MGA DIORGANIKONG BIOMOLECULES: MGA KATANGIAN, PAG-ANDAR, URI - BIOLOGY - 2025

Ang mga tulagay na biomolecules ay isang malaking pangkat ng mga pagsasaayos ng molekular na naroroon sa mga buhay na nilalang. Sa pamamagitan ng kahulugan, ang pangunahing istruktura ng mga organikong molekula ay hindi binubuo ng isang balangkas ng carbon o may mga bonded na atom.

Gayunpaman, hindi ito nangangahulugan na ang mga inorganic compound ay dapat na ganap na wala sa carbon na maisasama sa mahusay na kategorya na ito, ngunit sa halip na ang carbon ay hindi dapat maging pangunahing at pinaka-masaganang atom sa molekula. Ang mga diorganikong compound na bahagi ng mga nabubuhay na nilalang ay pangunahing tubig at isang serye ng mga solidong solusyon o mineral.

Pinagmulan: Ako, Splette

Ang tubig - ang pinaka-masaganang hindi organikong biomolecule sa mga organismo - ay may isang serye ng mga katangian na ginagawang isang mahalagang elemento para sa buhay, tulad ng isang mataas na punto ng kumukulo, mataas na dielectric na pare-pareho, kakayahang mag-buffer ng mga pagbabago sa temperatura at pH, bukod sa iba pa.

Ang mga Ion at gas, sa kabilang banda, ay pinaghihigpitan sa napaka-tiyak na mga pag-andar sa loob ng mga organikong nilalang, tulad ng salpok ng nerbiyos, pamumuo ng dugo, regulasyon ng osmotic, bukod sa iba pa. Bilang karagdagan, ang mga ito ay mahalagang cofactors ng ilang mga enzyme.

katangian

Ang nakikilala na tampok ng mga hindi organikong molekula na natagpuan sa buhay na bagay ay ang kawalan ng mga bono ng carbon-hydrogen.

Ang mga biomolecules na ito ay medyo maliit at may kasamang tubig, gas, at isang bilang ng mga anion at cations na aktibong nakikilahok sa metabolismo.

Pag-uuri at pag-andar

Ang pinaka may-katuturang molekula na walang anuman sa bagay na may buhay ay, walang pag-aalinlangan, tubig. Bilang karagdagan sa ito, ang iba pang mga sangkap na walang anuman ay naroroon at naiuri sa mga gas, anion at cations.

Sa loob ng mga gas ay mayroon tayong oxygen, carbon dioxide at nitrogen. Sa mga anion ay mga klorido, pospeyt, carbonates, bukod sa iba pa. At sa mga kation ay ang sodium, potassium, ammonium, calcium, magnesium at iba pang mga positibong ion.

Sa ibaba ay ilalarawan namin ang bawat isa sa mga pangkat na ito, kasama ang kanilang mga pinaka-pambihirang katangian at ang kanilang pag-andar sa loob ng mga buhay na nilalang.

-Water

Ang tubig ay ang pinaka-sagana na hindi organikong sangkap sa mga nabubuhay na nilalang. Malawak na kilala na ang buhay ay bubuo sa isang matubig na kapaligiran. Bagaman mayroong mga organismo na hindi nakatira sa isang katawan ng tubig, ang panloob na kapaligiran ng mga indibidwal na ito ay halos hydric. Ang mga nabubuhay na bagay ay binubuo ng pagitan ng 60% at 90% na tubig.

Ang komposisyon ng tubig sa parehong organismo ay maaaring magkakaiba, depende sa uri ng pag-aaral ng cell. Halimbawa, ang isang cell sa isang buto ay, sa average, 20% na tubig, habang ang isang cell ng utak ay madaling maabot ang 85%.

Napakahalaga ng tubig dahil ang karamihan sa mga reaksyon ng biochemical na bumubuo sa metabolismo ng mga indibidwal ay nagaganap sa isang may tubig na kapaligiran.

Halimbawa, ang fotosintesis ay nagsisimula sa pagkasira ng mga sangkap ng tubig sa pamamagitan ng pagkilos ng magaan na enerhiya. Ang cellular respiratory ay nagreresulta sa paggawa ng tubig sa pamamagitan ng pag-alis ng mga molekula ng glucose para sa pagkuha ng enerhiya.

Ang iba pang mas kilalang mga landas na metabolic ay nagsasangkot din sa paggawa ng tubig. Ang synthesis ng mga amino acid ay ginawa ng tubig.

