İnorganik biyomoleküllerin özellikleri, fonksiyonları, sınıflandırılması ve örnekler



inorganik biyomoleküller canlılarda bulunan geniş bir moleküler konfigürasyon grubu oluştururlar. Tanım olarak, inorganik moleküllerin temel yapısı bir karbon iskeleti veya bağlı karbon atomundan oluşmaz.

Bununla birlikte, bu, inorganik bileşiklerin, bu büyük kategoriye dahil olmak için tamamen karbon içermemesi gerektiği, ancak karbonun, molekülün ana ve en bol atomu olmaması gerektiği anlamına gelmez. Canlıların bir parçası olan inorganik bileşikler esas olarak su ve bir dizi katı veya çözelti mineralidir..

Su - organizmalarda en bol bulunan inorganik biyomolekül - yüksek kaynama noktası, yüksek dielektrik sabiti, sıcaklık ve pH arasındaki değişimleri hafifletme kapasitesi gibi yaşam için gerekli bir element haline getiren bir dizi özelliğe sahiptir. diğerleri.

İyonlar ve gazlar, diğer yandan, sinir dürtü, kan pıhtılaşması, ozmotik düzenleme gibi organik varlıklar içerisinde çok özel fonksiyonlarla sınırlıdır. Ayrıca, bazı enzimlerin önemli kofaktörleridir..

indeks

  • 1 özellikleri
  • 2 Sınıflandırma ve fonksiyonlar
    • 2.1 - Su
    • 2.2 -Gazlar
    • 2.3-İyonlar
  • 3 Organik ve inorganik biyomoleküller arasındaki farklar
    • 3.1 Günlük yaşamda organik ve inorganik terimlerin kullanımı
  • 4 Kaynakça

özellikleri

Canlı maddede bulunan inorganik moleküllerin ayırt edici özelliği, karbon-hidrojen bağlarının olmamasıdır..

Bu biyomoleküller nispeten küçüktür ve su, gazlar ve aktif olarak metabolizmaya katılan bir dizi anyon ve katyon içerir..

Sınıflandırma ve fonksiyonlar

Canlı maddede en alakalı inorganik molekül şüphesiz sudur. Buna ek olarak, diğer inorganik bileşenler mevcuttur ve gazlara, anyonlara ve katyonlara sınıflandırılır.

Gazların içinde oksijen, karbondioksit ve azot bulunur. Anyonlarda klorürler, fosfatlar, karbonatlar, diğerleri arasındadır. Ve katyonlarda sodyum, potasyum, amonyum, kalsiyum, magnezyum ve diğer pozitif iyonlar bulunur..

Daha sonra, bu grupların her birini en olağanüstü özellikleri ve canlılardaki işlevleri ile tanımlayacağız..

-Su

Su canlılarda en bol bulunan inorganik bileşendir. Yaşamın sulu bir ortamda geliştiği yaygın olarak bilinmektedir. Bir su kütlesi içinde yaşamayan organizmalar olmasına rağmen, bu kişilerin iç ortamı çoğunlukla sudur. Canlılar suyun% 60 ila% 90'ı arasındadır..

Aynı organizma içindeki suyun bileşimi, çalışılan hücrenin türüne bağlı olarak değişebilir. Örneğin, kemikteki bir hücre ortalama olarak% 20 suya sahipken, bir beyin hücresi% 85'e kolayca ulaşabilir.

Su çok önemlidir çünkü bireylerin metabolizmasını oluşturan biyokimyasal reaksiyonların büyük çoğunluğu sulu bir ortamda gerçekleşir..

Örneğin, fotosentez, su bileşenlerinin ışık enerjisinin etkisiyle parçalanması ile başlar. Hücresel solunum, enerji ekstraksiyonu elde etmek için glikoz moleküllerini parçalayarak suyun üretilmesine neden olur..

Daha az bilinen diğer metabolik yollar da su üretimini içerir. Amino asitlerin sentezi bir ürün olarak suya sahiptir..

