ANO ANG KEMIKAL NA KOMPOSISYON NG MGA BUHAY NA BAGAY? - BIOLOGY - 2025

Ang kemikal na komposisyon ng mga nabubuhay na nilalang ay batay sa mga organikong molekula at ilang mga diorganikong elemento, higit pa o mas kaunti sa parehong sukat at gumaganap ng magkatulad na pag-andar sa lahat.

Ang mga nabubuhay na organismo ay binubuo ng mga cell at ang mga cell na ito ay nagpapakita ng iba't ibang mga antas ng pagiging kumplikado sa kanilang samahan. Ang ilan ay medyo simple, tulad ng bakterya, at ang iba ay nailalarawan ng mas kumplikadong mga pattern ng samahan, na may maraming higit pang mga elemento sa kanilang panloob na samahan, tulad ng kaso sa karamihan ng mga eukaryotic cells.

Kuha ni «oblako3011» sa www.pixabay.com

Ang mga istruktura na elemento ng buhay na bagay ay binubuo ng mga biomolecules at ang pangunahing mga nasasakupan ng karamihan sa mga biomolecules na ito, sa kaso ng mga tao, halimbawa, carbon (50%), oxygen (20%), hydrogen (10%). ), nitrogen (8.5%), calcium (4%) at posporus (2.5%) (lahat ng mga halaga na nauugnay sa dry weight).

Ang anim na sangkap na ito ay kumakatawan sa humigit-kumulang na 95% ng kabuuang komposisyon ng organikong bagay, ang natitirang 5% ay tumutugma sa iba pang mga elemento tulad ng: potasa, asupre, sosa, klorin, magnesiyo, iron, mangganeso at yodo.

Dapat pansinin na ang karamihan sa komposisyon ng mga organismo (higit sa 60% ng bigat ng katawan) ay tubig sa isang likido na estado, na isang pangunahing elemento para sa buhay mula sa parehong mga intracellular na istruktura at mga cell mismo ay nalubog sa loob nito. .

Ang daluyong daluyan na ito ay nagbibigay ng mga cell na may pinakamahalagang kinakailangang mga kondisyon at sa loob nito ang lahat ng may-katuturang mga reaksyon ng biochemical para sa kaligtasan ng lugar ay naganap.

kemikal na komposisyon ng buhay na buhay

- Mga kumplikadong biomolecules

Ang ilan sa mga pangunahing elemento na pumapasok sa komposisyon ng buhay na bagay ay pinagsama sa iba't ibang mga sukat upang mabuo ang iba't ibang mga hanay ng mga maliit na organikong molekula, na kung saan ay nagsisilbing mga elemento ng istruktura para sa pagbuo ng mas kumplikadong mga biomolecules.

Ang ugnayan sa pagitan ng mga elemento ng istruktura na ito at ang pangunahing kumplikadong biomolecules ng mga organismo ay ang mga sumusunod:

- Deoxyribonucleotides at deoxyribonucleic acid (DNA)

- Ribonucleotides at ribonucleic acid (RNA)

- Mga amino acid at protina

- Monosaccharides at polysaccharides

- Mga matabang asido at lipid

Deoxyribonucleotides at deoxyribonucleic acid

Ang Deoxyribonucleic acid o DNA ay naglalaman ng namamana na impormasyon ng lahat ng nabubuhay na bagay, prokaryotes at eukaryotes. Natutukoy din ng mahalagang biomolecule na ito ang mga pangunahing katangian ng isang cell, kapwa mula sa isang morphological, metabolic, istruktura at pag-unlad na pananaw.

Sinusulat ng DNA ang impormasyong kinakailangan para sa synthesis ng protina, pati na rin na kinakailangan upang synthesize ang RNA, na kung saan ay isa pang mahalagang organikong molekula na kinakailangan para sa synthesis at kontrol ng maraming mga proseso ng cellular.

Ito ay isang polimer na binubuo ng dalawang mga hibla ng mga subunits na tinatawag na nucleotides, na ang mga istraktura ay nabuo ng isang molekula ng deoxyribose (isang monosaccharide na may 5 carbon atoms), isa o higit pang mga grupo ng pospeyt at isang nitrogenous base na may isa o dalawang singsing (purine o pyrimidine, ayon sa pagkakabanggit).

Ang puric base ng DNA ay adenine (A) at guanine (G), habang ang mga base ng pyrimidine ay thymine (T) at cytosine (C).

Sa sunud-sunod, ang mga nucleotide ng parehong strand ng DNA ay sumasama sa bawat isa sa pamamagitan ng mga bono ng phosphodiester, na binubuo ng mga pangkat na pospeyt at mga asukal na kung saan sila ay naka-link sa covalently.

Ang mga batayang naroroon sa isa sa mga strands ay pantulong sa mga kabaligtaran nito sa iba pang mga strand sa pamamagitan ng mga hydrogen bond, palaging sa parehong paraan: adenine na may thymine (AT) at guanine na may cytosine (GC ).

