Biomoleculen: wat zijn het, typen, functies en kenmerken

Leven, op dierentuinniveau, verwijst naar de reeks parameters die dieren, planten, schimmels, protisten, archaea en bacteriën uit de rest van de natuurlijke werkelijkheden, of met andere woorden, uit het abiotische (niet-levende) deel van de ecosystemen. Weten dat een steen niet leeft is eenvoudig, maar op welk punt zouden virussen bijvoorbeeld vallen? Hoe zit het met viroïden en prionen, basale infectieuze agentia die niet veel meer zijn dan een streng RNA of een verkeerd gevouwen eiwit?

Het is niet onze bedoeling om verstrikt te raken in metafysische kwesties, maar het is noodzakelijk om te weten dat wat leven voortbrengt, in veel gevallen helemaal niet duidelijk is. Naast homeostase, groei, reproductie en differentiatie zijn er maar weinig betere definities om het leven als volgt te definiëren: "wat gebeurt er tussen de staten van geboorte en dood."

Hoe dan ook, als alle levende wezens iets gemeen hebben (afgezien van de aanwezigheid van tenminste een cel) is dat ze zijn samengesteld uit 4 essentiële bio-elementen: koolstof, waterstof, zuurstof en stikstof. Op basis van deze 4 chemische pijlers,

instagram story viewer

alle biomoleculen waaruit elk van onze cellen bestaat, ontstaan en daarom maken ze het leven op planeet Aarde mogelijk. Als je alles over dit onderwerp wilt weten, lees dan verder.

Gerelateerd artikel: "De belangrijkste onderdelen van de cel en organellen: een overzicht"

Wat zijn biomoleculen?

Biomoleculen zijn de chemische verbindingen die de levende materie vormen van alle wezens die de aarde bewonen. Ze zijn het resultaat van de vereniging van bio-elementen door chemische bindingen, waaronder die van het covalente type opvallen. Deze universele biomoleculen zijn aminozuren, koolhydraten, lipiden, eiwitten, vitamines en nucleïnezuren.

Deze moleculen worden constant herhaald in alle levende wezens op de planeet, iets met zeer duidelijke implicaties. Geconfronteerd met dit scenario zijn er 2 mogelijke opties: ofwel komt elk levend wezen uit dezelfde gemeenschappelijke voorouder, ofwel zijn ze verschenen onafhankelijk verschillende soorten levende wezens met dezelfde chemische samenstelling door de geschiedenis heen, iets zeer onwaarschijnlijk.

Dit is waar het principe van ockham scheermes, wat het volgende opwerpt: van twee theorieën met gelijke voorwaarden, zal de eenvoudigste zeker het gestelde probleem verklaren. Het homogene bestaan van biomoleculen in alle taxa bevestigt dus, op de meest rationele manier mogelijk, dat alle levende wezens uit dezelfde voorouder zijn bestraald.

Voordat we complexe vraagstukken voor zijn, vinden we het interessant om een kleine ruimte te wijden aan bio-elementen, de pijlers waarop biomoleculen chemisch worden ondersteund. We zullen snel zijn.

Bio-elementen

Bio-elementen zijn chemische elementen die aanwezig zijn in alle levende wezens, hetzij in atomaire vorm of als leden van biomoleculen. Hoewel meer dan 60 elementen van het gehele periodiek systeem te vinden zijn in de weefsels van levende wezens, zijn er slechts 25 universeel en onvervreemdbaar.

Bovendien komt 96% van de massa van bijna alle cellichamen overeen met slechts 6 bio-elementen: koolstof (C), waterstof (H), zuurstof (O), stikstof (N), fosfor (P) en zwavel (S), of CHONPS, voor de vrienden van de regels geheugensteuntjes.

Deze 6 elementen vormen de basis van biomoleculen, dankzij: de volgende eigenschappen die aanwezig zijn::

Ze maken de vorming van covalente bindingen tussen hen mogelijk (ze delen elektronen). Deze bindingen zijn zeer stabiel en maken de vorming van biomoleculen mogelijk.
Koolstofatomen kunnen driedimensionale skeletten vormen, waardoor levende wezens heel verschillende verbindingen kunnen presenteren op basis van hun koolstofskelet.
Bio-elementen maken de vorming van dubbele en drievoudige bindingen daartussen mogelijk, evenals de synthese van verschillende structuren (vertakt, cyclisch, enz.)
Met weinig bio-elementen kan een groot aantal functionele groepen worden gesynthetiseerd, met verschillende chemische en fysische eigenschappen.

Op basis van al deze uitgangspunten is het gebaseerd op de eenvoudigste bacteriën tot het hele menselijk lichaam. Uiteindelijk mogen we het volgende feit niet uit het oog verliezen: biologische complexiteit wordt bepaald door het aantal cellen en de organisatie, maar het basale substraat is altijd hetzelfde.

De soorten biomoleculen

Hier is een lijst van de soorten biomoleculen die aanwezig zijn in het lichaam van alle levende wezens.

1. Aminozuren en eiwitten

Aminozuren zijn organische moleculen met aan het ene uiteinde een aminogroep (-NH2) en aan het andere uiteinde een carboxylgroep (-COOH). Ze vormen de basis van eiwitten, hoewel ze ook andere functies in het menselijk lichaam kunnen vervullen. Een voorbeeld hiervan is GABA (γ-aminoboterzuur), aangezien het een aminozuur is dat niet in onze eiwitten aanwezig is en dat ook als neurotransmitter in het zenuwstelsel werkt.

