Organinės biomolekulių savybės, funkcijos, klasifikavimas ir pavyzdžiai



The organinės biomolekulės Jie randami visose gyvose būtybėse ir pasižymi struktūra, paremta anglies atomu. Jei lyginame juos su neorganinėmis molekulėmis, organinės molekulės yra daug sudėtingesnės pagal jų struktūrą. Be to, jie yra daug įvairesni.

Jie klasifikuojami kaip baltymai, angliavandeniai, lipidai ir nukleino rūgštys. Jo funkcijos yra labai įvairios. Baltymai dalyvauja kaip struktūriniai, funkciniai ir kataliziniai elementai. Angliavandeniai taip pat turi struktūrines funkcijas ir yra pagrindinis ekologiškų būtybių energijos šaltinis.

Lipidai yra svarbios biologinių membranų ir kitų medžiagų, pvz., Hormonų, sudedamosios dalys. Jie taip pat dirba kaip energijos kaupimo elementai. Galiausiai, nukleino rūgštys - DNR ir RNR - turi visą būtiną informaciją gyvų būtybių vystymui ir palaikymui.

Indeksas

  • 1 Bendrosios charakteristikos
  • 2 Klasifikavimas ir funkcijos
    • 2.1 -proteinai
    • 2.2. Angliavandeniai
    • 2.3 -Lipidai
    • 2.4 - Nukleino rūgštys
  • 3 Pavyzdžiai
    • 3.1 Hemoglobinas
    • 3.2 Celiuliozė
    • 3.3 Biologinės membranos
  • 4 Nuorodos

Bendrosios charakteristikos

Viena svarbiausių organinių biomolekulių savybių yra jų universalumas formuojant konstrukcijas. Šis milžiniškas organinių variantų įvairovė gali kilti dėl anglies atomo privilegijuotos padėties, antrosios pakopos centre..

Anglies atomas turi keturis elektronus paskutiniame energijos lygmenyje. Dėl savo vidutinio elektronegatyvumo jis gali suformuoti ryšius su kitais anglies atomais, formuoti skirtingos formos ir ilgio grandines, atviras ar uždarytas, su savo vidiniu paprastu, dvigubu ar trigubu ryšiu..

Taip pat, anglies atomo vidutinis elektronegatyvumas leidžia sudaryti ryšius su kitais anglies atomais, pvz., Elektropozitu (vandeniliu) arba elektronegatyvu (be kitų, deguonies, azoto, sieros)..

Ši sąsajos nuosavybė leidžia nustatyti anglies klasifikaciją pirminėje, antrinėje, tretinėje ar ketvirtinėje, priklausomai nuo anglies kiekio, su kuriuo jis yra susietas. Ši klasifikavimo sistema nepriklauso nuo nuorodų skaičiaus.

Klasifikavimas ir funkcijos

Organinės molekulės skirstomos į keturias pagrindines grupes: baltymus, angliavandenius, lipidus ir nukleino rūgštis. Čia mes išsamiai aprašysime juos:

-Baltymai

Baltymai sudaro biologinių molekulių, geriau apibrėžtų ir apibūdintų biologų, grupę. Šios plačios žinios daugiausia kyla dėl to, kad egzistuoja išskirtinis ir charakteringas paprastumas, palyginti su likusia trimis organinėmis molekulėmis..

Baltymai vaidina labai daug biologinių vaidmenų. Jie gali būti transportavimo, struktūrinės ir net katalizinės molekulės. Ši paskutinė grupė susideda iš fermentų.

Struktūriniai blokai: amino rūgštys

Struktūriniai baltymų blokai yra amino rūgštys. Gamtoje randame 20 tipų aminorūgščių, kurių kiekviena turi gerai apibrėžtas fizines ir chemines savybes.

Šios molekulės yra klasifikuojamos kaip alfa-amino rūgštys, nes jos turi pirminę amino grupę ir karboksirūgšties grupę kaip pakaitalą ant to paties anglies atomo. Vienintelė išimtis iš šios taisyklės yra aminorūgščių prolinas, kuris yra katalizuotas kaip alfa-imino rūgštis, kai yra antrinė amino grupė.

