- Kas ir biomolekulas?
- Neorganiskās biomolekulas
- Organiskās biomolekulas
- Biomolekulu funkcijas
- Biomolekulu nozīme
- Bioelementi un biomolekulas
Mēs izskaidrojam, kas ir biomolekulas un kā ir organiskās un neorganiskās biomolekulas. Kādas ir tās funkcijas un nozīme.
Kas ir biomolekulas?
Biomolekulas vai bioloģiskās molekulas ir tās visas molekulas kas raksturīgs dzīvām būtnēm vai nu kā to bioloģisko funkciju produkts, vai kā to ķermeņa sastāvdaļa. Tiem ir milzīgs un daudzveidīgs izmēru, formu un funkciju klāsts. Galvenās biomolekulas ir ogļhidrāti, olbaltumvielas, lipīdi, aminoskābes, vitamīni un nukleīnskābes.
Ķermenis dzīvās būtnes To veido galvenokārt sešu pirmatnējo elementu sarežģītas kombinācijas: ogleklis (C), ūdeņradis (H), skābeklis (O), slāpeklis (N), fosfors (P) un sērs (S). Tas ir tāpēc, ka šie elementi ļauj:
- Veidošanās kovalentās saites (ko viņi dalās elektroni) ārkārtīgi stabils (viens, divvietīgs vai trīsvietīgs).
- Trīsdimensiju oglekļa skeletu veidošanās.
- Vairāku funkcionālo grupu izveide ar ļoti atšķirīgām un īpašām īpašībām.
Šī iemesla dēļ biomolekulas parasti veido šāda veida ķīmiskie elementi. Biomolekulām ir būtiskas attiecības starp struktūra un funkcijas, kurās iejaucas arī vide, kurā tie atrodas. Piemēram, lipīdiem ir hidrofobā daļa, tas ir, tie atgrūž Ūdens, tāpēc tās klātbūtnē mēdz organizēties tā, lai hidrofīlie gali (ūdens pievelk) paliktu saskarē ar vidi, bet hidrofobie – droši. Šāda veida funkcijas ir būtiskas, lai izprastu ķermeņa bioķīmisko darbību organismiem dzīvošana.
Pēc to ķīmiskās būtības biomolekulas var iedalīt organiskās un neorganiskās.
Neorganiskās biomolekulas
Neorganiskās biomolekulas ir visas tās, kuru pamatā nav ogleklis, izņemot dažas, piemēram, CO2 (g) un CO. Tie var būt gan dzīvu būtņu, gan nedzīvu objektu sastāvdaļa, taču tie joprojām ir neaizstājami esamību no dzīvi. Šāda veida biomolekulas neveido monomēru ķēdes kā organiskās, tas ir, tās neveido polimēri, un to var veidot dažādi ķīmiskie elementi.
Daži neorganisko biomolekulu piemēri ir ūdens, noteikts gāzes piemēram, skābeklis (O2) vai ūdeņradis (H2), NH3 un NaCl.
Organiskās biomolekulas
Organisko biomolekulu pamatā ir oglekļa ķīmija. Šīs biomolekulas ir produkts no ķīmiskās reakcijas ķermeņa vai vielmaiņa dzīvām būtnēm. Tie galvenokārt sastāv no oglekļa (C), ūdeņraža (H) un skābekļa (O). To struktūrā var būt arī metāliski elementi, piemēram, dzelzs (Fe), kobalts (Co) vai niķelis (Ni), un tādā gadījumā tos sauc par mikroelementiem. Jebkurš proteīns, aminoskābe, lipīds, ogļhidrāts, nukleīnskābe vai vitamīns ir labs šāda veida biomolekulu piemērs.
Biomolekulu funkcijas
Biomolekulām var būt dažādas funkcijas, piemēram:
- Strukturālās funkcijas. Olbaltumvielas un lipīdi kalpo kā atbalsta materiāls šūnas, saglabājot membrānu un audu struktūru. Lipīdi veido arī enerģijas rezervi dzīvnieki un augi.
- Transporta funkcijas. Dažas biomolekulas kalpo, lai mobilizētu barības vielas un citas vielas visā ķermenī, šūnās un ārpus tām, saistoties ar tām caur saites specifisks, ko pēc tam var salauzt. Šāda veida biomolekulu piemērs ir ūdens.
- Katalīzes funkcijas. The fermenti tās ir biomolekulas, kas spēj katalizēt (paātrināt) noteiktu ķīmisko reakciju ātrumu, nepiedaloties reakcijas procesā, tāpēc tās nav ne reaģents, ne produkts. Šāda veida biomolekulas regulē lielu ķīmisko un bioloģisko procesu grupu, kas notiek cilvēka ķermenī, dzīvniekos un augos. Ir arī inhibitori, kas ir molekulas, kas palēnina noteiktas ķīmiskās reakcijas un līdz ar to arī iejaucas ķīmisko un bioloģisko procesu regulēšanā. Fermentu piemēri ir amilāze, kas tiek ražota mutē un ļauj sadalīt cietes molekulas, un pepsīns, kas tiek ražots kuņģī un ļauj sadalīt olbaltumvielas aminoskābēs.
- Enerģētiskās funkcijas. The uzturs dzīvo organismu skaits var būt autotrofisks, kad viņi spēj sintezēt vielmaiņas pamatsavienojumus uz neorganisko molekulu rēķina (neatkaroties no citas dzīvas būtnes), vai heterotrofisks, kad viņi saņem organisks materiāls nepieciešams tā metabolismam no organiskām vielām, ko sintezē citi autotrofi vai heterotrofi organismi (atkarībā no citas dzīvas būtnes). Abos gadījumos enerģiju, kas nepieciešama dzīvības uzturēšanai dzīvos organismos, iegūst, izmantojot procesu, ko sauc par oksidāciju, kas sastāv no glikozes sadalīšanas līdz vienkāršākām enerģijas formām. Lipīdi ir arī būtisks enerģijas avots.
- Ģenētiskās funkcijas. The DNS (dezoksiribonukleīnskābe) ir nukleīnskābe, kas satur visu ģenētisko informāciju, kas nepieciešama visu dzīvo būtņu attīstībai un funkcionēšanai. Turklāt viņš ir atbildīgs par iedzimtas informācijas pārsūtīšanu. No otras puses, RNS (ribonukleīnskābe) ir ribonukleīnskābe, kas ir iesaistīta šūnu attīstībai un darbībai nepieciešamo olbaltumvielu sintēzē. DNS un RNS nedarbojas atsevišķi, DNS pārraidei izmanto RNS Ģenētiskā informācija proteīnu sintēzes laikā. Šīs divas biomolekulas veido genoma (visa ģenētiskā materiāla, ko satur konkrētais organisms) pamatu, tāpēc tās nosaka, kas ir konkrētā suga vai indivīds.
Biomolekulu nozīme
Biomolekulas ir būtiskas visu šūnu, kas veido dzīvos organismus, dzimšanai, attīstībai un funkcionēšanai. Tie pilda svarīgas atbalsta, procesu regulēšanas un vielu transportēšanas funkcijas katrā šūnā, kas veido audus, orgānus un orgānu sistēmas.
Noteiktas biomolekulas trūkums dzīvā organismā var izraisīt tā funkcionēšanas trūkumus un nelīdzsvarotību, izraisot tā pasliktināšanos vai nāvi.
Bioelementi un biomolekulas
Bioelementus sauc par ķīmiskajiem elementiem, no kuriem sastāv biomolekulas, tāpēc tie ir dzīvās būtnēs esošie elementi.
Bioelementus var klasificēt šādi:
- Primārie bioelementi. Tie veido 99% no visu zināmo dzīvo būtņu dzīvās vielas. Tie ir: ogleklis (C), skābeklis (O), ūdeņradis (H), slāpeklis (N), sērs (S) un fosfors (P).
- Sekundārie bioelementi. Tie ir tie, kas, lai gan tie ir nepieciešami dzīvībai un pareizai ķermeņa darbībai, ir nepieciešami mērenā daudzumā un īpašiem mērķiem. Tie ir: nātrijs (Na), kalcijs (Ca), magnijs (Mg), kālijs (K), hlors (Cl) un fluors (F).
Turklāt ir dzīvībai nepieciešamie mikroelementi, taču ļoti mazos daudzumos (0,1% no organismā esošajiem bioelementiem). Daži piemēri: dzelzs (Fe), jods (I), hroms (Cr), varš (Cu), cinks (Zn) un bors (B).