditel oma süsiniku skeleti põhjal esitada väga erinevaid ühendeid.
• Bioelemendid võimaldavad moodustada omavahel topelt- ja kolmiksidemeid, samuti sünteesida erinevaid struktuure (hargnenud, tsüklilised jne).
• Väheste kinnitatud bioelementide abil saab sünteesida palju funktsionaalrühmi, millel on erinevad keemilised ja füüsikalised omadused.

Kõigi nende eelduste põhjal on see rajatud lihtsamatest bakteritest kuni kogu inimkehani. Päeva lõpuks ei tohi me kaotada järgmist fakti: bioloogiline keerukus määratakse rakkude arvu ja organisatsiooni järgi, kuid põhisubstraat on alati sama.

Biomolekulide tüübid

Siin on loetelu kõigi elusolendite kehas esinevatest biomolekulide tüüpidest.

1. Aminohapped ja valgud

Aminohapped on orgaanilised molekulid, mille ühes otsas on aminorühm (-NH2) ja teises karboksüülrühm (-COOH). Need on valkude alus, ehkki need võivad inimkehas täita ka muid funktsioone. Selle näiteks on GABA (γ-aminovõihape), kuna see on aminohape, mida meie valkudes ei esine ja mis toimib ka närvisüsteemis neurotransmitterina.

Aminohappeid on palju, kuid ainult 20 neist kodeerivad elusolendite valke. Valk on selline, kui ühendatud aminohapete ahel ületab 50-100 ühikut või selle puudumisel jõuab massini 5000 amu (ühtne aatommassiühik). Valke peetakse ka iseenesest biomolekulideks (ehkki suuremad ja keerukamad), mistõttu neid saab samasse kategooriasse arvata nende moodustavate biomolekulidega.

• Teile võivad huvi pakkuda: "Mis on aminohape? Seda tüüpi molekulide omadused "

2. Süsivesikud

Süsivesikud (tuntud ka kui süsivesikud) Need on biomolekulid, mis on tuntud oma tähtsuse poolest toitumises, kuna nende hulgas on vabu suhkruid, tärklist, glükogeeni ja paljusid muid aineid.. Neid seostatakse alati suure energiasisaldusega (1 gramm annab 4,5 kcal), seega on need seotud energia salvestamise ja põletamisega enamikus elusolendites. Ilma kaugemale minemata pole inimestel suurim lühiajaline energiavaru rasvkude: see on tegelikult glükogeen.

Tänu oma suurepärastele energiaomadustele hindab Maailma Terviseorganisatsioon (WHO) seda umbes 55–60% inimese kogu kaloraažist peaks põhinema süsivesikutel. Selle väärtuseni jõudmine pole keeruline, sest süsivesikuid, nagu tärklis, leidub rohkesti leivas, maisis, kartulis, riisis, teraviljades, kaunviljades ja paljudes piimatoodetes.

3. Lipiidid

Lipiidid on üldiselt tuntud kui rasvad, mis koosnevad peamiselt süsinikust, vesinikust ja vähemal määral hapnikust. Sellesse heterogeensesse rühma kuuluvad rasvad või õlid, fosfolipiidid ja rasvhapped (küllastunud, monoküllastumata ja polüküllastumata).

Suure lipiidisisaldusega toit peaks moodustama 30–35% teie kogu kaloraažist, seega vastupidiselt levinud arvamusele ei ole rasvad iseenesest halvad. Inimese rasvkoel on hormonaalsed omadused, see võimaldab pikaajaliselt energiat salvestada, kaitseb meid mehaaniliste kahjustuste ja paljude muude asjade eest.

• Teile võivad huvi pakkuda: "Rasvade tüübid (head ja halvad) ja nende funktsioonid"

4. Vitamiinid

Vitamiinid on nende jaoks eluks olulised ühendid. Need ained on üldiselt tuntud kui mikrotoitained, hoolimata sellest, et neid on vaja kogustes tühine, nad täidavad meie kehal rida ülesandeid, mida ei saa teistega asendada ühendid. Vitamiin A, C-vitamiin ja E-vitamiin on selles grupis selged näited.

5. Nukleiinhapped

Nukleiinhapped ei vaja esitlemist: räägime DNA-st ja RNA-st. Esimene on elu raamatukogu, kuna see hõlmab kogu rakkude ainevahetuseks vajalikku geneetilist teavet ja seega kõigi meie rakkude, elundite ja kudede ellujäämist.

DNA sisaldab ka pärilikkuse ja evolutsiooni alust, sest tänu sellele päranduvad mutatsioonid ja tegelased, mis muudavad kogu liigi genotüüpi ja fenotüüpi ilm.

6. Anorgaanilised biomolekulid

Nagu nimigi ütleb, nad pole oma olemuselt orgaanilised, kuid neil on siiski organismide moodustamisel ja säilimisel võtmeroll. Anorgaanilise biomolekuli selge näide on vesi (H20), mis moodustab 70% rakkude kogu massist.

Jätka

Nagu nägite, muutub mõiste "elu" määratlemine veidi lihtsamaks, kui mõistame, et oleme ju kõik üks 25 orgaanilise ühendi, eriti 6 bioelemendi konglomeraat: süsinik (C), vesinik (H), hapnik (O), lämmastik (N), fosfor (P) ja väävel (S). Kui vähendame morfoloogilist keerukust miinimumini, avastame, et bakter ja inimrakk on peaaegu sarnased kui erinevad.

Lõppude lõpuks on peaaegu kõik meie ümber süsinik ja muud orgaanilised elemendid, ühel või teisel kujul. Taime mugulast inimese maksani on arenenud tuhandeid aastaid kaudu, kuid ka sarnane funktsionaalsus ja sarnane keemiline koostis tasemel elementaarne.

Bibliograafilised viited:

• Fuentes-Quero, F. (2016). Bioelemendid ja biomolekulid: didaktiline üksus keskkooli jaoks.
• Süsivesikud, asturnatura.com. Korjas üles 10. märtsil aastal https://www.asturnatura.com/articulos/glucidos/
• Lipiidid, puleva. Korjas üles 10. märtsil aastal https://www.lechepuleva.es/corazon-sano/lipidos
• Macarulla, J. M. (2021). Biomolekulid. Reverte.
• Mora, J. G. (2003). Füüsilise treeningu bioloogilised alused. Wanceulen SL.
• Rodríguez, P. M. (2019). Sõnad asjades: teadmised, jõud ja subjektiivsus algoritmide ja biomolekulide vahel. Tehnoloogia ja ühiskond, 95.
• Sarria López, Á. D. (2015). Biomolekulid.
• Vitamiinid, Supradyn.es. Korjas üles 10. märtsil aastal https://www.supradyn.es/vitaminas-y-minerales