• Mis on biomolekulid?
• Anorgaanilised biomolekulid
• Orgaanilised biomolekulid
• Biomolekulide funktsioonid
• Biomolekulide tähtsus
• Bioelemendid ja biomolekulid

Selgitame, mis on biomolekulid ning kuidas on orgaanilised ja anorgaanilised biomolekulid. Millised on selle funktsioonid ja tähtsus.

Lipiididel on hüdrofoobne pool, see tähendab, et nad tõrjuvad vett.

Mis on biomolekulid?

Biomolekulid või bioloogilised molekulid on kõik need molekulid elusolenditele omane, kas nende bioloogiliste funktsioonide produktina või nende keha koostisosana. Neid on tohutu ja mitmekesise suuruse, kuju ja funktsiooniga. Peamised biomolekulid on süsivesikud, valk, lipiidid, aminohapped, vitamiinid ja nukleiinhapped.

Keha elusolendid See koosneb peamiselt kuue ürgelemendi komplekssetest kombinatsioonidest: süsinik (C), vesinik (H), hapnik (O), lämmastik (N), fosfor (P) ja väävel (S). Seda seetõttu, et need elemendid võimaldavad:

• Tekkimine kovalentsed sidemed (mida nad jagavad elektronid) äärmiselt stabiilne (ühe-, kahe- või kolmekordne).
• Kolmemõõtmeliste süsinikskelettide moodustumine.
• Väga erinevate ja spetsiifiliste omadustega mitme funktsionaalrühma konstrueerimine.

Sel põhjusel koosnevad biomolekulid tavaliselt seda tüüpi keemilistest elementidest. Biomolekulid jagavad omavahel fundamentaalset seost struktuur ja funktsioonid, millesse sekkub ka keskkond, milles nad on. Näiteks lipiididel on hüdrofoobne osa, see tähendab, et nad tõrjuvad Vesi, mistõttu kipuvad nad selle juuresolekul organiseeruma nii, et hüdrofiilsed otsad (veega meelitatud) jäävad keskkonnaga kontakti ja hüdrofoobsed ohutuks. Seda tüüpi funktsioonid on keha biokeemilise toimimise mõistmiseks üliolulised organismid elavad.

Vastavalt nende keemilisele olemusele võib biomolekule liigitada orgaanilisteks ja anorgaanilisteks.

Anorgaanilised biomolekulid

Anorgaanilised biomolekulid ei põhine süsinikul.

Anorgaanilised biomolekulid on kõik need, mis ei põhine süsinikul, välja arvatud mõned, näiteks CO2 (g) ja CO. Need võivad olla nii elusolendite kui ka elutute objektide osad, kuid need on siiski asendamatud olemasolu selle elu. Seda tüüpi biomolekulid ei moodusta monomeerahelaid nagu orgaaniliste molekulide puhul, st nad ei moodusta polümeeridja võivad koosneda erinevatest keemilised elemendid.

Mõned anorgaaniliste biomolekulide näited on vesi, määratud gaasid nagu hapnik (O2) või vesinik (H2), NH3 ja NaCl.

Orgaanilised biomolekulid

Orgaanilised biomolekulid on keha enda keemiliste reaktsioonide produkt.

Orgaanilised biomolekulid põhinevad süsiniku keemial. Need biomolekulid on saadud keemilised reaktsioonid kehast või ainevahetus elusolenditest. Need koosnevad peamiselt süsinikust (C), vesinikust (H) ja hapnikust (O). Nende struktuuris võivad olla ka metallilised elemendid, nagu raud (Fe), koobalt (Co) või nikkel (Ni), sel juhul nimetatakse neid mikroelementideks. Igasugune valk, aminohape, lipiid, süsivesik, nukleiinhape või vitamiin on seda tüüpi biomolekulide hea näide.

Biomolekulide funktsioonid

Pärilikkus elusolendites on võimalik tänu DNA olemasolule.

Biomolekulidel võivad olla erinevad funktsioonid, näiteks:

• Struktuursed funktsioonid. Valgud ja lipiidid on selle tugimaterjaliks rakud, säilitades membraanide ja kudede struktuuri. Lipiidid moodustavad ka energiavaru loomad ja taimed.
• Transpordifunktsioonid. Mõned biomolekulid aitavad mobiliseerida toitaineid ja muid aineid kogu kehas, rakkude sees ja väljaspool, seondudes nendega läbi lingid konkreetsed, mida saab siis murda. Seda tüüpi biomolekuli näiteks on vesi.
• Katalüüsi funktsioonid. The ensüümid need on biomolekulid, mis on võimelised katalüüsima (kiirendama) teatud keemiliste reaktsioonide kiirust, olemata reaktsiooni osaks, seega ei ole nad ei reagendid ega produktid. Seda tüüpi biomolekulid reguleerivad suurt hulka keemilisi ja bioloogilisi protsesse, mis toimuvad inimkehas, loomades ja taimedes. Samuti on olemas inhibiitorid, mis on molekulid, mis aeglustavad teatud keemilisi reaktsioone ja sekkuvad seetõttu ka keemiliste ja bioloogiliste protsesside reguleerimisse. Ensüümidest on näiteks amülaas, mida toodetakse suus ja mis võimaldab lagundada tärklise molekule, ja pepsiin, mis tekib maos ja võimaldab lagundada valgud aminohapeteks.
• Energeetilised funktsioonid. The toitumine elusorganismidest võib olla autotroofne, kui nad suudavad sünteesida oma metabolismi jaoks olulisi ühendeid anorgaaniliste molekulide arvelt (sõltumata teisest elusolendist) või heterotroofne, kui nad saavad orgaaniline materjal vajalik selle ainevahetuseks teiste autotroofsete või heterotroofsete organismide sünteesitud orgaanilisest ainest (olenevalt teisest elusolendist). Mõlemal juhul saadakse elusorganismides elutegevuseks vajalik energia oksüdatsiooniks nimetatava protsessi kaudu, mis seisneb glükoosi lagundamisel energia saamiseks lihtsamateks vormideks. Lipiidid on ka oluline energiaallikas.
• Geneetilised funktsioonid. The DNA (desoksüribonukleiinhape) on nukleiinhape, mis sisaldab kogu geneetilist teavet, mis on vajalik kõigi elusolendite arenguks ja toimimiseks. Lisaks vastutab ta päriliku teabe edastamise eest. Teisest küljest, RNA (ribonukleiinhape) on ribonukleiinhape, mis osaleb rakkude arenguks ja talitluseks vajalike valkude sünteesis. DNA ja RNA ei toimi üksi, DNA kasutab edastamiseks RNA-d Geneetiline teave valgusünteesi ajal. Need kaks biomolekuli moodustavad genoomi aluse (kogu geneetiline materjal, mida konkreetne organism sisaldab), seega määravad nad kindlaks, mis on konkreetne liik või isend.

Biomolekulide tähtsus

Biomolekulid on hädavajalikud kõigi elusorganisme moodustavate rakkude sünniks, arenguks ja toimimiseks. Nad täidavad elutähtsaid funktsioone toetada, reguleerida protsesse ja transportida aineid igas rakus, millest koosneb kude, organ ja organsüsteem.

Teatud biomolekuli puudumine elusorganismis võib põhjustada selle funktsioneerimises puudujääke ja tasakaalustamatust, põhjustades selle halvenemist või surma.

Bioelemendid ja biomolekulid

Bioelemente nimetatakse keemilisteks elementideks, millest biomolekulid koosnevad, seega on need elusolendites esinevad elemendid.

Bioelemente võib liigitada järgmiselt:

• Primaarsed bioelemendid. Nad moodustavad 99% kõigi teadaolevate elusolendite elusainest. Need on: süsinik (C), hapnik (O), vesinik (H), lämmastik (N), väävel (S) ja fosfor (P).
• Sekundaarsed bioelemendid. Need on need, mis on küll eluks ja keha nõuetekohaseks toimimiseks hädavajalikud, kuid mida on vaja mõõdukas koguses ja konkreetsetel eesmärkidel. Need on: naatrium (Na), kaltsium (Ca), magneesium (Mg), kaalium (K), kloor (Cl) ja fluor (F).

Lisaks on eluks vajalikke mikroelemente, kuid väga väikeses koguses (0,1% organismis leiduvatest bioelementidest). Mõned näited on: raud (Fe), jood (I), kroom (Cr), vask (Cu), tsink (Zn) ja boor (B).