Iba't ibang mga nitrogenous base sa DNA at RNA.
Pinagmulan ng Source: Sponktranslation: Gumagamit: Jcfidy

Ribonucleotides at ribonucleic acid

Tulad ng DNA, ang ribonucleic acid ay isang biomolecule at may pananagutan sa proseso ng pagbubuklod ng mga amino acid na bumubuo ng mga protina, pati na rin ang iba pang mas kumplikadong proseso ng regulasyon at kontrol ng pagpapahayag ng gene.

Ito rin ay isang biopolymer, ngunit ang mga nucleotide na bumubuo nito ay tinatawag na ribonucleotides, dahil ang monosaccharide na bumubuo sa kanila ay hindi isang deoxyribose, tulad ng sa DNA, ngunit isang ribosa. Mayroon din silang isa o higit pang mga grupo ng pospeyt at ang kanilang mga nitrogenous na batayan ay naiiba sa mga DNA sa guanine na hindi naroroon, ngunit ang uracil (U).

Mga amino acid at protina

Ang mga protina ay biomolecules na maaaring maabot ang iba't ibang antas ng pagiging kumplikado at makabuluhang maraming nalalaman sa mga tuntunin ng istraktura at pag-andar. Hindi lamang sila nagbibigay ng istraktura at hugis sa mga cell, ngunit maaari ding magkaroon ng mga aktibidad na nagpapahintulot sa mabilis na pag-unlad ng mga mahahalagang reaksyon ng biochemical (enzymes).

Anuman ang uri ng protina na pinag-uusapan, silang lahat ay binubuo ng pangunahing "mga bloke ng gusali" na tinatawag na mga amino acid , na mga molekula na mayroong "asymmetric" carbon atom na nakakabit sa isang grupo ng amino (-NH2), sa isang grupo ng carboxyl. (-COOH), isang hydrogen atom (-H) at isang pangkat R na nagpapaiba sa kanila.

Ang graphic na representasyon ng istraktura ng isang ribosomal protein (Pinagmulan: Jawahar Swaminathan at kawani ng MSD sa European Bioinformatics Institute sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Ang pinakakaraniwang amino acid sa likas na katangian ay 20 at naiuri ayon sa pagkakakilanlan ng pangkat R; ito ay:

- asparagine, glutamine, tyrosine, serine, threonine (mga polar)

- aspartic acid, glutamic acid, arginine, lysine, histidine (mga may bayad) at

- glycine, alanine, valine, leucine, isoleucine, tryptophan, proline, cysteine, methionine at phenylalanine (ang mga apolar).

Kapag ang DNA ay isinalin sa isang molekula ng RNA, ang bawat paglalakbay ng nucleotide ay kumakatawan sa isang code na nagsasabi sa istraktura na synthesize ang mga protina (ribosom) kung anong uri ng amino acid ang isasama sa lumalaking chain ng peptide.

Ang mga polypeptide na bumubuo ng mga protina ay ginawa, pagkatapos, salamat sa unyon sa pagitan ng kanilang mga amino acid, na binubuo ng pagtatatag ng isang peptide bond sa pagitan ng carbon ng pangkat ng carboxyl ng isang amino acid at ang nitrogen ng amino group ng katabing amino acid.

Monosaccharides at polysaccharides

Ang mga karbohidrat ay isa sa mga pinaka-masaganang biomolecules sa mga nabubuhay na nilalang. Natutupad nila ang mga pangunahing pag-andar tulad ng istruktura, nutritional, senyas na elemento, atbp. Ang mga ito ay binubuo ng mga kemikal na kumplikado ng carbon, hydrogen at oxygen sa iba't ibang proporsyon.

Ang mga halaman ay isa sa pangunahing likas na gumagawa ng karbohidrat at karamihan sa mga hayop ay nakasalalay sa mga ito para sa kanilang pag-iral, dahil kumukuha sila ng enerhiya, tubig at carbon mula sa mga ito.

Cellulose, isang istrukturang biopolymer (Pinagmulan: Vicente Neto sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Ang mga istruktura na karbohidrat ng gulay (cellulose, lignin, atbp.), Pati na rin ang reserbang mga karbohidrat ng mga halaman (starch) at ng maraming mga hayop (glycogen), ay higit pa o hindi gaanong kumplikadong polysaccharides na binubuo ng mga polymer ng mga simpleng yunit ng asukal o monosaccharides (pangunahin ang glucose).

Mga matabang asido at lipid

Ang mga lipid ay hindi malulutas ng mga compound ng tubig na bumubuo ng pangunahing sangkap ng biological membranes, elementarya mula sa pagganap at istruktura na pananaw ng lahat ng mga buhay na cell.

