Biomoleculele sunt substanțe organice care sunt sintetizate de organismele vii. Compoziția biomoleculelor include proteine , polizaharide , acizi nucleici , precum și componente metabolice mai mici . De obicei, biomoleculele sunt formate din atomi de carbon , hidrogen , azot , oxigen , fosfor și sulf . Alte elemente sunt incluse în compoziția substanțelor semnificative biologic mult mai rar.
Biomoleculele includ:
| Monomerii | Oligomeri | Biopolimeri |
|---|---|---|
| Aminoacizi | Oligopeptide | Polipeptide , proteine |
| Monozaharide | Oligozaharide | Polizaharide ( amidon , celuloză ) |
| Nucleotide | Oligonucleotide | Polinucleotide ( ADN , ARN ) |
Nucleozidele sunt formate prin adăugarea unei baze azotate la un zahăr riboză, exemple de nucleozide sunt citidina , uridina , adenozina , guanozina , timidina și inozina .
Nucleozidele din celule pot fi fosforilate de kinaze pentru a forma nucleotide . ADN-ul și ARN-ul sunt polimeri liniari, formați din monomeri cu greutate moleculară relativ mică - nucleotide, interconectați prin legături fosfodiester [1] .
Nucleotidele pot fi surse de energie stocată în legături chimice ( ATP ), participă la transmiterea semnalului în interiorul celulei ( cGMP , cAMP ), pot fi componente ale cofactorilor enzimatici ( coenzima A , FAD , NAD ) [2] .
Monozaharidele sunt cei mai simpli carbohidrați , de obicei conținând o grupare aldehidă sau ceto [3] . Prezența unei grupări aldehide în structură este indicată de prefixul „aldo-”, iar prezența unei grupări ceto este indicată de „keto-” [1] . Exemple de monozaharide sunt hexoze - glucoza , fructoza , galactoza si pentozele - riboza si deoxiriboza [3] .
Dizaharidele se formează prin combinarea a două molecule de zaharuri simple, în timp ce se desprind o moleculă de apă. Dizaharidele pot fi hidrolizate la monozaharidele corespunzătoare cu soluții acide diluate sau enzime adecvate [1] . Dizaharidele reprezentative sunt zaharoza , maltoza și lactoza .
Polizaharidele sunt zaharuri complexe, polimeri ai monozaharidelor. Reprezentanții polizaharidelor sunt amidonul , celuloza și glicogenul. Moleculele de polizaharide au de obicei o structură ramificată. De regulă, polizaharidele sunt insolubile sau ușor solubile în apă, totuși, se poate produce hidratarea grupărilor lor hidroxil , caz în care, atunci când este încălzită în mediu apos, polizaharida formează un coloid [1] . Polizaharidele mai scurte formate din 2-10 monomeri se numesc oligozaharide . [patru]
Lignina este un biopolimer neregulat format din inele aromatice conectate prin lanțuri de carbon scurte (de la unu până la trei atomi de carbon). Lignina este al doilea cel mai important biopolimer după celuloză și este una dintre componentele structurale ale plantelor. [5] Lignina este un racemat, adică nu are activitate optică și nu polarizează lumina. Această caracteristică a ligninei se datorează faptului că polimerizarea acesteia are loc conform mecanismului radicalilor liberi.
Lipidele sunt în principal esteri ai acizilor grași și sunt componente importante ale membranelor celulare . De asemenea, lipidele acționează ca un depozit de energie, de exemplu, trigliceridele. Majoritatea moleculelor de lipide constau dintr-un cap hidrofil și una până la trei cozi de acid gras hidrofobe , astfel încât lipidele sunt amfifile .
Următoarele clase de lipide sunt prezente în membranele celulare:
Lipidele includ, de asemenea, prostaglandine și leucotriene , molecule cu 20 de atomi de carbon sintetizate din acidul arahidonic .
Aminoacizii conțin o grupare amino și o grupă carboxil și sunt zwitterioni . Aminoacizii semnificativi din punct de vedere biologic sunt reprezentați doar de α-aminoacizi, în care grupările funcționale sunt conectate la un atom de carbon, precum și prolina , care este un iminoacid.
Aminoacizii sunt monomeri ai peptidelor (2-10 resturi de aminoacizi), polipeptide și proteine. Proteinele îndeplinesc diferite funcții în celulă.
Doar 20 de aminoacizi sunt semnificativi biologic, sunt codificați în codul genetic , în total sunt cunoscuți peste cinci sute de aminoacizi naturali. Sunt cunoscuți cel puțin doi aminoacizi care sunt, de asemenea, încorporați în polipeptide în timpul translației în unele organisme:
Alți aminoacizi semnificativi din punct de vedere biologic includ carnitina , ornitina , acidul gamma-aminobutiric și taurina .
Vitaminele sunt substanțe pe care organismul nu le poate sintetiza singur, dar sunt necesare vieții. Vitaminele sunt, de exemplu, multe coenzime . Vitaminele trebuie furnizate organismului în mod constant, de obicei în cantități foarte mici.
| Niveluri de organizare a vieții | |
|---|---|