Uorganiske biomolekyler egenskaper, funksjoner, klassifisering og eksempler



den uorganiske biomolekyler de utgjør en bred gruppe molekylære konfigurasjoner tilstede i levende vesener. Per definisjon er grunnstrukturen til uorganiske molekyler ikke sammensatt av et karbonskjelett eller koblede karbonatomer.

Dette betyr imidlertid ikke at de uorganiske forbindelsene må være helt karbonfrie for å bli inkludert i denne store kategorien, men at karbonet ikke må være det viktigste og mest overflødige atom i molekylet. De uorganiske forbindelsene som er en del av levende vesener, er hovedsakelig vann og en serie faste eller løsningsmessige mineraler.

Vann - de mest tallrike organismer uorganisk biomolekyl - har en rekke egenskaper som gjør det til et uunnværlig element for liv, som et høyt kokepunkt, høy dielektrisk konstant, evne til å bufre endringer i temperatur og pH-verdi, mellom andre.

Ioner og gasser, derimot, er begrenset til meget spesifikke funksjoner innen organiske vesener, som for eksempel nervøs impuls, blodkoagulasjon, osmotisk regulering, blant andre. I tillegg er de viktige kofaktorer av visse enzymer.

index

  • 1 Egenskaper
  • 2 Klassifisering og funksjoner
    • 2.1 - Vann
    • 2,2-gasser
    • 2,3 -Ioner
  • 3 Forskjeller mellom organiske og uorganiske biomolekyler
    • 3.1 Bruk av organiske og uorganiske termer i hverdagen
  • 4 referanser

funksjoner

Det karakteristiske trekk ved de uorganiske molekylene som finnes i levende materie er fraværet av karbon-hydrogenbindinger.

Disse biomolekylene er relativt små og inkluderer vann, gasser og en rekke anioner og kationer som deltar aktivt i stoffskiftet.

Klassifisering og funksjoner

Det mest relevante uorganiske molekylet i levende materiale er uten tvil vann. I tillegg til dette er andre uorganiske komponenter til stede og klassifisert i gasser, anioner og kationer.

Innenfor gasser har vi oksygen, karbondioksid og nitrogen. I anioner er blant annet klorider, fosfater, karbonater. Og i kationene er natrium, kalium, ammonium, kalsium, magnesium og andre positive ioner.

Deretter skal vi beskrive hver av disse gruppene, med deres mest fremragende egenskaper og deres funksjon innen levende vesener.

-Vannet

Vann er den mest omfattende uorganiske komponenten i levende vesener. Det er allment kjent at livet utvikler seg i et vandig medium. Selv om det finnes organismer som ikke bor i en vannkilde, er det interne miljøet til disse individene mest vann. Levende vesener består mellom 60% og 90% vann.

Sammensetningen av vann i samme organisme kan variere, avhengig av hvilken type celle som studeres. For eksempel har en celle i et bein i gjennomsnitt 20% vann, mens en hjernecelle lett kan nå 85%.

Vann er så viktig fordi det store flertallet av de biokjemiske reaksjonene som utgjør metabolismen av individer, foregår i et vandig medium.

For eksempel begynner fotosyntesen med nedbryting av vannkomponenter ved hjelp av lysenergi. Cellulær respirasjon resulterer i produksjon av vann ved å spalte glukosemolekyler for å oppnå energiutvinning.

Andre mindre kjente metabolske veier involverer også produksjon av vann. Syntese av aminosyrer har vann som et produkt.

Egenskaper av vann

Vann har en rekke egenskaper som gjør det til et uerstattelig element på planeten jorden, slik at den fantastiske hendelsen i livet. Blant disse egenskapene har vi:

Vann som løsemiddel: strukturelt dannes vann med to hydrogenatomer festet til et oksygenatom, som deler sine elektroner gjennom et polært kovalent bindemiddel. Dermed har dette molekylet ladede ender, en positiv og en negativ.

Takket være denne konformasjonen kalles stoffet polar. På denne måten kan vann oppløse stoffer med samme polare tendens, siden de positive delene tiltrekker seg negativene til molekylet som skal løses og omvendt. De molekyler som vannet klarer å oppløse kalles hydrofilt.

Husk at i kjemi har vi regelen om at "det samme løses det samme". Dette betyr at de polare stoffene oppløses utelukkende i andre stoffer som også er polare.

For eksempel klarer ioniske forbindelser, slik som karbohydrater og klorider, aminosyrer, gasser og andre forbindelser med hydroksylgrupper, å oppløse seg lett i vann.