Suyun Özellikleri

Su, onu gezegenin dünyasında yeri doldurulamaz bir unsur haline getiren ve yaşamın harika olayına izin veren bir dizi özelliğe sahiptir. Bu özellikler arasında biz var:

Çözücü olarak su: Yapısal olarak su, elektronlarını polar bir kovalent bağ yoluyla paylaşan, bir oksijen atomuna bağlı iki hidrojen atomu ile oluşturulur. Böylece, bu molekül bir tane pozitif diğeri negatif yüklü uçlara sahiptir..

Bu konformasyon sayesinde madde denir kutup. Bu şekilde, su aynı polar eğilime sahip maddeleri çözebilir, çünkü pozitif kısımlar çözülecek olan molekülün negatiflerini çeker ve bunun tersi de geçerlidir. Suyun çözmeyi başardığı moleküllere hidrofilik denir.

Kimyada, "aynı şeyi çözer" kuralına sahip olduğumuzu hatırlayın. Bu, kutupsal maddelerin sadece kutupsal olan diğer maddelerde çözündüğü anlamına gelir.

Örneğin, karbonhidratlar ve klorürler gibi iyonik bileşikler, amino asitler, gazlar ve hidroksil grupları olan diğer bileşikler, suda kolayca çözünmeyi başarır.

Dielektrik sabiti: Vital sıvının yüksek dielektrik sabiti, aynı zamanda memesinde inorganik tuzların çözülmesine katkıda bulunan bir faktördür. Dielektrik sabiti, iki zıt işaret yükünün vakumdan ayrılma faktörüdür..

Suyun özgül ısısı: sıcaklık değişimlerinin şiddetini hafifletmek, yaşamın gelişimi için vazgeçilmez bir özelliktir. Suyun yüksek özgül ısısı sayesinde, sıcaklık değişiklikleri stabilize olur ve yaşam için uygun bir ortam yaratılır.

Yüksek bir özgül ısı, bir hücrenin önemli miktarda ısı alabileceği ve sıcaklığın önemli ölçüde artmadığı anlamına gelir.

uyum: Uyum, sıcaklıktaki ani değişiklikleri önleyen başka bir özelliktir. Muhalif su molekülleri yükleri sayesinde birbirlerini çekerler ve uyum denilen şeyi yaratırlar..

Uyum, canlı maddenin sıcaklığının çok fazla artmamasını sağlar. Kalorik enerji, ayrı molekülleri hızlandırmak yerine, moleküller arasındaki hidrojen bağlarını kırar.

PH kontrolü: Sabit sıcaklığın düzenlenmesine ve korunmasına ek olarak, su, pH ile aynı şeyi yapabilir. Gerçekleştirilebilmeleri için spesifik bir pH gerektiren belirli metabolik reaksiyonlar vardır. Aynı şekilde, enzimler de maksimum verimlilikle çalışmak için spesifik pH gerektirir.

PH'ın düzenlenmesi, hidrojen iyonları (H ile birlikte kullanılan hidroksil grupları (-OH) sayesinde gerçekleşir.+). Birincisi bir alkalin ortamın oluşumu ile ilgilidir, ikincisi bir asidik ortamın oluşmasına katkıda bulunur.

Kaynama noktası: Suyun kaynama noktası 100 ° C'dir. Bu özellik, suyun 0 ° C ile 100 ° C arasında geniş bir sıcaklık aralığında sıvı halde bulunmasını sağlar..

Yüksek kaynama noktası, su molekülü başına dört hidrojen bağı oluşturma yeteneği ile açıklanmaktadır. Bu özellik aynı zamanda NH gibi diğer hidritlerle karşılaştırırsak yüksek erime noktalarını ve buharlaşma ısısını açıklar.3, HF veya H2S.

Bu, bazı ekstremofil organizmaların varlığına izin verir. Örneğin, 0 ° C'ye yakın gelişen ve psişrofilik olarak adlandırılan organizmalar vardır. Aynı şekilde, termofilikler 70 veya 80 ° C civarında gelişir.