Ang mga ito ay molekulang mga molekula, iyon ay, mga molekula na mayroong isang hydrophilic at isang pagtatapos ng hydrophobic. Ang mga ito ay binubuo ng mga fatty chain chain na nakakabit sa isang carbon skeleton, sa pangkalahatan ay gliserol, na ang pangatlong "libre" na carbon atom ay nakakabit sa isang partikular na kahalili na nagbibigay sa bawat molekula ng pagkakakilanlan nito.

Ang ilan sa mga pinaka-karaniwang lipid (Pinagmulan: Ang orihinal na uploader ay Lmaps sa English Wikipedia. Via Wikimedia Commons)

Ang mga matabang acid ay hydrocarbons, iyon ay, ang mga ito ay binubuo lamang ng mga carbon at hydrogen atom na magkasama.

Ang kaugnayan ng maraming mga lipid sa anyo ng isang bilayer ay kung ano ang ginagawang posible ang pagbuo ng isang lamad at ang mga katangian ng hydrophobicity ng istrukturang ito, pati na rin ang pagkakaroon ng integral at peripheral protein, gawin itong isang semi-permeable na istraktura.

- Tubig

Kuha ni José Manuel Suárez, sa pamamagitan ng Wikimedia Commons

Ang tubig (H2O) ay isa sa pinakamahalagang elemento ng kemikal para sa mga nabubuhay na nilalang at ang mga cell na bumubuo sa kanila. Karamihan sa bigat ng katawan ng mga hayop at halaman ay binubuo ng walang kulay na likido na ito.

Sa pamamagitan ng fotosintesis na isinasagawa ng mga halaman, ang tubig ang pangunahing mapagkukunan ng oxygen na humihinga ang mga hayop at din ng mga hydrogen atoms na bahagi ng mga organikong compound.

Ito ay itinuturing na unibersal na solvent at mga katangian nito ay ginagawang lalo na mahalaga para sa pag-unlad ng halos lahat ng mga reaksyon ng biochemical na nagpapakilala sa mga buhay na organismo.

Kung tiningnan mula sa isang cellular point of view, ang tubig ay nahahati sa "compartments":

• Ang puwang ng intracellular, kung saan ang cytosol ay nabuo ng tubig kasama ang iba pang mga sangkap na halo-halong, isang likido kung saan ang mga organelles ng eukaryotic cells ay nasuspinde.
• Ang espasyo ng extracellular, na binubuo ng kapaligiran na pumapalibot sa mga cell, alinman sa isang tisyu o sa isang natural na kapaligiran (mga unicellular organismo).

- Mga Ion

Karamihan sa mga elemento ng kemikal sa mga cell ay matatagpuan sa anyo ng mga biomolecule na nabanggit sa itaas at marami pang iba na tinanggal mula sa tekstong ito. Gayunpaman, ang iba pang mahahalagang elemento ng kemikal ay nasa anyo ng mga ions.

Ang mga lamad ng cell ay karaniwang hindi kilalang-kilala sa mga ion na natunaw sa panloob o panlabas na kapaligiran ng mga cell, kaya ang mga ito ay maaaring pumasok o iwanan ito sa pamamagitan ng mga transporter o mga espesyal na channel.

Ang ionic na konsentrasyon ng extracellular medium o ng cytosol ay nakakaimpluwensya sa osmotic at elektrikal na mga katangian ng mga cell, pati na rin ang iba't ibang mga proseso ng pagbibigay ng senyas sa cellular na nakasalalay sa mga ito.

Kabilang sa mga pinakamahalagang ions para sa mga tisyu ng hayop at halaman ay ang calcium, potassium at sodium, chlorine at magnesium.

Mga Sanggunian

1. Alberts B, Johnson A, Lewis J, et al. Molekular na Biology ng Cell. Ika-4 na edisyon. New York: Garland Science; 2002. Ang Chemical Components ng isang Cell. Magagamit mula sa: ncbi.nlm.nih.gov
2. Gladyshev, GP, Kitaeva, DK, & Ovcharenko, EN (1996). Bakit naaangkop sa kapaligiran ang kemikal na komposisyon ng mga bagay na may buhay? Journal of Biological Systems, 4 (04), 555-564.
3. Murray, RK, Granner, DK, Mayes, PA, & Rodwell, VW (2014). Isinalarawan ang biochemistry ni Harper. Mcgraw-burol.
4. Nelson, DL, Lehninger, AL, & Cox, MM (2008). Mga prinsipyo ng Lehninger ng biochemistry. Macmillan.
5. Tagapangulo, JA, & Bertozzi, CR (2005). Chemistry sa mga nabubuhay na sistema. Biology kemikal na likas na katangian, 1 (1), 13-21.
6. Solomon, EP, Berg, LR, & Martin, DW (2011). Biology (ika-9 edn). Brooks / Cole, Cengage Learning: USA.