Dielektrisk konstant: Den høye dielektriske konstanten av vitalvæsken er også en faktor som bidrar til oppløsning av uorganiske salter i brystet. Den dielektriske konstanten er faktoren ved hvilken to ladninger av motsatt tegn skilles fra vakuumet.

Spesifikk vannvarme: dempe kraftige temperaturforandringer er en forutsetning for utviklingen av livet karakteristikk. Takket være den høye spesifikke varmen til vannet stabiliserer temperaturendringene seg, noe som skaper et passende miljø for livet.

En høy spesifikk varme betyr at en celle kan motta betydelige mengder varme og temperaturen øker ikke signifikant.

samhold: Samhold er en annen egenskap som forhindrer plutselige temperaturendringer. Takket være de motstridende belastningene av vannmolekyler tiltrekker de seg hverandre og skaper det som kalles sammenhold.

Samholdskraft gjør at levestoffets temperatur ikke øker for mye. Den kaloriske energien bryter hydrogenbindingene mellom molekylene, i stedet for å akselerere de enkelte molekylene.

PH kontroll: I tillegg til å regulere og opprettholde konstant temperatur, kan vann gjøre det samme med pH. Det er visse metabolske reaksjoner som krever en bestemt pH slik at de kan utføres. På samme måte krever enzymer også en bestemt pH for å arbeide med maksimal effektivitet.

Regulering av pH skjer takket være hydroksylgrupper (-OH) som brukes sammen med hydrogenioner (H+). Den første er relatert til dannelsen av et alkalisk medium, mens det andre bidrar til dannelsen av et surt medium.

Kokepunkt: Vannets kokepunkt er 100 ° C. Denne egenskapen tillater vann å eksistere i flytende tilstand ved et bredt temperaturområde, fra 0 ° C til 100 ° C.

Det høye kokepunktet forklares av evnen til å danne fire hydrogenbindinger per molekyl vann. Denne egenskapen forklarer også høyt smeltepunkt og fordampningsvarme, hvis vi sammenligner dem med andre hydrider, for eksempel NH3, HF eller H2S.

Dette tillater eksistensen av noen ekstremofile organismer. For eksempel finnes det organismer som utvikler seg nær 0 ° C og kalles psychrofílos. På samme måte utvikler termofilikk nær 70 eller 80 ° C.

Variasjon av tettheten: Vannets tetthet varierer på en veldig bestemt måte når temperaturen på omgivelsene endres. Isen presenterer et åpent krystallinsk nettverk, i motsetning til vann i flytende tilstand, presenterer en mer tilfeldig, tettere og tettere molekylær organisasjon.

Denne egenskapen tillater isen å flyte i vannet, fungere som en termisk isolator og tillate stabiliteten til de store havmassene.

Hvis dette ikke var så, ville isen synkes i havets dyp, og livet, som vi vet det, ville være en ekstremt usannsynlig hendelse, hvordan kunne livet oppstå i store ismasser?

Vannets økologiske rolle

For å ende med temaet vann, er det nødvendig å nevne at vitale væsker ikke bare har en relevant rolle i levende vesener, det former også miljøet der de bor.

Havet er det største vannreservoaret på jorden, som påvirkes av temperaturer, favoriserer fordampingsprosesser. Store mengder vann er i en konstant fordamper og utfelling av vann, og skaper det som kalles vannkretsen.

-gasser

Hvis vi sammenligner de omfattende funksjonene av vann i biologiske systemer, er resten av de uorganiske molekylers rolle begrenset til svært spesifikke roller.

Generelt går gassene gjennom cellene i vandige fortynninger. Noen ganger blir de brukt som underlag for kjemiske reaksjoner, og i andre tilfeller er de avfallsproduktet av metabolske veier. Det mest relevante er oksygen, karbondioksid og nitrogen.

Oksygen er den endelige elektronacceptoren i transportkjedene av organismer med aerob åndedrettsvern. Kullsyre er også et avfallsprodukt i dyr og et substrat for planter (for fotosyntetiske prosesser).

-ioner

Som gasser synes rollen av ioner i levende organismer begrenset til svært spesifikke hendelser, men er avgjørende for at et individ kan fungere tilfredsstillende. De er klassifisert avhengig av deres ladning i anioner, ioner med negative kostnader, og kationer, ioner med positive ladninger.

Noen av disse kreves bare i svært små mengder, som for eksempel metallkomponentene i enzymer. Andre er nødvendig i høyere mengder, som for eksempel natriumklorid, kalium, magnesium, jern, jod.

Menneskekroppen mister stadig disse mineralene, gjennom urin, avføring og svette. Disse komponentene må settes inn i systemet gjennom mat, hovedsakelig frukt, grønnsaker og kjøtt.