Siekiant sudaryti baltymus, būtina, kad šie "blokai" polimerizuotųsi, ir jie tai daro formuodami peptidinę jungtį. Baltymų grandinės susidarymas apima vieno vandens molekulės pašalinimą po peptido ryšį. Ši nuoroda pateikiama kaip CO-NH.

Be to, kad jie yra baltymų dalis, kai kurios aminorūgštys laikomos energijos metabolitais ir daugelis jų yra esminės maistinės medžiagos.

Aminorūgščių savybės

Kiekviena aminorūgštis turi savo masę ir jos vidurkį baltymuose. Be to, kiekvienas iš jų turi alfa-karboksirūgšties, alfa-amino ir šoninės grupės pK reikšmę..

Karboksirūgšties grupių pK reikšmės yra apie 2,2; o alfa-amino grupės yra pK vertės, artimos 9,4. Dėl šios savybės atsiranda tipinė aminorūgščių struktūrinė charakteristika: fiziologiniame pH abiejų grupių jonų forma.

Kai molekulėje yra įkrautų priešingų poliarizacijų grupių, jie vadinami dipoliniais jonais arba zwitterionais. Todėl aminorūgštis gali veikti kaip rūgštis arba kaip bazė.

Dauguma alfa-amino rūgščių turi lydymosi taškų, artimų 300 ° C temperatūrai. Jie lengviau ištirpsta poliarinėje aplinkoje, palyginti su jų tirpumu poliariniuose tirpikliuose. Dauguma jų yra gana tirpūs vandenyje.

Baltymų struktūra

Tam, kad būtų galima nurodyti konkretaus baltymo funkciją, būtina nustatyti jo struktūrą, ty trijų dimensijų santykį, kuris egzistuoja tarp atomų, kurie sudaro atitinkamą baltymą. Baltymų atveju nustatyti keturi jų struktūros organizavimo lygiai:

Pirminė struktūra: tai reiškia aminorūgščių seką, kuri sudaro baltymą, išskyrus bet kokią konformaciją, kurią gali užimti jo šoninės grandinės.

Antrinė struktūra: yra sudarytas iš skeleto atomų vietos erdvinio išdėstymo. Vėlgi neatsižvelgiama į šoninių grandinių konformaciją.

Tretinė struktūra: jame kalbama apie visos baltymo trimatę struktūrą. Nors gali būti sunku nustatyti aiškų paskirstymą tarp tretinės ir antrinės struktūros, apibrėžtos konformacijos (pvz., Sraigtų, sulankstytų lakštų ir posūkių buvimas) naudojamos tik antrinėms struktūroms žymėti.

Ketvirtinė struktūra: taikoma tiems baltymams, kuriuos sudaro keli subvienetai. Tai yra dvi ar daugiau atskirų polipeptidinių grandinių. Šie vienetai gali sąveikauti kovalentinėmis jėgomis arba disulfidinėmis jungtimis. Subvienų erdvinis išdėstymas lemia ketvirtinę struktūrą.

-Angliavandeniai

Angliavandeniai, angliavandeniai arba sacharidai (iš graikų šaknų sakcharón, tai reiškia, kad cukrus) yra daugiausiai organinių molekulių visame pasaulyje.

Jo struktūrą galima daryti iš jo pavadinimo „angliavandeniai“, nes jie yra molekulės, turinčios formulę (CH2O)n, kur n yra didesnis nei 3.

Angliavandenių funkcijos yra įvairios. Vienas iš pagrindinių yra struktūrinis, ypač augaluose. Augalų karalystėje jos pagrindinė struktūrinė medžiaga yra celiuliozė, kuri atitinka 80% kūno sausos masės.

Kita svarbi funkcija yra jos energetinis vaidmuo. Polisacharidai, tokie kaip krakmolas ir glikogenas, yra svarbūs maisto atsargų šaltiniai.

Klasifikacija

Pagrindiniai angliavandenių vienetai yra monosacharidai arba paprastieji cukrūs. Tai yra linijinės grandinės aldehidų arba ketonų ir polihidrinių alkoholių dariniai.

Jie klasifikuojami pagal jų karbonilo grupės cheminę prigimtį aldozėse ir ketose. Jie taip pat klasifikuojami pagal anglies kiekį.

