Organik biyomoleküllerin özellikleri, fonksiyonları, sınıflandırılması ve örnekler



organik biyomoleküller Tüm canlılarda bulunurlar ve karbon atomuna dayalı bir yapıya sahip olmaları ile karakterize edilirler. Onları inorganik moleküllerle karşılaştırırsak, organik moleküller yapıları bakımından çok daha karmaşıktır. Ek olarak, çok daha çeşitlidirler.

Proteinler, karbonhidratlar, lipitler ve nükleik asitler olarak sınıflandırılırlar. İşlevleri son derece çeşitlidir. Proteinler yapısal, fonksiyonel ve katalitik elementler olarak katılır. Karbonhidratlar ayrıca yapısal fonksiyonlara sahiptir ve organik varlıklar için ana enerji kaynağıdır..

Lipitler, biyolojik membranların ve hormonlar gibi diğer maddelerin önemli bileşenleridir. Aynı zamanda enerji depolama elemanları olarak da çalışırlar. Son olarak, nükleik asitler - DNA ve RNA - canlıların gelişimi ve bakımı için gerekli tüm bilgileri içerir.

indeks

  • 1 Genel özellikler
  • 2 Sınıflandırma ve fonksiyonlar
    • 2.1 -Proteinler
    • 2.2 -Karbohidratlar
    • 2.3 -Lipids
    • 2.4 - Nükleik asitler
  • 3 Örnekler
    • 3.1 Hemoglobin
    • 3.2 Selüloz
    • 3.3 Biyolojik zarlar
  • 4 Kaynakça

Genel özellikler

Organik biyomoleküllerin en alakalı özelliklerinden biri, yapı oluşturma söz konusu olduğunda çok yönlülükleridir. Olabilecek bu çok çeşitli organik değişkenler, ikinci dönemin merkezinde, karbon atomunun sağladığı ayrıcalıklı durumdan kaynaklanıyor..

Karbon atomunun son enerji seviyesinde dört elektronu vardır. Ortalama elektronegatifliği sayesinde, içeriğinde basit, çift veya üçlü bağlarla, açık veya kapalı, farklı şekil ve uzunlukta zincirler oluşturan diğer karbon atomlarıyla bağlar oluşturabilir..

Aynı şekilde, karbon atomunun ortalama elektronegatifliği, elektropozitif (hidrojen) veya elektronegatif (diğerleri arasında oksijen, azot, kükürt) gibi karbon dışındaki atomlarla bağlar oluşturmaya izin verir..

Bu link özelliği, bağlandığı karbon sayısına bağlı olarak birincil, ikincil, üçüncül veya kuaternerdeki karbonlar için bir sınıflandırma oluşturulmasını sağlar. Bu sınıflandırma sistemi, linke katılan değerlerin sayısından bağımsızdır..

Sınıflandırma ve fonksiyonlar

Organik moleküller dört ana gruba ayrılır: proteinler, karbonhidratlar, lipitler ve nükleik asitler. Burada onları ayrıntılı olarak açıklayacağız:

-protein

Proteinler, biyologlar tarafından daha iyi tanımlanmış ve karakterize edilmiş organik moleküller grubunu oluşturur. Bu geniş bilgi, esas olarak, üç organik molekülün geri kalanına kıyasla, izole edilmiş ve karakterize edilmiş olan içsel kolaylığa bağlıdır..

Proteinler bir dizi son derece geniş biyolojik rol oynarlar. Taşıma, yapısal ve hatta katalitik moleküller olarak görev yapabilirler. Bu son grup enzimlerden oluşuyor.

Yapısal bloklar: amino asitler

Proteinlerin yapısal blokları amino asitlerdir. Doğada, her biri iyi tanımlanmış fiziksel-kimyasal özelliklere sahip 20 tip amino asit bulduk.

Bu moleküller, alfa-amino asitler olarak sınıflandırılır, çünkü aynı karbon atomunda bir ikame edici olarak bir birincil amino grubuna ve bir karboksilik asit grubuna sahiptirler. Bu kuralın tek istisnası, sekonder bir amino grubunun varlığıyla bir alfa-imino asit olarak kataloglanan amino asit prolindir.

Proteinleri oluşturmak için bu "blokların" polimerize olması gerekir ve bunu bir peptid bağı oluşturarak yaparlar. Bir protein zincirinin oluşumu, peptid bağı başına bir su molekülünün elimine edilmesini içerir. Bu bağlantı CO-NH olarak temsil edilir.

Proteinlerin bir parçası olmasının yanı sıra, bazı amino asitler enerji metabolitleri olarak kabul edilir ve birçoğu temel besinlerdir..

Amino asitlerin özellikleri

Her amino asidin kütlesi ve proteinlerde ortalama görünümü vardır. Ek olarak, her biri alfa-karboksilik asit, alfa-amino ve yan grubun bir pK değerine sahiptir..

Karboksilik asit gruplarının pK değerleri yaklaşık 2.2; alfa-amino grupları, 9.4'e yakın pK değerlerine sahiptir. Bu karakteristik, amino asitlerin tipik bir yapısal karakteristiğine yol açar: fizyolojik pH'da her iki grup bir iyon şeklindedir.

Bir molekül zıt kutupsallıklar yüklü gruplar taşıdığında, bunlara dipolar iyonlar veya zwitterionlar denir. Bu nedenle, bir amino asit bir asit veya bir baz olarak hareket edebilir.

Alfa-amino asitlerin çoğu, 300 ° C'ye yakın erime noktalarına sahiptir. Polar olmayan çözücülerde çözünürlüklerine kıyasla polar ortamlarda daha kolay çözülürler. Suda çoğu suda çözünür.

Proteinlerin yapısı

Belirli bir proteinin işlevini belirleyebilmek için, yapısını, yani söz konusu proteini oluşturan atomlar arasında var olan üç boyutlu ilişkiyi belirlemek gereklidir. Proteinler için, yapılarının dört seviyede organizasyonu belirlenmiştir:

Birincil yapı: yan zincirlerinin alabileceği herhangi bir konformasyon hariç, proteini oluşturan amino asit dizisini ifade eder..

İkincil yapı: İskeletin atomlarının yerel mekansal düzenlemesiyle oluşur. Yine, yan zincirlerin konformasyonu dikkate alınmaz.

Tersiyer yapı: tüm proteinin üç boyutlu yapısını ifade eder. Üçüncül ve ikincil yapı arasında net bir bölünme oluşturmak zor olsa da, yalnızca ikincil yapıları belirlemek için tanımlanmış uyumlamalar (pervanelerin varlığı, katlanmış levhalar ve dönüşler gibi) kullanılır.

Kuaterner yapı: Birkaç alt birim tarafından oluşturulan proteinlere uygulanır. Yani, iki veya daha fazla ayrı polipeptit zinciri. Bu birimler kovalent kuvvetler veya disülfit bağları vasıtasıyla etkileşime girebilir. Alt birimlerin uzamsal düzenlemesi kuaterner yapıyı belirler.

-karbonhidratlar

Karbonhidratlar, karbonhidratlar veya sakaritler (Yunan kökenli sakcharón, yani şeker anlamına gelir) tüm dünya gezegeninde en bol bulunan organik molekül sınıfıdır.

Yapısı "karbonhidratlar" adından çıkarılabilir, çünkü formül (CH) içeren moleküllerdir.2O)n, nerede n 3'ten büyük.

Karbonhidratların fonksiyonları değişkendir. Başlıca olanlardan biri, özellikle bitkilerde, yapısal tiptedir. Bitki krallığında selüloz, vücudun kuru ağırlığının% 80'ine karşılık gelen ana yapısal malzemesidir..

Bir diğer önemli fonksiyon ise enerjik rolüdür. Nişasta ve glikojen gibi polisakaritler, önemli besin rezervi kaynaklarını temsil eder..

sınıflandırma

Bazik karbonhidrat birimleri monosakaritler veya basit şekerlerdir. Bunlar doğrusal zincirli aldehitler veya ketonlar ve polihidrik alkollerin türevleridir..

Alkiller ve ketozlarda karbonil gruplarının kimyasal yapılarına göre sınıflandırılırlar. Ayrıca karbon sayısına göre sınıflandırılır.

Monosakaritler, proteinler ve lipitler gibi diğer organik molekül türleriyle birlikte bulunan oligosakaritler oluşturmak üzere gruplanır. Bunlar, aynı monosakaritlerden (ilk durum) oluşup oluşmadıklarına bağlı olarak, homopolisakaritler veya heteropolisakaritler halinde sınıflandırılır.