Er zijn veel soorten aminozuren, maar slechts 20 daarvan coderen voor de eiwitten van levende wezens. Een eiwit is zo'n eiwit wanneer de keten van samengevoegde aminozuren 50-100 eenheden overschrijdt of, als dat niet lukt, een massa van 5000 amu bereikt (unified atomic mass unit). Eiwitten worden op zichzelf ook als biomoleculen beschouwd (hoewel groter en complexer), dus ze kunnen in dezelfde categorie worden opgenomen als deze biomoleculen waaruit ze bestaan.

Mogelijk bent u geïnteresseerd in: "Wat is een aminozuur? Kenmerken van dit type moleculen "

2. Koolhydraten

Koolhydraten (ook wel koolhydraten genoemd) Het zijn biomoleculen die bekend staan om hun belang in voeding, aangezien er onder meer vrije suikers, zetmeel, glycogeen en vele andere stoffen zijn.. Ze worden altijd geassocieerd met een hoge energie-inhoud (1 gram levert 4,5 kcal), dus ze zijn gekoppeld aan de opslag en verbranding van energie in de meeste levende wezens. Zonder verder te gaan, in de mens is de grootste energiereserve op korte termijn niet het vetweefsel: het is eigenlijk glycogeen.

Vanwege de uitstekende energie-eigenschappen schat de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) dat: ongeveer 55-60% van de totale calorie-inname van een mens zou gebaseerd moeten zijn op koolhydraten. Het bereiken van deze waarde is niet moeilijk, aangezien koolhydraten zoals zetmeel overvloedig voorkomen in brood, maïs, aardappelen, rijst, granen, peulvruchten en veel zuivelproducten.

3. Lipiden

Lipiden zijn algemeen bekend als vetten, die voornamelijk bestaan uit koolstof, waterstof en in mindere mate zuurstof. Deze heterogene groep omvat vetten of oliën, fosfolipiden en vetzuren (verzadigd, enkelvoudig onverzadigd en meervoudig onverzadigd).

Voedingsmiddelen met een hoog lipidengehalte zouden 30-35% van je totale calorie-inname moeten uitmaken, dus in tegenstelling tot wat vaak wordt gedacht, zijn vetten niet per se slecht. Menselijk vetweefsel heeft hormonale eigenschappen, maakt langdurige energieopslag mogelijk, beschermt ons tegen mechanische schade en nog veel meer.

Mogelijk bent u geïnteresseerd in: "Soorten vetten (goed en slecht) en hun functies"

4. Vitaminen

Vitaminen zijn zeer verschillende verbindingen, waaronder essentieel voor het leven. Deze stoffen staan daarom algemeen bekend als "micronutriënten", ondanks dat ze in hoeveelheden nodig zijn Minimaal, ze voeren een reeks taken uit op ons lichaam die niet door andere kunnen worden vervangen verbindingen. Vitamine A, vitamine C en vitamine E zijn duidelijke voorbeelden binnen deze groep.

5. Nucleïnezuren

Nucleïnezuren hebben geen presentatie nodig: we hebben het over DNA en RNA. De eerste is de bibliotheek van het leven, omdat deze alle genetische informatie bevat die nodig is voor het celmetabolisme en dus voor het voortbestaan van al onze cellen, organen en weefsels.

DNA bevat ook de basis van erfelijkheid en evolutie, want dankzij het mutaties en karakters worden geërfd die het genotype en fenotype van de soort gedurende de hele periode veranderen weer.

6. Anorganische biomoleculen

Zoals de naam aangeeft, ze zijn niet organisch van aard, maar spelen toch een sleutelrol bij de vorming en instandhouding van organismen. Een duidelijk voorbeeld van een anorganisch biomolecuul is water (H20), dat 70% van het totale celgewicht uitmaakt.

Hervat

Zoals je hebt gezien, wordt het definiëren van de term 'leven' een beetje gemakkelijker als we begrijpen dat we tenslotte allemaal één zijn conglomeraat van 25 organische verbindingen, vooral 6 bio-elementen: koolstof (C), waterstof (H), zuurstof (O), stikstof (N), fosfor (P) en zwavel (S). Wanneer we de morfologische complexiteit tot een minimum herleiden, ontdekken we dat een bacterie en een menselijke cel bijna meer op elkaar lijken dan verschillend.

Bijna alles om ons heen bestaat immers uit koolstof en andere organische elementen, in een of andere vorm. Van de knol van een plant tot de lever van een mens zijn er duizenden jaren evolutie van door, maar ook een vergelijkbare functionaliteit en een vergelijkbare chemische samenstelling op het niveau elementair.

Bibliografische referenties:

Fuentes Quero, F. (2016). Bio-elementen en biomoleculen: didactische eenheid voor de middelbare school.
De koolhydraten, asturnatura.com. Opgehaald op 10 maart in https://www.asturnatura.com/articulos/glucidos/
Lipiden, puleva. Opgehaald op 10 maart in https://www.lechepuleva.es/corazon-sano/lipidos
Macarulla, J. M. (2021). Biomoleculen. Terugkeren.
Mora, J. G. (2003). Biologische grondslagen van lichaamsbeweging. Wanceulen SL.
Rodríguez, P. M. (2019). De woorden in dingen: kennis, macht en subjectivatie tussen algoritmen en biomoleculen. Technologie & Maatschappij, 95.
Sarria López,. D. (2015). Biomoleculen.
Vitaminen, Supradyn.es. Opgehaald op 10 maart in https://www.supradyn.es/vitaminas-y-minerales