Ion funksjoner

kofaktorer: ioner kan fungere som kofaktorer for kjemiske reaksjoner. Klorionen deltar i hydrolysen av stivelse ved amylaser. Kalium og magnesium er uunnværlige ioner for funksjonen av svært viktige enzymer i stoffskiftet.

Vedlikehold av osmolaritet: En annen funksjon av stor betydning er vedlikehold av optimale osmotiske forhold for utvikling av biologiske prosesser.

Mengden oppløste metabolitter må være unntatt regulert, fordi hvis dette systemet svikter, kan cellen eksplodere eller kunne miste betydelige mengder vann.

For mennesker er for eksempel natrium og klor viktige elementer som bidrar til opprettholdelsen av osmotisk balanse. Disse samme ioner favoriserer også syrebasebalansen.

Membranpotensial: I dyr deltar ioner aktivt i dannelsen av membranpotensialet i membranen til spennende celler.

De elektriske egenskapene til membranene påvirker viktige hendelser, som nevronens evne til å overføre informasjon.

I disse tilfellene virker membranen analogt til en elektrisk kondensator hvor ladningene akkumuleres og lagres takket være de elektrostatiske interaksjonene mellom kationene og anjonene på begge sider av membranen.

Den asymmetriske fordeling av ionene i oppløsning på hver av membrans sider resulterer i et elektrisk potensial - avhengig av membranets permeabilitet til de tilstedeværende ionene. Størrelsen på potensialet kan beregnes ved å følge Nernst-ligningen eller Goldman-ligningen.

strukturell: Noen ioner utfører strukturelle funksjoner. For eksempel, hydroxyapatite betingelser den krystallinske mikrostruktur av bein. Kalsium og fosfor, derimot, er et nødvendig element for dannelsen av bein og tenner.

Andre funksjoner: Til slutt deltar ioner i funksjoner som heterogene som blodkoagulasjon (ved kalsiumioner), syn og sammentrekning av muskler.

Forskjeller mellom organiske og uorganiske biomolekyler

Omtrent 99% av sammensetningen av levende vesener inneholder bare fire atomer: hydrogen, oksygen, karbon og nitrogen. Disse atomene fungerer som stykker eller blokker, som kan ordnes i et bredt spekter av tredimensjonale konfigurasjoner, som danner molekylene som tillater liv.

Mens uorganiske forbindelser pleier å være små, enkle og ikke veldig varierte, har organiske forbindelser en tendens til å være mer bemerkelsesverdig og variert.

I tillegg øker kompleksiteten til organiske biomolekyler fordi de i tillegg til karbonskjelettet har funksjonelle grupper som bestemmer de kjemiske egenskapene.

Imidlertid er begge like nødvendige for den optimale utviklingen av levende vesener.

Bruk av organiske og uorganiske termer i hverdagen

Nå som vi beskriver forskjellen mellom begge typer biomolekyler, er det nødvendig å avklare at vi bruker disse betingelsene vagt og uklart i hverdagen.

Når vi betegner frukt og grønnsaker som "organisk" - som er veldig populært i dag - betyr det ikke at resten av produktene er "uorganiske". Siden strukturen av disse spiselige elementene er et karbonskjelett, anses definisjonen av organisk som overflødig.

Faktisk oppstår ordet organisk fra organismers evne til å syntetisere nevnte forbindelser.

referanser

  1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, B. E. (2003). Biologi: Livet på jorden. Pearson utdanning.
  2. Aracil, C. B., Rodriguez, M.P., Magraner, J.P., & Perez, R. S. (2011). Grunnlag for biokjemi. Universitetet i Valencia.
  3. Battaner Arias, E. (2014). Enzymologi kompendium. University of Salamanca utgaver.
  4. Berg, J. M., Stryer, L., & Tymoczko, J. L. (2007). biokjemi. Jeg reverserte.
  5. Devlin, T. M. (2004). Biokjemi: lærebok med kliniske anvendelser. Jeg reverserte.
  6. Diaz, A. P., & Pena, A. (1988). biokjemi. Editorial Limusa.
  7. Macarulla, J. M., & Goñi, F. M. (1994). Menneskelig biokjemi: grunnkurs. Jeg reverserte.
  8. Macarulla, J. M., & Goñi, F. M. (1993). Biomolekyler: leksjoner i strukturell biokjemi. Jeg reverserte.
  9. Müller-Esterl, W. (2008). Biokjemi. Grunnlag for medisin og biovitenskap. Jeg reverserte.
  10. Teijón, J. M. (2006). Grunnlag for strukturell biokjemi. Redaksjonell Tébar.
  11. Monge-Nájera, J. (2002). Generell biologi. EUNED.