Ek olarak, ayrıca, onları oluşturan monosakaritin doğasına göre de sınıflandırılırlar. Glikoz polimerlerine glukanlar, galaktoz ile oluşturulanlara galaktanlar vb. Denir..

Polisakaritler, lineer ve dallanmış zincirler oluşturma özelliğine sahiptir, çünkü glikosidik bağlar, monosakaritte bulunan hidroksil gruplarından herhangi biri ile oluşturulabilir..

Çok sayıda monosakarit birimi ilişkilendirildiğinde, polisakkaritler hakkında konuşuruz.

-lipidleri

Lipitler (Yunancadan lipos, bu, yağ anlamına gelir) suda çözünmeyen ve kloroform gibi inorganik çözücüler içinde çözünen organik moleküllerdir. Bunlar yağları, yağları, vitaminleri, hormonları ve biyolojik membranları oluşturur.

sınıflandırma

Yağ asitleri: bunlar oldukça uzun hidrokarbonlar tarafından oluşturulan zincirlerle karboksilik asitlerdir. Fizyolojik olarak, çoğu durumda esterleştirildiklerinden, onları ücretsiz bulmak nadirdir..

Hayvanlarda ve bitkilerde onları sık sık doymamış formunda (karbonlar arasında çift bağlar oluşturur) ve çoklu doymamış (iki veya daha fazla çift bağ ile) buluruz.

triaçilgliseroller: Ayrıca trigliseritler veya nötr yağ asitleri olarak da adlandırılırlar, bunlar hayvanlarda ve bitkilerde bulunan yağların ve yağların çoğunu oluşturur. Başlıca işlevi, hayvanlarda enerji depolamaktır. Bunlar depolama için özel hücrelere sahiptir..

Yağ asidi tortularının kimlikleri ve konumlarına göre sınıflandırılırlar. Genel olarak, bitkisel yağlar oda sıcaklığında sıvıdır ve karbonları arasında çift ve üçlü bağları olan yağ asidi artıklarında daha zengindir..

Buna karşılık, hayvansal yağlar oda sıcaklığında katıdır ve doymamış karbonların sayısı düşüktür.

glicerofosfolípidosaynı zamanda fosfogliseritler olarak da bilinir, lipid zarlarının ana bileşenleridir..

Gliserofosfolipidlerin apolar veya hidrofobik özelliklere sahip bir "kuyruğu" ve bir polar veya hidrofilik "başı" vardır. Bu yapılar, zarları oluşturmak için kuyrukları içe dönük olacak şekilde bir çift katman halinde gruplandırılır. Bunlara bir dizi protein katıştırılmıştır..

sfingolipıdler: bunlar çok düşük miktarlarda bulunan lipitlerdir. Ayrıca membranların bir parçasıdır ve sfingosin, dihidrofingosin ve bunların homologlarının türevleridir..

kolesterol: hayvanlarda, akışkanlığı gibi özelliklerini değiştiren, baskın bir zar bileşenidir. Ayrıca hücresel organellerin zarlarında bulunur. Cinsel gelişim ile ilgili önemli bir steroid hormonu öncüsüdür..

-Nükleik asitler

Nükleik asitler, DNA ve var olan farklı RNA tipleridir. DNA, canlı organizmaların gelişmesini, büyümesini ve korunmasını sağlayan tüm genetik bilgilerin depolanmasından sorumludur..

Diğer taraftan, RNA, DNA'da kodlanan genetik bilgilerin protein moleküllerine geçişine katılmaktadır. Klasik olarak üç tip RNA ayırt edilir: haberci, transfer ve ribozomal. Bununla birlikte, düzenleyici fonksiyonlara sahip birkaç küçük RNA vardır..

Yapısal bloklar: nükleotidler

Nükleik asitlerin yapısal blokları, DNA ve RNA, nükleotidlerdir. Kimyasal olarak, ilk karbona azotlu bir bazın bağlandığı pentoz fosfat esterleridir. Ribonükleotitler ile deoksiribonükleotitler arasında ayrım yapabiliriz.

