A biomolekulák olyan szerves anyagok , amelyeket élő szervezetek szintetizálnak . A biomolekulák összetétele fehérjéket , poliszacharidokat , nukleinsavakat , valamint kisebb anyagcsere -komponenseket tartalmaz . A biomolekulák jellemzően szén- , hidrogén- , nitrogén- , oxigén- , foszfor- és kénatomokból állnak . Más elemek sokkal ritkábban szerepelnek a biológiailag jelentős anyagok összetételében.
A biomolekulák közé tartoznak:
| Monomerek | Oligomerek | Biopolimerek |
|---|---|---|
| Aminosavak | Oligopeptidek | Polipeptidek , fehérjék |
| Monoszacharidok | Oligoszacharidok | Poliszacharidok ( keményítő , cellulóz ) |
| Nukleotidok | Oligonukleotidok | Polinukleotidok ( DNS , RNS ) |
A nukleozidok úgy jönnek létre, hogy nitrogénbázist adnak a ribózcukorhoz, nukleozidok például a citidin , uridin , adenozin , guanozin , timidin és inozin .
A sejtekben lévő nukleozidokat kinázok foszforilálhatják nukleotidokká . A DNS és az RNS lineáris polimerek, amelyek viszonylag kis molekulatömegű monomerekből - nukleotidokból állnak, amelyeket foszfodiészter kötések kapcsolnak össze [1] .
A nukleotidok lehetnek kémiai kötésekben ( ATP ) tárolt energiaforrások , részt vehetnek a sejten belüli jelátvitelben ( cGMP , cAMP ), enzimkofaktorok összetevői ( koenzim A , FAD , NAD ) [2] .
A monoszacharidok a legegyszerűbb szénhidrátok , amelyek általában aldehid- vagy ketocsoportot tartalmaznak [3] . Az aldehidcsoport jelenlétét a szerkezetben az „aldo-”, a ketocsoport jelenlétét a „keto-” előtag jelzi [1] . A monoszacharidok példái a hexózok - glükóz , fruktóz , galaktóz és pentózok - ribóz és dezoxiribóz [3] .
A diszacharidok úgy jönnek létre, hogy két molekula egyszerű cukrot egyesítenek, miközben egy molekula vizet leválasztanak. A diszacharidok a megfelelő monoszacharidokká hidrolizálhatók híg savoldatokkal vagy megfelelő enzimekkel [1] . Jellemző diszacharidok a szacharóz , a maltóz és a laktóz .
A poliszacharidok összetett cukrok, monoszacharidok polimerei. A poliszacharidok képviselői a keményítő , a cellulóz és a glikogén. A poliszacharid molekulák általában elágazó szerkezetűek. A poliszacharidok általában vízben oldhatatlanok vagy gyengén oldódnak, azonban hidroxilcsoportjaik hidratálódhatnak , ilyenkor vizes közegben hevítve a poliszacharid kolloidot képez [ 1 ] . A rövidebb, 2-10 monomerből álló poliszacharidokat oligoszacharidoknak nevezzük . [négy]
A lignin egy szabálytalan biopolimer, amely rövid (1-3 szénatomos) szénláncokkal összekapcsolt aromás gyűrűkből áll. A lignin a cellulóz után a második legfontosabb biopolimer , és a növények egyik szerkezeti alkotóeleme. [5] A lignin racemát, azaz nincs optikai aktivitása és nem polarizálja a fényt. A lignin ezen tulajdonsága annak a ténynek köszönhető, hogy polimerizációja a szabad gyökös mechanizmus szerint megy végbe.
A lipidek főként zsírsav-észterek , és a sejtmembránok fontos alkotóelemei . Ezenkívül a lipidek energiatárolóként működnek, például a trigliceridek. A legtöbb lipidmolekula egy hidrofil fejből és egy-három hidrofób zsírsav-farokból áll, tehát a lipidek amfifilek .
A sejtmembránokban a lipidek következő osztályai vannak jelen:
A lipidek közé tartoznak a prosztaglandinok és a leukotriének is, az arachidonsavból szintetizált 20 szénatomos molekulák .
Az aminosavak amino- és karboxilcsoportot tartalmaznak , és ikerionok . A biológiailag jelentős aminosavakat csak az α-aminosavak képviselik, amelyekben a funkciós csoportok egy szénatomhoz kapcsolódnak, valamint a prolin , amely egy iminosav.
Az aminosavak peptidek (2-10 aminosavmaradék), polipeptidek és fehérjék monomerei. A fehérjék különböző funkciókat látnak el a sejtben.
Mindössze 20 aminosav biológiailag jelentős, ezeket a genetikai kód kódolja , összesen több mint ötszáz természetes aminosav ismert. Legalább két aminosav ismert, amelyek bizonyos szervezetekben a transzláció során a polipeptidekbe is beépülnek :
Egyéb biológiailag jelentős aminosavak közé tartozik a karnitin , az ornitin , a gamma-aminovajsav és a taurin .
A vitaminok olyan anyagok, amelyeket a szervezet önmagában nem képes szintetizálni, de szükségesek az élethez. A vitaminok például számos koenzim . A vitaminokkal a szervezetet folyamatosan, általában nagyon kis mennyiségben kell ellátni.
| Az életszervezés szintjei | |
|---|---|
| |