НЕОРГАНСКЕ БИОМОЛЕКУЛЕ: КАРАКТЕРИСТИКЕ, ФУНКЦИЈЕ, ВРСТЕ - БИОЛОГИЈА - 2025

У неоргански биомолекула су велика група молекуларне конфигурација присутних у живим бићима. По дефиницији, основна структура анорганских молекула није састављена од угљеног скелета или везаних атома угљеника.

Међутим, то не значи да неорганска једињења морају бити потпуно лишена угљеника да би била обухваћена овом великом категоријом, већ угљен не сме бити главни и најобилнији атом у молекули. Неорганска једињења која су део живих бића углавном су вода и низ чврстих или растворених минерала.

Извор: И, Сплетте

Вода - најбогатија неорганска биомолекула у организмима - има низ карактеристика које је чине битним елементом за живот, као што су висока тачка кључања, висока диелектрична константа, способност пуњења промена температуре и пХ, други.

Јони и гасови су, с друге стране, ограничени на врло специфичне функције унутар органских бића, попут нервног импулса, згрушавања крви, осмотске регулације, између осталих. Уз то, они су важни кофактори одређених ензима.

карактеристике

Различита карактеристика неорганских молекула које се налазе у живој материји је одсуство угљеник-водоничних веза.

Ове биомолекуле су релативно мале и укључују воду, гасове и бројне анионе и катионе који активно учествују у метаболизму.

Класификација и функције

Најрелевантнији неоргански молекул у живој материји је без сумње вода. Поред овога, присутне су и друге неорганске компоненте које су класификоване у гасове, анионе и катионе.

Унутар гасова имамо кисеоник, угљен диоксид и азот. У анионима су хлориди, фосфати, карбонати, између осталог. А у катионима су натријум, калијум, амонијум, калцијум, магнезијум и други позитивни јони.

У наставку ћемо описати сваку од ових група, са њиховим најистакнутијим карактеристикама и њиховом функцијом унутар живих бића.

-Вода

Вода је најбогатија неорганска компонента живих бића. Опште је познато да се живот развија у воденој средини. Иако постоје организми који не живе у воденом телу, унутрашње окружење ових појединаца углавном је хидрично. Жива бића се састоје од између 60% и 90% воде.

Састав воде у истом организму може да варира у зависности од врсте испитиване ћелије. На пример, ћелија у кости има у просеку 20% воде, док ћелија у мозгу лако може достићи 85%.

Вода је толико битна, јер се велика већина биохемијских реакција које чине метаболизам појединаца одвија у воденом окружењу.

На пример, фотосинтеза почиње распадом компоненти воде дејством светлосне енергије. Ћелијско дисање резултира производњом воде цепањем молекула глукозе ради екстракције енергије.

Остали мање познати метаболички путеви такође укључују производњу воде. Синтеза аминокиселина се производи водом.

Својства воде

Вода има низ карактеристика које је чине незамјењивим елементом планете Земље, омогућавајући прекрасан догађај у животу. Међу тим својствима имамо:

Вода као растварач: структурално се вода састоји од два атома водоника повезаних у један атом кисеоника, који деле своје електроне кроз поларну ковалентну везу. Дакле, овај молекул има набијене крајеве, један позитиван и један негативан.

Захваљујући овој конформацији, твар се назива поларном. На тај начин вода може да раствара материје са истом поларном тенденцијом, јер позитивни делови привлаче да се негативни делови молекула растварају и обрнуто. Молекули које вода раствара називају се хидрофилним.

Запамтите да у хемији имамо правило да се "исто раствара исто." То значи да се поларне супстанце растварају искључиво у осталим супстанцама које су такође поларне.

На пример, јонска једињења, као што су угљени хидрати и хлориди, аминокиселине, гасови и друга једињења са хидроксилним групама, лако се растварају у води.

Диелектрична константа : висока диелектрична константа виталне течности је такође фактор који доприноси растварању неорганских соли у њој. Диелектрична константа је фактор помоћу којег се раздвајају два набоја супротног знака у односу на вакуум.

Специфична топлота воде: пригушивање насилних промена температуре је суштинска карактеристика за развој живота. Захваљујући високој специфичној топлоти воде, температурне промене се стабилишу, стварајући окружење погодно за живот.

Висока специфична топлота значи да ћелија може примити значајне количине топлоте и температура ћелије се значајно не повећава.

Кохезија: Кохезија је још једно својство које спречава нагле промене температуре. Захваљујући супротним набојима молекула воде, оне привлаче једна другу, стварајући оно што се назива кохезија.

Кохезија омогућава да се температура живе материје не повећа превише. Топлотна енергија разбија водоничне везе између молекула, уместо да убрзава поједине молекуле.

ПХ контрола: поред регулисања и одржавања температуре константном, вода може да учини исто са пХ. Постоје одређене метаболичке реакције којима је потребан одређени пХ да би се одржале. На исти начин, ензимима је такође потребан специфичан пХ да би радио са максималном ефикасношћу.

Регулација пХ се дешава захваљујући хидроксилним групама (-ОХ) које се користе заједно са јоновима водоника (Х ⁺ ). Први се односи на стварање алкалног медијума, док други доприноси стварању киселог медијума.

Боилинг поинт : кључања тачка вода је 100 ° Ц Ово својство омогућава да вода постоји у течном стању у широком температурном опсегу, од 0 ° Ц до 100 ° Ц.

Висока тачка кључања објашњава се способношћу да формирају четири водоничне везе за сваки молекул воде. Ова карактеристика такође објашњава високе тачке топљења и топлина испаравања, ако их упоредимо са другим хидрида, као што су НХ ₃ , ХФ или Х ₂ С.

То омогућава постојање неких екстремофиличних организама. На пример, постоје организми који се развијају близу 0 ° Ц и називају се психрофили. На исти начин се развијају и термофилни око 70 до 80 ° Ц.

Промјена густоће: густина воде варира на врло посебан начин како се мијења температура околине. Лед представља отворену кристалну решетку, за разлику од воде у течном стању, представља случајнију, чвршћу и гушћу молекуларну организацију.

Ово својство омогућава леду да лебди на води, делује као појачани изолатор и омогућава стабилност великих океанских маса.

Да то није тако, лед би потонуо у морским дубинама, а живот, као што знамо, био би изузетно мало вероватан догађај, како би могао настати живот на великим леденим масама?

Еколошка улога воде

За крај с темом воде, потребно је напоменути да витална течност не само да има релевантну улогу унутар живих бића, већ и обликује окружење у којем живе.

Океан је највећи резервоар воде на земљи, на који утичу температуре, погодујући процесима испаравања. Огромне количине воде су у сталном циклусу испаравања и таложења воде, стварајући оно што је познато као водени циклус.

-Гасни

Ако упоредимо опсежне функције воде у биолошким системима, улога осталих анорганских молекула ограничена је само на врло специфичне улоге.

Генерално, гасови пролазе кроз ћелије у воденим разблажењима. Понекад се користе као супстрати за хемијске реакције, а у другим су отпадни продукт метаболичког пута. Најрелевантнији су кисеоник, угљен диоксид и азот.

Кисеоник је крајњи акцептор електрона у транспортним ланцима аеробно респираторних организама. Такође, угљен диоксид је отпадни производ у животињама и супстрат биљкама (за фотосинтетске процесе).

-Име

Попут гасова, улога јона у живим организмима изгледа ограничена на врло одређене догађаје, али од суштинског значаја за правилно функционисање појединца. Класификују се у зависности од набоја у анионе, јоне са негативним наелектрисањем и катионе, јоне са позитивним наелектрисањем.

Неки од њих су потребни само у веома малим количинама, као што су металне компоненте ензима. Остале су потребне у већим количинама, као што су натријум хлорид, калијум, магнезијум, гвожђе, јод, између осталих.

Људско тело непрестано губи ове минерале, путем урина, измета и зноја. Те компоненте се морају поново унијети у систем путем хране, углавном воћа, поврћа и меса.

