Biomolekyler er organiske stoffer , der syntetiseres af levende organismer. Sammensætningen af biomolekyler omfatter proteiner , polysaccharider , nukleinsyrer samt mindre metaboliske komponenter . Typisk består biomolekyler af kulstof- , brint- , nitrogen- , oxygen- , fosfor- og svovlatomer . Andre elementer indgår meget sjældnere i sammensætningen af biologisk signifikante stoffer.
Biomolekyler omfatter:
| Monomerer | Oligomerer | Biopolymerer |
|---|---|---|
| Aminosyrer | Oligopeptider | Polypeptider , proteiner |
| Monosaccharider | Oligosaccharider | Polysaccharider ( stivelse , cellulose ) |
| Nukleotider | Oligonukleotider | Polynukleotider, ( DNA , RNA ) |
Nukleosider dannes ved tilsætning af en nitrogenholdig base til et ribosesukker, eksempler på nukleosider er cytidin , uridin , adenosin , guanosin , thymidin og inosin .
Nukleosider i celler kan phosphoryleres af kinaser til dannelse af nukleotider . DNA og RNA er lineære polymerer, bestående af monomerer med relativt lav molekylvægt - nukleotider, forbundet med phosphodiesterbindinger [1] .
Nukleotider kan være energikilder lagret i kemiske bindinger ( ATP ), deltage i signaltransmission inde i cellen ( cGMP , cAMP ), være komponenter i enzymcofaktorer ( coenzym A , FAD , NAD ) [2] .
Monosaccharider er de enkleste kulhydrater , som normalt indeholder en aldehyd- eller ketogruppe [3] . Tilstedeværelsen af en aldehydgruppe i strukturen er angivet med præfikset "aldo-", og tilstedeværelsen af en ketogruppe er angivet med "keto-" [1] . Eksempler på monosaccharider er hexoser - glucose , fructose , galactose og pentoser - ribose og deoxyribose [3] .
Disaccharider dannes ved at kombinere to molekyler af simple sukkerarter, mens man adskiller et molekyle vand. Disaccharider kan hydrolyseres til de tilsvarende monosaccharider med fortyndede syreopløsninger eller passende enzymer [1] . Repræsentative disaccharider er saccharose , maltose og lactose .
Polysaccharider er komplekse sukkerarter, polymerer af monosaccharider. Repræsentanterne for polysaccharider er stivelse , cellulose og glykogen. Polysaccharidmolekyler har normalt en forgrenet struktur. Som regel er polysaccharider uopløselige eller svagt opløselige i vand, dog kan der forekomme hydrering af deres hydroxylgrupper , hvorved polysaccharidet ved opvarmning i et vandigt medium danner et kolloid [1] . Kortere polysaccharider bestående af 2-10 monomerer kaldes oligosaccharider . [fire]
Lignin er en uregelmæssig biopolymer bestående af aromatiske ringe forbundet med korte (et til tre kulstofatomer) kulstofkæder. Lignin er den næstvigtigste biopolymer efter cellulose og er en af de strukturelle komponenter i planter. [5] Lignin er et racemat, det vil sige, at det ikke har optisk aktivitet og polariserer ikke lys. Denne egenskab ved lignin skyldes det faktum, at dets polymerisering sker i henhold til fri radikalmekanismen.
Lipider er hovedsageligt fedtsyreestere og er vigtige komponenter i cellemembraner . Lipider fungerer også som et energilager, for eksempel triglycerider. De fleste lipidmolekyler består af et hydrofilt hoved og en til tre hydrofobe fedtsyrehaler, så lipider er amfifile .
Følgende klasser af lipider er til stede i cellemembraner:
Lipider omfatter også prostaglandiner og leukotriener , 20-carbonmolekyler syntetiseret fra arachidonsyre .
Aminosyrer indeholder en amino- og en carboxylgruppe og er zwitterioner . Biologisk signifikante aminosyrer er kun repræsenteret af α-aminosyrer, hvori de funktionelle grupper er forbundet til ét carbonatom, samt prolin , som er en iminosyre.
Aminosyrer er monomerer af peptider (2-10 aminosyrerester), polypeptider og proteiner. Proteiner udfører forskellige funktioner i cellen.
Kun 20 aminosyrer er biologisk signifikante, de er kodet i den genetiske kode , i alt kendes mere end fem hundrede naturlige aminosyrer. Der kendes mindst to aminosyrer, som også er inkorporeret i polypeptider under translation i nogle organismer:
Andre biologisk signifikante aminosyrer omfatter carnitin , ornithin , gamma-aminosmørsyre og taurin .
Vitaminer er stoffer, som kroppen ikke selv kan syntetisere, men er nødvendige for livet. Vitaminer er for eksempel mange coenzymer . Vitaminer skal tilføres kroppen konstant, normalt i meget små mængder.
| Niveauer af livsorganisation | |
|---|---|
| |