- Čo sú to biomolekuly?
- Anorganické biomolekuly
- Organické biomolekuly
- Funkcie biomolekúl
- Význam biomolekúl
- Bioprvky a biomolekuly
Vysvetľujeme, čo sú biomolekuly a aké sú organické a anorganické biomolekuly. Aké sú jeho funkcie a význam.
Čo sú to biomolekuly?
Biomolekuly alebo biologické molekuly sú všetky tieto molekuly charakteristické pre živé bytosti, buď ako produkt ich biologických funkcií alebo ako súčasť ich tiel. Prichádzajú v obrovskej a rozmanitej škále veľkostí, tvarov a funkcií. Hlavnými biomolekulami sú sacharidy, proteín, lipidy, aminokyseliny, vitamíny a nukleových kyselín.
Telo z živé bytosti Tvorí ho najmä komplexná kombinácia šiestich prvotných prvkov: uhlík (C), vodík (H), kyslík (O), dusík (N), fosfor (P) a síra (S). Je to preto, že tieto prvky umožňujú:
- Vznik Kovalentné väzby (ktoré zdieľajú elektróny) extrémne stabilné (jednoduché, dvojité alebo trojité).
- Tvorba trojrozmerných uhlíkových skeletov.
- Konštrukcia viacerých funkčných skupín s extrémne odlišnými a špecifickými charakteristikami.
Z tohto dôvodu sú biomolekuly zvyčajne tvorené týmito typmi chemických prvkov. Biomolekuly zdieľajú základný vzťah medzi štruktúru a funkcií, do ktorých zasahuje aj prostredie, v ktorom sa nachádzajú. Napríklad lipidy majú hydrofóbnu časť, teda odpudzujú Voda, a preto majú tendenciu organizovať sa v jeho prítomnosti tak, že hydrofilné konce (priťahované vodou) zostávajú v kontakte s prostredím a hydrofóbne zostávajú v bezpečí. Tieto typy funkcií sú základom pre pochopenie biochemického fungovania organizmov žijúci.
Biomolekuly sa podľa ich chemickej povahy delia na organické a anorganické.
Anorganické biomolekuly
Anorganické biomolekuly sú všetky tie, ktoré nie sú založené na uhlíku, okrem niektorých, ako sú CO2 (g) a CO. Môžu byť súčasťou živých bytostí aj neživých predmetov, no stále sú pre nich nevyhnutné existencie z života. Tieto typy biomolekúl netvoria monomérne reťazce ako v prípade organických, to znamená, že netvoria polyméry, a môžu byť zložené z rôznych chemické prvky.
Niektoré príklady anorganických biomolekúl sú voda plynov ako kyslík (O2) alebo vodík (H2), NH3 a NaCl.
Organické biomolekuly
Organické biomolekuly sú založené na chémii uhlíka. Tieto biomolekuly sú produktom chemické reakcie tela alebo metabolizmus živých bytostí. Pozostávajú najmä z uhlíka (C), vodíka (H) a kyslíka (O). Môžu mať tiež ako súčasť svojej štruktúry kovové prvky, ako je železo (Fe), kobalt (Co) alebo nikel (Ni), v tomto prípade by sa nazývali stopové prvky. Akýkoľvek proteín, aminokyselina, lipid, sacharid, nukleová kyselina alebo vitamín je dobrým príkladom tohto typu biomolekúl.
Funkcie biomolekúl
Biomolekuly môžu mať rôzne funkcie, ako napr.
- Štrukturálne funkcie. Proteíny a lipidy slúžia ako nosný materiál bunky, udržiavanie štruktúry membrán a tkanív. Lipidy tiež tvoria energetickú rezervu v zvierat a rastliny.
- Transportné funkcie. Niektoré biomolekuly slúžia na mobilizáciu živín a iných látok v tele, vo vnútri aj mimo buniek, pričom sa na ne viažu odkazy špecifické, ktoré sa potom môžu zlomiť. Príkladom tohto typu biomolekuly je voda.