Функције јона

Кофактори: Иони могу деловати као кофактори хемијских реакција. Јон хлора учествује у хидролизи скроба помоћу амилаза. Калијум и магнезијум су важни иони за функционисање ензима који су веома важни у метаболизму.

Одржавање осмоларности: Друга функција од великог значаја је одржавање оптималних осмотских услова за развој биолошких процеса.

Количина растворених метаболита мора се регулисати на изузетан начин, јер ако овај систем не успе, ћелија може експлодирати или изгубити значајне количине воде.

На пример, натријум и хлор у људима су важни елементи који доприносе одржавању осмотске равнотеже. Ти исти јони такође промовишу ацидобазни баланс.

Мембрански потенцијал: у животиња иони активно учествују у стварању мембранског потенцијала у мембрани побуђених ћелија.

Електрична својства мембрана утичу на кључне догађаје, попут способности неурона да преносе информације.

У тим случајевима, мембрана делује аналогно електричном кондензатору, где се набоји накупљају и складиште захваљујући електростатичким интеракцијама између катиона и аниона са обе стране мембране.

Асиметрична расподјела јона у раствору са сваке стране мембране преводи се у електрични потенцијал - зависно од пропустљивости мембране за присутне јоне. Јачина потенцијала може се израчунати следећи Нернстове или Голдманове једначине.

Структурни: неки јони обављају структуралне функције. На пример, хидроксиапатит условљава кристалну микроструктуру костију. У међувремену, калцијум и фосфор су потребни за формирање костију и зуба.

Остале функције: на крају, иони учествују у хетерогеним функцијама као што су згрушавање крви (калцијум јони), вид и контракција мишића.

Разлике између органских и анорганских биомолекула

Отприлике 99% састава живих бића обухвата само четири атома: водоник, кисеоник, угљеник и азот. Ови атоми функционишу као комади или блокови који се могу распоредити у широком распону тродимензионалних конфигурација, формирајући молекуле које омогућавају живот.

Иако су неорганска једињења мала, једноставна и не веома разнолика, органска једињења имају тенденцију да буду уочљивија и разноврснија.

Уз то, сложеност органских биомолекула повећава се што поред карбонског скелета имају функционалне групе које одређују хемијске карактеристике.

Међутим, обоје су подједнако потребни за оптималан развој живих бића.

Употреба израза органски и аноргански у свакодневном животу

Сада када описујемо разлику између обе врсте биомолекула, потребно је разјаснити да ове појмове користимо на неодређен и непрецизан начин у свакодневном животу.

Када воће и поврће означимо као „органско“ - што је данас веома популарно - не значи да су остали производи „неоргански“. Како је структура ових јестивих елемената карбонски карбон, дефиниција органског сматра се сувишном.

У ствари, термин органски потиче од способности организама да синтетишу ова једињења.

Референце

1. Аудесирк, Т., Аудесирк, Г., & Биерс, БЕ (2003). Биологија: Живот на Земљи. Пеарсоново образовање.
2. Арацил, ЦБ, Родригуез, посланик, Магранер, ЈП, и Перез, РС (2011). Основе биохемије. Универзитет у Валенсији.
3. Баттанер Ариас, Е. (2014). Збирка ензимологије. Универзитетска издања Саламанке.
4. Берг, ЈМ, Стриер, Л. и Тимоцзко, ЈЛ (2007). Биохемија. Преокренуо сам се.
5. Девлин, ТМ (2004). Биохемија: уџбеник са клиничком применом. Преокренуо сам се.
6. Диаз, АП и Пена, А. (1988). Биохемија. Редакција Лимуса.
7. Мацарулла, ЈМ, & Гони, ФМ (1994). Људска биохемија: основни курс. Преокренуо сам се.
8. Мацарулла, ЈМ, & Гони, ФМ (1993). Биомолекуле: лекције из структурне биохемије. Преокренуо сам се.
9. Муллер - Естерл, В. (2008). Биохемија. Основе медицине и наука о животу. Преокренуо сам се.
10. Теијон, ЈМ (2006). Основе структурне биохемије. Редакција Тебар.
11. Монге-Најера, Ј. (2002). Општа биологија ЕУНЕД.