Monosacharidai grupuojami, kad susidarytų oligosacharidai, kurie dažnai būna susiję su kitų tipų organinėmis molekulėmis, tokiomis kaip baltymai ir lipidai. Jie skirstomi į homopolisacharidus arba heteropolisacharidus, priklausomai nuo to, ar jie susideda iš tų pačių monosacharidų (pirmasis atvejis), ar skirtingi..

Be to, jie taip pat klasifikuojami pagal jų sudėties monosacharido pobūdį. Gliukozės polimerai vadinami gliukanais, galaktozės susidaro galaktanai ir pan.

Polisacharidai turi linijinių ir šakotų grandinių formavimo ypatumus, nes glikozidinės jungtys gali būti suformuotos su bet kuria hidroksilo grupe, esančia monosacharidu..

Kai yra susietas didesnis monosacharido vienetų skaičius, kalbame apie polisacharidus.

-Lipidai

Lipidai (iš graikų) lipos, tai reiškia, kad riebalai) yra vandenyje netirpios organinės molekulės, tirpios neorganiniuose tirpikliuose, pvz., chloroforme. Tai yra riebalai, aliejai, vitaminai, hormonai ir biologinės membranos.

Klasifikacija

Riebalų rūgštys: jie yra karboksirūgštys, turinčios didelių ilgių angliavandenilių grandines. Fiziologiškai tai retai randama nemokamai, nes daugeliu atvejų jie yra esterinti.

Gyvūnuose ir augaluose juos dažnai randame neprisotintoje formoje (formuojant dvigubas jungtis tarp anglies) ir polinesočiųjų (su dviem ar daugiau dvigubų jungčių)..

Triacilgliceroliai: Jie taip pat vadinami trigliceridais arba neutraliomis riebalų rūgštimis, jie sudaro daugumą riebalų ir aliejų, esančių gyvūnuose ir augaluose. Jos pagrindinė funkcija yra saugoti energiją gyvūnams. Jie turi specializuotas saugojimo ląsteles.

Jie klasifikuojami pagal riebalų rūgščių likučių tapatybę ir padėtį. Apskritai, augaliniai aliejai kambario temperatūroje yra skysti ir yra turtingesni riebalų rūgščių likučiais su dvigubais ir trigubais ryšiais tarp jų anglies..

Priešingai, gyvuliniai riebalai kambario temperatūroje yra kieti, o nesočiųjų angliavandenilių skaičius yra mažas.

Glicerofosfolipidai: taip pat žinomas kaip fosfogliceridai, yra pagrindinės lipidų membranų sudedamosios dalys.

Glicerofosfolipidai turi "uodegą" su apoliniu arba hidrofobiniu požymiu ir poliariniu arba hidrofiliniu "galvu". Šios struktūros yra sugrupuotos į dvigubą sluoksnį, o uodegos nukreiptos į vidų, kad susidarytų membranos. Juose yra įdėta daug baltymų.

Spingolipidai: jie yra lipidai, kurie randami labai mažais kiekiais. Jie taip pat yra membranų dalis ir yra sfingozino, dihidrospingozino ir jų homologų dariniai.

Cholesterolis: gyvūnams tai yra vyraujanti membranų sudedamoji dalis, kuri modifikuoja jo savybes, pvz., jos sklandumą. Jis taip pat yra ląstelių organelių membranose. Tai svarbus steroidinių hormonų pirmtakas, susijęs su seksualiniu vystymusi.

-Nukleino rūgštys

Nukleino rūgštys yra DNR ir įvairių tipų RNR. DNR yra atsakinga už visos genetinės informacijos, leidžiančios vystyti, augti ir palaikyti gyvus organizmus, saugojimą.

Kita vertus, RNR dalyvauja genetinėje informacijoje, užkoduotoje DNR į baltymų molekules. Klasikiniu būdu išskiriami trys RNR tipai: pasiuntinys, perdavimas ir ribosominis. Tačiau yra keletas mažų RNR, kurios turi reguliavimo funkcijas.

Struktūriniai blokai: nukleotidai

Nukleotidai yra nukleino rūgščių, DNR ir RNR struktūriniai blokai. Chemiškai jie yra pentozės fosfato esteriai, kuriuose prie pirmos anglies yra prijungta azoto bazė. Galime atskirti ribonukleotidus ir deoksiribonukleotidus.

Šios molekulės yra plokščios, aromatinės ir heterociklinės. Kai nėra fosfatų grupės, nukleotidas yra pervadintas į nukleozidą.