- Funkcie katalýzy. The enzýmy sú to biomolekuly schopné katalyzovať (urýchľovať) rýchlosť určitých chemických reakcií bez toho, aby boli súčasťou reakcie, preto nie sú ani reaktantom ani produktom. Tieto typy biomolekúl regulujú veľkú skupinu chemických a biologických procesov, ktoré sa vyskytujú v ľudskom tele, zvieratách a rastlinách. Existujú aj inhibítory, čo sú molekuly, ktoré spomaľujú niektoré chemické reakcie, a teda zasahujú aj do regulácie chemických a biologických procesov. Príklady enzýmov sú amyláza, ktorá sa vyrába v ústach a umožňuje vám štiepiť molekuly škrobu, a pepsín, ktorý vzniká v žalúdku a umožňuje vám štiepiť bielkoviny na aminokyseliny.
- Energetické funkcie. The výživa živých organizmov môže byť autotrofný, kedy sú schopné syntetizovať základné zlúčeniny pre svoj metabolizmus na úkor anorganických molekúl (bez závislosti na inej živej bytosti), resp. heterotrofné, keď dostanú organický materiál nevyhnutné pre jeho metabolizmus z organickej hmoty syntetizovanej inými autotrofnými alebo heterotrofnými organizmami (v závislosti od inej živej bytosti). V oboch prípadoch sa energia potrebná na udržanie života v živých organizmoch získava procesom nazývaným oxidácia, ktorý pozostáva z rozkladu glukózy na jednoduchšie formy energie. Lipidy sú tiež nevyhnutným zdrojom energie.
- Genetické funkcie. The DNA (deoxyribonukleová kyselina) je nukleová kyselina, ktorá obsahuje všetky genetické informácie potrebné pre vývoj a fungovanie všetkého živého. Okrem toho je zodpovedný za prenos dedičných informácií. Na druhej strane, RNA (ribonukleová) je ribonukleová kyselina, ktorá sa podieľa na syntéze bielkovín nevyhnutných pre vývoj a funkciu buniek. DNA a RNA nepôsobia samostatne, DNA využíva na prenos RNA Genetické informácie počas syntézy bielkovín. Tieto dve biomolekuly tvoria základ genómu (všetok genetický materiál, ktorý konkrétny organizmus obsahuje), preto určujú, čo je konkrétny druh alebo jedinec.
Význam biomolekúl
Biomolekuly sú nevyhnutné pre zrod, vývoj a fungovanie všetkých buniek, ktoré tvoria živé organizmy. Plnia životne dôležité funkcie podpory, regulácie procesov a transportu látok v každej z buniek, ktoré tvoria tkanivá, orgány a orgánové systémy.
Nedostatok určitej biomolekuly v živom organizme môže spôsobiť nedostatky a nerovnováhu v jeho fungovaní, spôsobiť jeho zhoršenie alebo smrť.
Bioprvky a biomolekuly
Bioprvky sa nazývajú chemické prvky, z ktorých sa skladajú biomolekuly, preto sú to prvky prítomné v živých bytostiach.
Bioelementy možno klasifikovať ako:
- Primárne bioelementy. Tvoria 99% živej hmoty všetkých známych živých vecí. Sú to: uhlík (C), kyslík (O), vodík (H), dusík (N), síra (S) a fosfor (P).
- Sekundárne bioelementy. Sú to tie, ktoré sú síce nevyhnutné pre život a pre správny výkon organizmu, ale sú potrebné v miernom množstve a na špecifické účely. Sú to: sodík (Na), vápnik (Ca), horčík (Mg), draslík (K), chlór (Cl) a fluór (F).
Okrem toho existujú stopové prvky, ktoré sú potrebné pre život, ale vo veľmi malom množstve (0,1% bioprvkov v tele). Niektoré príklady sú: železo (Fe), jód (I), chróm (Cr), meď (Cu), zinok (Zn) a bór (B).