Mga katangian ng tubig

Ang tubig ay may isang serye ng mga katangian na ginagawang hindi maipalilipas na elemento sa planeta sa lupa, na pinapayagan ang kahanga-hangang kaganapan sa buhay. Kabilang sa mga pag-aari na ito ay mayroon kami:

Ang tubig bilang isang solvent: istruktura, ang tubig ay binubuo ng dalawang atom ng hydrogen na naka-link sa isang atom na oxygen, na nagbabahagi ng kanilang mga electron sa pamamagitan ng isang polar covalent bond. Sa gayon, ang molekulang ito ay sinisingil ng mga dulo, isang positibo at isang negatibo.

Salamat sa pagbabagong ito, ang sangkap ay tinatawag na polar. Sa ganitong paraan, ang tubig ay maaaring matunaw ang mga sangkap na may parehong pagkahilig sa polar, dahil ang mga positibong bahagi ay nakakaakit ng mga negatibong bahagi ng molekula upang matunaw at kabaligtaran. Ang mga molekula na natutunaw ng tubig ay tinatawag na hydrophilic.

Alalahanin na sa kimika, mayroon tayong panuntunan na "ang parehong natutunaw pareho." Nangangahulugan ito na ang mga sangkap na polar ay natutunaw ng eksklusibo sa iba pang mga sangkap na polar din.

Halimbawa, ang mga ionic compound, tulad ng karbohidrat at klorida, amino acid, gas, at iba pang mga compound na may mga pangkat ng hydroxyl, madaling matunaw sa tubig.

Dielectric na pare - pareho : ang mataas na dielectric na pare-pareho ng mahalagang likido ay isang kadahilanan na nag-aambag din sa pag-dissolve ng mga diorganikong asing-gamot sa loob nito. Ang dielectric na pare-pareho ang kadahilanan kung saan ang dalawang singil ng kabaligtaran na pag-sign ay pinaghiwalay na may paggalang sa vacuum.

Tiyak na init ng tubig: paglubog ng marahas na pagbabago sa temperatura ay isang mahalagang katangian para sa pagbuo ng buhay. Salamat sa mataas na tiyak na init ng tubig, ang mga pagbabago sa temperatura ay nagpapatatag, lumilikha ng isang kapaligiran na angkop para sa buhay.

Ang isang mataas na tiyak na init ay nangangahulugan na ang isang cell ay maaaring makatanggap ng mga makabuluhang halaga ng init at ang temperatura ng cell ay hindi taasan nang malaki.

Ang Cohesion: Ang Cohesion ay isa pang pag-aari na pumipigil sa mga biglaang pagbabago sa temperatura. Salamat sa kabaligtaran na singil ng mga molekula ng tubig, nakakaakit sila sa bawat isa, na lumilikha ng tinatawag na kohesion.

Pinapayagan ng cohesion ang temperatura ng bagay na may buhay na hindi madagdagan ng labis. Ang enerhiya ng init ay sumisira sa mga bono ng hydrogen sa pagitan ng mga molekula, sa halip na pabilisin ang mga indibidwal na molekula.

Kontrol ng PH: bilang karagdagan sa pag-regulate at pagpapanatiling pare-pareho ang temperatura, ang tubig ay may kakayahang gawin ang parehong sa pH. Mayroong ilang mga metabolic reaksyon na nangangailangan ng isang tiyak na pH upang maganap. Sa parehong paraan, ang mga enzyme ay nangangailangan din ng tiyak na pH upang gumana nang may pinakamataas na kahusayan.

Ang regulasyon ng pH ay nangyayari salamat sa mga hydroxyl group (-OH) na ginagamit kasama ang mga hydrogen ions (H ⁺ ). Ang dating ay nauugnay sa pagbuo ng isang daluyan ng alkalina, habang ang huli ay nag-aambag sa pagbuo ng isang medium medium.

Paksa na kumukulo: ang kumukulong punto ng tubig ay 100 ° C. Pinapayagan ng ari-arian na ito ang tubig na magkaroon ng isang likido na estado sa isang malawak na saklaw ng temperatura, mula 0 ° C hanggang 100 ° C.

Ang mataas na punto ng kumukulo ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng kakayahang bumuo ng apat na mga bono ng hydrogen para sa bawat molekula ng tubig. Ipinapaliwanag din ng katangian na ito ang mataas na mga natutunaw na puntos at init ng singaw, kung ihahambing natin ang mga ito sa iba pang mga hydrides, tulad ng NH ₃ , HF o H ₂ S.

Pinapayagan nito ang pagkakaroon ng ilang mga organismo ng Extremophilic. Halimbawa, may mga organismo na umusbong malapit sa 0 ° C at tinatawag na psychrophiles. Sa parehong paraan, ang mga thermophilic ay bubuo sa paligid ng 70 o 80 ° C.