Yoğunluk değişimi: Suyun yoğunluğu, ortamın sıcaklığını değiştirirken çok özel bir şekilde değişir. Buz, açık bir kristal ağ sunar, sıvı halde suyun aksine daha rasgele, daha sıkı ve daha yoğun bir moleküler organizasyon sunar..

Bu özellik buzun suda yüzmesini, terim yalıtıcısı olarak işlev görmesini ve büyük okyanus kütlelerinin kararlılığının sağlanmasını sağlar.

Öyle olmasaydı, buz denizlerin derinliklerine batırılırdı ve yaşam bildiğimiz gibi son derece olası bir olay olurdu, büyük buz kütlelerinde yaşam nasıl ortaya çıkardı??

Suyun ekolojik rolü

Su temasıyla sona ermek için, hayati sıvının sadece canlıların içinde önemli bir rolü olmadığını, aynı zamanda yaşadıkları çevreyi şekillendirdiğini belirtmek gerekir..

Okyanus, buharlaşma süreçlerini destekleyen, sıcaklıklardan etkilenen ve dünyadaki en büyük su deposudur. Çok büyük miktarlarda su, sürekli bir buharlaşma ve su çökmesi döngüsünde olup, su döngüsü olarak bilinen şeyi yaratır..

-gazlar

Suyun biyolojik sistemlerdeki geniş işlevlerini karşılaştırırsak, inorganik moleküllerin geri kalanının rolü sadece çok özel rollerle sınırlıdır.

Genel olarak, gazlar sulu seyreltmelerde hücrelerden geçer. Bazen kimyasal reaksiyonlar için substrat olarak kullanılırlar ve diğer durumlarda metabolik yolun atık ürünüdürler. En alakalı oksijen, karbondioksit ve azottur..

Oksijen, aerobik solunum ile organizmaların taşıma zincirlerinde son elektron alıcısıdır. Ayrıca, karbondioksit hayvanlarda bir atık üründür ve bitkiler için bir substrattır (fotosentetik işlemler için).

-iyonlar

Gazlar gibi, iyonların canlı organizmalardaki rolü çok özel olaylarla sınırlı görünmektedir, ancak bir bireyin düzgün çalışması için çok önemlidir. Anyonlarda, negatif yüklü iyonlarla ve katyonlarda, pozitif yüklü iyonlarla ücretlerine göre sınıflandırılırlar..

Bunlardan bazıları, enzimlerin metal bileşenleri gibi yalnızca çok küçük miktarlarda gereklidir. Diğerlerinin yanı sıra, sodyum klorür, potasyum, magnezyum, demir, iyot gibi daha yüksek miktarlarda da gereklidir..

İnsan vücudu sürekli olarak bu mineralleri idrar, dışkı ve ter yoluyla kaybediyor. Bu bileşenler sisteme, özellikle meyve, sebze ve et gibi gıdalarla tekrar girilmelidir..

İyon fonksiyonları

kofaktörler: iyonlar kimyasal reaksiyonların kofaktörleri olarak hareket edebilirler. Klor iyonu, nişastanın amilazlar tarafından hidrolizine katılmaktadır. Potasyum ve magnezyum, metabolizmada çok önemli enzimlerin işleyişinde vazgeçilmez iyonlardır..

Osmolarite bakımı: büyük öneme sahip bir başka fonksiyon biyolojik işlemlerin gelişimi için optimal ozmotik koşulların korunmasıdır..

Çözünmüş metabolitlerin miktarı istisnai olarak düzenlenmelidir, çünkü bu sistem arızalanırsa, hücre patlayabilir veya önemli miktarda su kaybedebilir.

İnsanlarda, örneğin, sodyum ve klor, ozmotik dengenin korunmasına katkıda bulunan önemli unsurlardır. Bu aynı iyonlar ayrıca asit baz dengesini de destekler..

Membran potansiyeli: Hayvanlarda, iyonlar, uyarılabilir hücrelerin zarında zar potansiyelinin oluşumuna aktif olarak katılırlar..

Membranların elektriksel özellikleri, nöronların bilgi aktarma kabiliyeti gibi önemli olayları etkiler..