Šios molekulės, be jų, kaip nukleorūgščių monomerų, vaidmens yra biologiškai visur esančios ir dalyvauja daugelyje procesų..

Nukleozido trifosfatai yra daug energijos turintys produktai, tokie kaip ATP, ir naudojami kaip ląstelių reakcijų energijos valiuta. Jie yra svarbi NAD koenzimų sudedamoji dalis+, NADP+, FMN, FAD ir koenzimas A. Galiausiai jie yra skirtingų metabolinių takų reguliavimo elementai.

Pavyzdžiai

Yra organinių molekulių pavyzdžių. Toliau bus aptariami labiausiai išsiskiriantys ir biochemikų studijuoti klausimai:

Hemoglobinas

Hemoglobinas, raudonasis pigmentas kraujyje, yra vienas iš klasikinių baltymų pavyzdžių. Dėl plataus difuzijos ir lengvos izoliacijos, tai buvo baltymas, tiriamas nuo senovės.

Tai baltymas, kurį sudaro keturi subvienetai, todėl jis patenka į tetramerinio, dviejų alfa vienetų ir dviejų beta klasifikaciją. Hemoglobino subvienetai yra susiję su nedideliu baltymu, atsakingu už deguonies įsisavinimą raumenyje: mioglobino.

Hemos grupė yra porfirino darinys. Tai apibūdina hemoglobiną ir yra ta pati grupė, randama citochromuose. Hemos grupė yra atsakinga už būdingą raudoną kraujo spalvą ir yra fizinis regionas, kuriame kiekvienas globino monomeras jungiasi su deguonimi.

Pagrindinė šio baltymo funkcija yra deguonies pervežimas iš organo, atsakingo už dujų mainus - skambinti plaučius, žiaurus ar odą - į kapiliarus, kurie naudojami kvėpavimui.

Celiuliozė

Celiuliozė yra linijinis polimeras, sudarytas iš D-gliukozės subvienetų, sujungtų beta 1,4 tipo ryšiais. Kaip ir dauguma polisacharidų, jie neturi riboto maksimalaus dydžio. Tačiau vidutiniškai jie sudaro apie 15 000 gliukozės likučių.

Tai augalų ląstelių sienelių komponentas. Celiuliozės dėka jos yra standžios ir leidžia susidoroti su osmotiniu stresu. Be to, didesniuose augaluose, pvz., Medžiuose, celiuliozė suteikia paramą ir stabilumą.

Nors tai daugiausia susiję su daržovėmis, kai kurie gyvūnai, vadinami gaubtagyviais, jų celiuliozėje.

Apskaičiuota, kad vidutiniškai 1015 kilogramai celiuliozės yra sintetinami ir degraduojami per metus.

Biologinės membranos

Biologinės membranos daugiausia susideda iš dviejų biomolekulių, lipidų ir baltymų. Lipidų erdvinė konformacija yra dvigubo sluoksnio forma, o hidrofobinės uodegos nukreiptos į vidų, o hidrofilinės galvutės - į išorę..

Membrana yra dinamiškas objektas, o jo komponentai patiria dažnius judesius.

Nuorodos

  1. Aracil, C. B., Rodriguez, M. P., Magraner, J. P., & Perez, R. S. (2011). Biochemijos pagrindai. Valensijos universitetas.
  2. Battaner Arias, E. (2014). Enzimologijos rinkinys. Salamankos universiteto leidiniai.
  3. Berg, J. M., Stryer, L., ir Tymoczko, J. L. (2007). Biochemija. Aš atvirkščiai.
  4. Devlin, T. M. (2004). Biochemija: vadovėlis su klinikiniais pritaikymais. Aš atvirkščiai.
  5. Diaz, A. P., ir Pena, A. (1988). Biochemija. Redakcija Limusa.
  6. Macarulla, J. M., ir Goñi, F. M. (1994). Žmogaus biochemija: pagrindinis kursas. Aš atvirkščiai.
  7. Müller-Esterl, W. (2008). Biochemija Medicinos ir gyvosios gamtos mokslų pagrindai. Aš atvirkščiai.
  8. Teijón, J. M. (2006). Struktūrinės biochemijos pagrindai. Redakcinė „Tébar“.