Ang pagkakaiba-iba ng pagkakaiba-iba: ang density ng tubig ay nag-iiba-iba sa isang napaka partikular na paraan habang nagbabago ang paligid ng temperatura. Inihahatid ng yelo ang isang bukas na kristal na sala-sala, kaibahan sa tubig sa isang likidong estado na ito ay nagtatanghal ng isang mas random, mas magaan at mas magaan na samahan ng molekular.

Pinapayagan ng ari-arian na ito ang yelo na lumutang sa tubig, kumilos bilang isang term insulator at pinapayagan ang katatagan ng malaking masa sa karagatan.

Kung hindi ito ganoon, ang yelo ay malubog sa kailaliman ng mga dagat, at ang buhay, tulad ng alam natin, ay magiging isang hindi malamang na pangyayari, kung paano ang buhay ay lumitaw sa malalaking masa ng yelo?

Ang papel na ekolohikal ng tubig

Upang matapos sa paksa ng tubig, kinakailangan na banggitin na ang mahalagang likido ay hindi lamang may kaugnay na tungkulin sa loob ng mga nabubuhay na nilalang, ito rin ang humuhubog sa kapaligiran kung saan sila nakatira.

Ang karagatan ay ang pinakamalaking reservoir ng tubig sa lupa, na apektado ng mga temperatura, pabor sa mga proseso ng pagsingaw. Ang napakaraming tubig ay nasa isang pare-pareho na pag-ikot ng pagsingaw at pag-ulan ng tubig, na lumilikha ng kilala bilang ikot ng tubig.

-Gas

Kung inihahambing natin ang malawak na pag-andar ng tubig sa mga biological system, ang papel na natitira sa mga hindi tulagay na mga molekula ay pinigilan lamang sa napaka-tiyak na mga tungkulin.

Sa pangkalahatan, ang mga gas ay dumadaan sa mga cell sa isang may tubig na mga lasaw. Minsan ginagamit ang mga ito bilang mga substrate para sa mga reaksyon ng kemikal, at sa iba pang mga kaso sila ang basurang produkto ng metabolic pathway. Ang pinaka may-katuturan ay oxygen, carbon dioxide at nitrogen.

Ang Oxygen ay ang panghuling tumatanggap ng elektron sa mga chain chain ng transportasyon ng mga organismo na may respeto na aerobically. Gayundin, ang carbon dioxide ay isang basurang produkto sa mga hayop at isang substrate para sa mga halaman (para sa mga proseso ng photosynthetic).

-Ako

Tulad ng mga gas, ang papel na ginagampanan ng mga ions sa mga nabubuhay na organismo ay lilitaw na limitado sa mga partikular na kaganapan, ngunit mahalaga para sa wastong paggana ng isang indibidwal. Ang mga ito ay naiuri ayon sa kanilang singil sa mga anion, mga ion na may negatibong singil, at mga cations, mga ion na may positibong singil.

Ang ilan sa mga ito ay kinakailangan lamang sa napakaliit na halaga, tulad ng mga sangkap ng metal ng mga enzyme. Ang iba ay kinakailangan sa mas mataas na halaga, tulad ng sodium chloride, potassium, magnesium, iron, yodo, bukod sa iba pa.

Ang katawan ng tao ay patuloy na nawawala ang mga mineral na ito, sa pamamagitan ng ihi, feces, at pawis. Ang mga sangkap na ito ay dapat na muling ipasok sa system sa pamamagitan ng pagkain, pangunahin ang mga prutas, gulay, at karne.

Ang mga pag-andar ng Ion

Mga Cactactor: Ang mga Ion ay maaaring kumilos bilang mga cactactor ng mga reaksiyong kemikal. Ang chlorine ion ay nakikilahok sa hydrolysis ng almirol ng mga amylases. Ang potasa at magnesiyo ay mga mahahalagang ions para sa paggana ng mga enzyme na napakahalaga sa metabolismo.

Pagpapanatili ng osmolarity: ang isa pang pag-andar ng malaking kahalagahan ay ang pagpapanatili ng pinakamainam na mga kondisyon ng osmotic para sa pagbuo ng mga biological na proseso.

Ang halaga ng mga natunaw na metabolites ay dapat na regulated sa isang pambihirang paraan, dahil kung nabigo ang sistemang ito, maaaring sumabog o mawawala ang mga makabuluhang halaga ng tubig.

Sa mga tao, halimbawa, ang sodium at klorin ay mga mahahalagang elemento na nag-aambag sa pagpapanatili ng balanse ng osmotic. Ang parehong ions ay nagtataguyod din ng balanse ng acid-base.

Ang potensyal ng lamad: sa mga hayop, ang mga ion ay aktibong nakikilahok sa henerasyon ng potensyal ng lamad sa lamad ng mga nakatutuwang mga selula.