Bu durumlarda, membran, katyonlar ile zarın her iki tarafındaki anyonlar arasındaki elektrostatik etkileşimler sayesinde yüklerin biriktiği ve depolandığı elektrik kapasitöre benzer şekilde etki eder..

İyonların çözeltinin her iki tarafındaki solüsyondaki asimetrik dağılımı, membranın mevcut iyonlara geçirgenliğine bağlı olarak, elektrik potansiyeli ile sonuçlanır. Potansiyelin büyüklüğü, Nernst denklemi veya Goldman denklemi izlenerek hesaplanabilir..

yapısal: bazı iyonlar yapısal fonksiyonları yerine getirir. Örneğin, hidroksiapatit, kemiklerin kristalin mikro yapısını düzenler. Kalsiyum ve fosfor ise kemik ve diş oluşumu için gerekli bir unsurdur..

Diğer fonksiyonlar: Son olarak, iyonlar kan pıhtılaşması (kalsiyum iyonları tarafından), kasların görme ve kasılması kadar heterojen fonksiyonlara katılır.

Organik ve inorganik biyomoleküller arasındaki farklar

Canlıların kompozisyonunun yaklaşık% 99'u sadece dört atom içerir: hidrojen, oksijen, karbon ve azot. Bu atomlar, üç boyutlu konfigürasyonlarda düzenlenebilen ve hayata izin veren molekülleri oluşturan parçalar veya bloklar olarak işlev görür..

İnorganik bileşikler küçük, basit ve çok çeşitli olmamakla birlikte, organik bileşikler daha belirgin ve çeşitli olma eğilimindedir..

Buna ek olarak, organik biyomoleküllerin karmaşıklığı artar çünkü karbon iskeletine ek olarak kimyasal özellikleri belirleyen fonksiyonel gruplara sahiptirler..

Bununla birlikte, her ikisi de, canlıların optimum gelişimi için eşit derecede gereklidir..

Organik ve inorganik terimlerin günlük yaşamda kullanımı

Artık her iki biyomolekül türü arasındaki farkı tarif ettiğimize göre, günlük yaşamda bu terimleri belirsiz ve kesin olarak kullandığımızı netleştirmek gerekir..

Meyve ve sebzeleri "organik" olarak adlandırdığımızda - günümüzde çok popüler olan - bu, geri kalan ürünlerin "inorganik" olduğu anlamına gelmez. Bu yenilebilir elementlerin yapısı bir karbon iskeleti olduğu için organik tanımının gereksiz olduğu kabul edilir..

Aslında, organik terimi organizmaların söz konusu bileşikleri sentezleme kapasitesinden kaynaklanmaktadır..

referanslar

  1. Audesirk, T., Audesirk, G., ve Byers, B. E. (2003). Biyoloji: Yeryüzündeki Yaşam. Pearson eğitimi.
  2. Aracil, C.B., Rodriguez, M.P., Magraner, J.P., ve Perez, R.S. (2011). Biyokimyanın temelleri. Valencia Üniversitesi.
  3. Battaner Arias, E. (2014). Enzimoloji özeti. Salamanca Üniversitesi baskıları.
  4. Berg, J.M., Stryer, L. ve Tymoczko, J.L. (2007). biokimya. Geri döndüm.
  5. Devlin, T.M. (2004). Biyokimya: Klinik uygulamaları olan ders kitabı. Geri döndüm.
  6. Diaz, A.P., ve Pena, A. (1988).. biokimya. Editoryal Limusa.
  7. Macarulla, J. M., ve Goi, F. M. (1994). İnsan biyokimyası: temel kurs. Geri döndüm.
  8. Macarulla, J. M., ve Goi, F. M. (1993). Biyomoleküller: yapısal biyokimya dersleri. Geri döndüm.
  9. Müller-Esterl, W. (2008). Biyokimya. Tıp ve yaşam bilimleri için temeller. Geri döndüm.
  10. Teijón, J. M. (2006). Yapısal biyokimyanın temelleri. Editör Tébar.
  11. Monge-Nájera, J. (2002). Genel biyoloji. EUNED.