Bu moleküller düz, aromatik ve heterosikliktir. Fosfat grubu olmadığında, nükleotit, yeniden adlandırılmış nükleosittir..

Nükleik asitlerde monomer olarak rollerine ek olarak, bu moleküller biyolojik olarak her yerde bulunur ve önemli sayıda işleme katılır.

Nükleosit trifosfatlar, ATP gibi enerji bakımından zengin ürünlerdir ve hücresel reaksiyonların enerji para birimi olarak kullanılırlar. Bunlar NAD koenzimlerinin önemli bir bileşenidir.+, NADP+, FMN, FAD ve koenzim A. Son olarak, farklı metabolik yolakların düzenleyici unsurlarıdır..

Örnekler

Organik moleküllerin örneklerinin bir sonsuzluğu vardır. Daha sonra, biyokimyacılar tarafından en çok dikkat çeken ve çalışılanlar tartışılacak:

hemoglobin

Kandaki kırmızı pigment olan Hemoglobin, klasik protein örneklerinden biridir. Geniş yayınımı ve kolay izolasyonu sayesinde antik çağlardan beri çalışılan bir protein olmuştur..

Dört alt birim tarafından oluşturulan bir proteindir, bu yüzden iki alfa birimi ve iki beta ile tetramerik sınıflamasına girer. Hemoglobinin alt birimleri kastaki oksijen alımından sorumlu küçük bir protein ile ilgilidir: miyoglobin.

Hem grubu, bir porfirin türevidir. Bu hemoglobini karakterize eder ve sitokromlarda bulunan aynı gruptur. Kan grubu, karakteristik kırmızı kan renginden sorumludur ve her globin monomerinin oksijenle bağlandığı fiziksel bölgedir..

Bu proteinin asıl işlevi, solunum, solunum, akciğer, gaz veya deri gibi gaz değişiminden sorumlu organdan oksijenin kılcal damarlara taşınmasıdır..

selüloz

Selüloz, beta 1,4 tipi bağlarla bağlanmış, D-glikoz alt birimlerinden oluşan doğrusal bir polimerdir. Çoğu polisakarit gibi, sınırlı bir maksimum boyuta sahip değiller. Bununla birlikte, ortalama olarak yaklaşık 15.000 glikoz kalıntısı sunarlar.

Bitkilerin hücre duvarlarının bir bileşenidir. Selüloz sayesinde bunlar katıdır ve ozmotik stres ile başa çıkmalarına izin verir. Benzer şekilde, ağaçlar gibi daha büyük bitkilerde, selüloz destek ve stabilite sağlar.

Çoğunlukla sebzelerle ilgili olmasına rağmen, tunikat adı verilen bazı hayvanların yapısında selüloz vardır.

Ortalama 10 olduğu tahmin edilmektedir15 kilogram selüloz sentezlenir ve her yıl düşer..

Biyolojik zarlar

Biyolojik zarlar esas olarak iki biyomolekülden, lipidlerden ve proteinlerden oluşur. Lipitlerin mekansal konformasyonu, iç kısmı gösteren hidrofobik kuyrukları ve dışa doğru hidrofilik başları olan bir çift katman şeklindedir..

Membran dinamik bir varlıktır ve bileşenleri sık sık hareket eder..

referanslar

  1. Aracil, C.B., Rodriguez, M.P., Magraner, J.P., ve Perez, R.S. (2011). Biyokimyanın temelleri. Valencia Üniversitesi.
  2. Battaner Arias, E. (2014). Enzimoloji özeti. Salamanca Üniversitesi baskıları.
  3. Berg, J.M., Stryer, L. ve Tymoczko, J.L. (2007). biokimya. Geri döndüm.
  4. Devlin, T.M. (2004). Biyokimya: Klinik uygulamaları olan ders kitabı. Geri döndüm.
  5. Diaz, A.P., ve Pena, A. (1988).. biokimya. Editoryal Limusa.
  6. Macarulla, J. M., ve Goi, F. M. (1994). İnsan biyokimyası: temel kurs. Geri döndüm.
  7. Müller-Esterl, W. (2008). Biyokimya. Tıp ve yaşam bilimleri için temeller. Geri döndüm.
  8. Teijón, J. M. (2006). Yapısal biyokimyanın temelleri. Editör Tébar.