Ang mga de-koryenteng katangian ng mga lamad ay nakakaapekto sa mga mahahalagang kaganapan, tulad ng kakayahan ng mga neuron na magpadala ng impormasyon.

Sa mga kasong ito, ang lamad ay kumikilos nang magkatulad sa isang de-koryenteng kapasitor, kung saan ang mga singil ay maipon at mag-imbak salamat sa mga pakikipag-ugnayan ng electrostatic sa pagitan ng mga cation at anion sa magkabilang panig ng lamad.

Ang asymmetric pamamahagi ng mga ions sa solusyon sa bawat panig ng lamad ay isinalin sa isang de-koryenteng potensyal - depende sa pagkamatagusin ng lamad sa mga ions na naroroon. Ang laki ng potensyal ay maaaring kalkulahin sa pamamagitan ng pagsunod sa Nernst o Goldman equation.

Istruktura: ang ilang mga ions ay nagsasagawa ng mga pag-andar ng istruktura. Halimbawa, ang mga kondisyon ng hydroxyapatite ang crystalline microstructure ng mga buto. Samakatuwid, ang kaltsyum at posporus, ay isang kinakailangang elemento para sa pagbuo ng mga buto at ngipin.

Iba pang mga pag-andar: sa huli, ang mga ion ay lumahok sa naturang mga heterogenous na pag-andar tulad ng dugo clotting (sa pamamagitan ng mga ion ng calcium), paningin at pag-urong ng kalamnan.

Mga pagkakaiba sa pagitan ng mga organikong organiko at tulagay

Humigit-kumulang na 99% ng komposisyon ng mga nabubuhay na bagay ay kasama lamang ang apat na mga atomo: hydrogen, oxygen, carbon at nitrogen. Ang mga atom na ito ay gumana bilang mga piraso o bloke, na maaaring isagawa sa isang malawak na hanay ng mga three-dimensional na mga pagsasaayos, na bumubuo ng mga molekula na nagbibigay-daan sa buhay.

Habang ang mga tulagay na compound ay may posibilidad na maliit, simple at hindi masyadong magkakaibang, ang mga organikong compound ay may posibilidad na maging higit na kilala at iba-iba.

Bilang karagdagan sa ito, ang pagiging kumplikado ng mga organikong biomolecules ay nagdaragdag mula pa, bilang karagdagan sa carbon skeleton, mayroon silang mga functional na grupo na matukoy ang mga katangian ng kemikal.

Gayunpaman, ang parehong ay pantay na kinakailangan para sa pinakamainam na pag-unlad ng mga nabubuhay na nilalang.

Paggamit ng mga salitang organik at hindi organikong pang-araw-araw na buhay

Ngayon inilarawan namin ang pagkakaiba sa pagitan ng parehong uri ng biomolecules, kinakailangan upang linawin na ginagamit namin ang mga salitang ito sa isang hindi malinaw at hindi wastong paraan sa pang-araw-araw na buhay.

Kapag nagtatalaga kami ng mga prutas at gulay bilang "organic" - na napakapopular ngayon - hindi nangangahulugang ang natitirang mga produkto ay "hindi organikong." Tulad ng istraktura ng mga nakakain na elemento na ito ay isang balangkas ng carbon, ang kahulugan ng organikong ay itinuturing na kalabisan.

Sa katunayan, ang salitang organikong bumangon mula sa kakayahan ng mga organismo upang synthesize ang mga compound na ito.

Mga Sanggunian

1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2003). Biology: Buhay sa Lupa. Edukasyon sa Pearson.
2. Aracil, CB, Rodríguez, MP, Magraner, JP, & Pérez, RS (2011). Mga pundasyon ng biochemistry. Unibersidad ng Valencia.
3. Battaner Arias, E. (2014). Compendium ng enzymology. Salamanca University Editions.
4. Berg, JM, Stryer, L., & Tymoczko, JL (2007). Biochemistry. Baligtad ko.
5. Devlin, TM (2004). Biochemistry: aklat-aralin na may mga klinikal na aplikasyon. Baligtad ko.
6. Díaz, AP, & Pena, A. (1988). Biochemistry. Ang editorial Limusa.
7. Macarulla, JM, & Goñi, FM (1994). Human biochemistry: pangunahing kurso. Baligtad ko.
8. Macarulla, JM, & Goñi, FM (1993). Biomolecules: mga aralin sa istruktura na biochemistry. Baligtad ko.
9. Müller - Esterl, W. (2008). Biochemistry. Mga pundasyon para sa agham ng gamot at buhay. Baligtad ko.
10. Teijón, JM (2006). Mga pundasyon ng istrukturang biochemistry. Editorial Tébar.
11. Monge-Nájera, J. (2002). Pangkalahatang biyolohiya. GUSTO.