Alle materie is opgebouwd uit atomen en moleculen. Omdat atomen de kleinste eenheden van materie zijn, zijn moleculen samengesteld uit twee of meer atomen.
In deze les gaan we de moleculen bespreken die in levende organismen worden aangetroffen, de zogenaamde biomoleculen. We zullen leren:
Moleculen die in levende organismen worden aangetroffen, worden biomoleculen genoemd. Ze worden ook wel biologische moleculen genoemd. Biomoleculen zijn een van de vele stoffen die worden geproduceerd door cellen en levende organismen. Ze hebben een breed scala aan maten en structuren en vervullen ook een breed scala aan functies. Elk is een belangrijk onderdeel van de cel. Gecombineerd vormen deze moleculen het grootste deel van de massa van een cel. Het zijn de bouwstenen van het leven.
Biomoleculen bestaan voornamelijk uit koolstof en waterstof met stikstof, zuurstof, zwavel en fosfor.
Biomoleculen omvatten grote macromoleculen, zoals eiwitten, koolhydraten, lipiden en nucleïnezuren, evenals kleine moleculen zoals primaire metabolieten, secundaire metabolieten en natuurlijke producten (elke stof die door het leven wordt geproduceerd).
Een primaire metaboliet is een soort metaboliet die direct betrokken is bij normale groei, ontwikkeling en voortplanting. Het vervult gewoonlijk een fysiologische functie in het organisme, en enkele voorbeelden daarvan omvatten bepaalde aminozuren.
Secundaire metabolieten worden ook gespecialiseerde metabolieten, secundaire producten, toxines of natuurlijke producten genoemd. Het zijn organische verbindingen. Ze spelen geen rol bij groei, ontwikkeling en voortplanting zoals primaire metabolieten dat doen.
Macromoleculen zijn grote, complexe moleculen, samengesteld uit duizenden atomen. Al het leven bestaat voornamelijk uit de vier bouwstenen van macromoleculen: koolhydraten, lipiden, eiwitten en nucleïnezuren . Alle vier van deze soorten biomoleculen bevatten koolstof, waterstof en zuurstof.
Net als alle andere macromoleculen, zijn koolhydraten opgebouwd uit kleinere organische moleculen en zijn ze noodzakelijk voor het leven. Hun naam komt van de compositie. Omdat ze bestaan uit koolstof en water (hydro), worden ze koolhydraten genoemd. Levende organismen gebruiken koolhydraten als toegankelijke energie om cellulaire reacties te voeden en voor structurele ondersteuning binnen celwanden. Ze voorzien ons lichaam van energie, vooral via glucose. Glucose is een eenvoudige suiker die een bestanddeel is van zetmeel en een ingrediënt in veel basisvoedingsmiddelen. Suiker is een bron van snelle energie voor het lichaam omdat het gemakkelijk kan worden gemetaboliseerd (afgebroken). Koolhydraten kunnen worden onderverdeeld in groepen op basis van het aantal individuele enkelvoudige suikereenheden. Monosachariden bevatten een enkele suikereenheid; disachariden bevatten twee suikereenheden en polysachariden bevatten veel suikereenheden zoals in polymeren - de meeste bevatten glucose als monosacharide-eenheid.
Chemische structuur van glucose, een eenvoudige suiker
Lipiden zijn een diverse groep hydrofobe ("watervrezende"), of onoplosbaar in waterbiomoleculen. Maar lipiden zijn kleiner dan de andere drie soorten macromoleculen, en het belangrijkste verschil met hen is dat de lipiden geen polymeren vormen. We zullen dus concluderen dat lipiden geen polymeren zijn, omdat ze niet zijn opgebouwd uit monomeren. Het zijn lange ketens van koolstof- en waterstofmoleculen en worden geclassificeerd als eenvoudig en complex. De belangrijkste soorten zijn vetten en oliën, wassen, fosfolipiden en steroïden. Lipiden vervullen verschillende functies in cellen. Ze zijn verantwoordelijk voor het opslaan van energie, signalering en ze fungeren als structurele componenten van celmembranen. De meest voorkomende vorm van lipiden die in voedsel wordt aangetroffen, zijn triglyceriden. Triglyceriden bevatten een glycerolmolecuul en 3 vetzuren. Lipiden zorgen voor isolatie in ons lichaam om ons warm te houden.
Chemische structuur van cholesterol, een soort lipide
Eiwitten zijn biomoleculen, bestaande uit een of meer lange ketens van aminozuurresten. Er zijn 20 verschillende soorten aminozuren die gecombineerd kunnen worden om een eiwit te maken. Eiwitten spelen veel cruciale rollen in het lichaam. Ze doen het meeste werk in cellen. Ook zijn de eiwitten nodig voor de functie, structuur en regulatie van de organen en weefsels van het lichaam. Eiwit is een belangrijke bouwsteen van botten, spieren, kraakbeen, huid en bloed. Haar en nagels zijn meestal gemaakt van eiwitten. Eiwit voorziet het lichaam van ongeveer 10 tot 15% van zijn voedingsenergie. Het is de tweede meest voorkomende verbinding in het lichaam, na water.
Chemische structuur van aminozuur
Nucleïnezuren zijn de biologische macromoleculen die essentieel zijn voor alle bekende vormen van leven. De term nucleïnezuur is de algemene naam voor DNA (deoxyribonucleïnezuur) en RNA (ribonucleïnezuur). Ze zijn samengesteld uit nucleotiden. Een nucleotide bestaat uit drie componenten: een stikstofhoudende base, een pentosesuiker en een fosfaatgroep. De functies van nucleïnezuren hebben te maken met de opslag en expressie van genetische informatie, ze coderen de genetische informatie van organismen.
DNA (desoxyribonucleïnezuur)
Biomoleculen omvatten ook:
