تمام مواد از اتم ها و مولکول ها تشکیل شده اند. از آنجایی که اتم ها کوچک ترین واحدهای ماده هستند، مولکول ها از دو یا چند اتم تشکیل شده اند.
در این درس قصد داریم در مورد مولکول های موجود در موجودات زنده به نام بیومولکول بحث کنیم. خواهیم آموخت:
مولکول هایی که در موجودات زنده یافت می شوند بیومولکول نامیده می شوند. به آنها مولکول های بیولوژیکی نیز می گویند. بیومولکول ها هر یک از مواد متعددی هستند که توسط سلول ها و موجودات زنده تولید می شوند. آنها طیف گسترده ای از اندازه ها و ساختارها را دارند و مجموعه وسیعی از عملکردها را نیز انجام می دهند. هر کدام از اجزای مهم سلول هستند. این مولکول ها در ترکیب، اکثریت جرم یک سلول را تشکیل می دهند. آنها اجزای سازنده زندگی هستند.
بیومولکول ها عمدتاً از کربن و هیدروژن با نیتروژن، اکسیژن، گوگرد و فسفر تشکیل شده اند.
بیومولکول‌ها شامل درشت مولکول‌های بزرگ مانند پروتئین‌ها، کربوهیدرات‌ها، لیپیدها و اسیدهای نوکلئیک و همچنین مولکول‌های کوچک مانند متابولیت‌های اولیه، متابولیت‌های ثانویه و محصولات طبیعی (هر ماده‌ای که توسط زندگی تولید می‌شود) می‌شوند.
متابولیت اولیه نوعی متابولیت است که مستقیماً در رشد، نمو و تولید مثل طبیعی نقش دارد. معمولاً یک عملکرد فیزیولوژیکی در ارگانیسم انجام می دهد و نمونه هایی از آنها شامل اسیدهای آمینه خاصی است.
متابولیت های ثانویه را متابولیت های تخصصی، محصولات ثانویه، سموم یا محصولات طبیعی نیز می نامند. آنها ترکیبات آلی هستند. آنها مانند متابولیت های اولیه در رشد، نمو و تولید مثل نقشی ندارند.
ماکرومولکول ها مولکول های بزرگ و پیچیده ای هستند که از هزاران اتم تشکیل شده اند. تمام زندگی عمدتاً از چهار بلوک سازنده ماکرومولکول تشکیل شده است: کربوهیدرات ها، لیپیدها، پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک . هر چهار نوع بیومولکول حاوی کربن، هیدروژن و اکسیژن هستند.
مانند سایر درشت مولکول ها، کربوهیدرات ها از مولکول های آلی کوچکتر ساخته شده اند و برای زندگی ضروری هستند. نام آنها از ترکیب گرفته شده است. چون از کربن و آب (هیدرو) تشکیل شده اند، کربوهیدرات نامیده می شوند. موجودات زنده از کربوهیدرات ها به عنوان انرژی قابل دسترس برای سوخت واکنش های سلولی و برای حمایت ساختاری در داخل دیواره سلولی استفاده می کنند. آنها انرژی بدن ما را به خصوص از طریق گلوکز تامین می کنند. گلوکز یک قند ساده است که جزئی از نشاسته و جزء بسیاری از غذاهای اساسی است. شکر منبع انرژی سریع برای بدن است زیرا به راحتی متابولیزه می شود (تجزیه می شود). کربوهیدرات ها را می توان با توجه به تعداد واحدهای قند ساده به گروه هایی تقسیم کرد. مونوساکاریدها حاوی یک واحد قند هستند. دی ساکاریدها حاوی دو واحد قند هستند و پلی ساکاریدها مانند پلیمرها دارای واحدهای قند زیادی هستند - بیشتر آنها حاوی گلوکز به عنوان واحد مونوساکارید هستند.
ساختار شیمیایی گلوکز که یک قند ساده است
لیپیدها گروه متنوعی از مولکول‌های آبگریز (آب‌ترس) یا نامحلول در زیست مولکول‌های آب هستند. اما لیپیدها نسبت به سه نوع ماکرومولکول دیگر کوچکتر هستند و تفاوت اصلی آنها در این است که لیپیدها پلیمر تشکیل نمی دهند. بنابراین، نتیجه خواهیم گرفت که لیپیدها پلیمر نیستند، زیرا از مونومرها ساخته نشده اند. آنها زنجیره های بلندی از مولکول های کربن و هیدروژن هستند و به عنوان ساده و پیچیده طبقه بندی می شوند. انواع عمده آن شامل چربی ها و روغن ها، موم ها، فسفولیپیدها و استروئیدها است. لیپیدها عملکردهای مختلفی را در سلول ها انجام می دهند. آنها مسئول ذخیره انرژی، سیگنال دهی هستند و به عنوان اجزای ساختاری غشای سلولی عمل می کنند. رایج ترین شکل چربی موجود در غذا تری گلیسیرید است. تری گلیسیریدها حاوی یک مولکول گلیسرول و 3 اسید چرب هستند. لیپیدها در بدن ما عایق هستند تا ما را گرم نگه دارند.
ساختار شیمیایی کلسترول، نوعی لیپید
پروتئین ها بیومولکول هایی هستند که از یک یا چند زنجیره طولانی از باقی مانده اسیدهای آمینه تشکیل شده اند. 20 نوع مختلف اسید آمینه وجود دارد که می توان آنها را برای ساخت پروتئین ترکیب کرد. پروتئین ها نقش های حیاتی زیادی در بدن دارند. آنها بیشتر کار را در سلول ها انجام می دهند. همچنین پروتئین ها برای عملکرد، ساختار و تنظیم اندام ها و بافت های بدن مورد نیاز هستند. پروتئین یک واحد سازنده مهم استخوان ها، ماهیچه ها، غضروف، پوست و خون است. مو و ناخن بیشتر از پروتئین ساخته شده است. پروتئین تقریباً 10 تا 15 درصد از انرژی غذایی بدن را تأمین می کند. بعد از آب دومین ترکیب فراوان در بدن است.
ساختار شیمیایی اسید آمینه
اسیدهای نوکلئیک درشت مولکول های بیولوژیکی ضروری برای تمام اشکال شناخته شده حیات هستند. اصطلاح اسید نوکلئیک نام کلی DNA (دئوکسی ریبونوکلئیک اسید) و RNA (اسید ریبونوکلئیک) است. آنها از نوکلئوتیدها تشکیل شده اند. یک نوکلئوتید از سه جزء تشکیل شده است: یک پایه نیتروژنی، یک قند پنتوز و یک گروه فسفات. عملکرد اسیدهای نوکلئیک مربوط به ذخیره و بیان اطلاعات ژنتیکی است، آنها اطلاعات ژنتیکی موجودات را رمزگذاری می کنند.
DNA (اسید دئوکسی ریبونوکلئیک)
بیومولکول ها همچنین شامل:
