Wat is de chemische samenstelling van levende wezens?

De chemische samenstelling van levende wezens Het is gebaseerd oporganische moleculen en sommige anorganische elementen, min of meer in dezelfde verhoudingen en die vergelijkbare functies uitoefenen in alle.

Levende organismen zijn samengesteld uit cellen en die cellen hebben verschillende mate van complexiteit in hun organisatie. Sommige zijn relatief eenvoudig, zoals bacteriën, en andere worden gekenmerkt door meer complexe organisatiepatronen, met veel meer elementen in hun interne organisatie, zoals het geval is bij de meeste eukaryotische cellen.

Foto van "Oblako3011" in www.Pixabay.com

De structurele elementen van levende materie bestaan ​​uit biomoleculen en de hoofdbestanddelen van de meeste van deze biomoleculen zijn, in het geval van de mens, bijvoorbeeld koolstof (50%), zuurstof (20%), waterstof (10%) , Stikstof (8.5%), calcium (4%) en fosfor (2.5%) (alle waarden gerelateerd aan droog gewicht).

Deze zes elementen vertegenwoordigen ongeveer 95% van de totale samenstelling van organische stof, de resterende 5% komt overeen met andere elementen zoals: kalium, zwavel, natrium, chloor, magnesium, ijzer, mangaan en jodium.

Opgemerkt moet worden dat het grootste deel van de samenstelling van organismen (meer dan 60% van het lichaamsgewicht) water is in een vloeibare toestand, wat een fundamenteel element voor het leven is, omdat zowel intracellulaire structuren als cellen er zelf in worden ondergedompeld.

Dit vloeibare medium geeft cellen de belangrijkste noodzakelijke omstandigheden en alle relevante biochemische reacties voor overleving worden ontwikkeld.

[TOC]

Chemische samenstelling van levende wezens

- Complexe biomoleculen

Verschillende van de belangrijkste elementen die de samenstelling van de levende materie binnenkomen, worden in verschillende verhoudingen gecombineerd om verschillende sets van kleine organische moleculen te vormen, die op hun beurt dienen als structurele elementen voor de vorming van meer complexe biomoleculen.

De relatie tussen deze structurele elementen en de belangrijkste complexe biomoleculen van de organismen is als volgt:

- Dexyribonucleotiden en deoxyribonucleïnezuur (DNA)

- Ribonucleotiden en ribonucleïnezuur (RNA)

- Aminozuren en eiwitten

- Monosachariden en polysachariden

- Vette en lipidezuren

Dexyribonucleotiden en deoxyribonucleïnezuur

Deoxyribonucleisch of DNA -zuur bevat de erfelijke informatie van alle levende, prokaryotische wezens en eukaryoten. Dit belangrijke biomolecuul bepaalt ook de belangrijkste kenmerken van een cel, zowel vanuit de morfologische als de metabolische, structurele en het ontwikkelingsoogpunt ervan.

DNA codeert voor de benodigde informatie voor eiwitsynthese, evenals die nodig zijn om RNA te synthetiseren, een ander belangrijk organisch molecuul dat nodig is voor synthese en controle van veel cellulaire processen.

Kan u van dienst zijn: aseksuele reproductie

Het is een polymeer dat bestaat uit twee strengen subeenheden die nucleotiden worden genoemd, waarvan de structuren worden gevormd door een deoxyribosemolecuul (een monosacharide van 5 koolstofatomen), een of meer fosfaatgroepen en een stikstofbasis van respectievelijk een of twee ringen (purine of pyrimidine, respectievelijk )).

De purische basen van DNA zijn adenine (a) en guanine (g), terwijl pyrimidinebasen tijdstip (t) en cytosine zijn (c).

Lineair voegen de nucleotiden van dezelfde DNA -streng elkaar aan via fosfodiéster -links, die bestaan ​​uit fosfaatgroepen en suikers waarvoor ze covalent verenigd zijn.

De bases die aanwezig zijn in een van de strengen zijn complementair verbonden met degenen die hiermee worden geconfronteerd in de andere streng door waterstofbruggen, altijd op dezelfde manier: adenine met timin (AT) en guanine met cytosine (GC).

Verschillende stikstofbases in DNA en RNA.
Gebruikersbron: Sponktranslation: Gebruiker: JCFIDY [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/3.0)]

Ribonucleotiden en ribonucleïnezuur

Net als DNA is ribonucleïnezuur een biomolecuul en is degene die verantwoordelijk is voor het proces van vereniging van aminozuren die eiwitten vormen, evenals in andere meer complexe regulatieprocessen en controle van genexpressie.

Het is ook een biopolymeer, maar de nucleotiden die het vormen worden ribonucleotiden genoemd, omdat het monosacharide die structuur geen deoxyribose is, zoals in DNA, maar een ribose. Ze hebben ook een of meer fosfaatgroepen en hun stikstofe basen verschillen met betrekking tot die van het DNA waarin guanine niet aanwezig is, maar uracil (u).

Aminozuren en eiwitten

Eiwitten zijn biomoleculen die verschillende complexiteitsgraden kunnen bereiken en aanzienlijk veelzijdig zijn in termen van structuur en functie. Deze geven niet alleen structuur en vorm aan cellen, maar ze kunnen ook activiteiten hebben die de snelle ontwikkeling van essentiële biochemische reacties (enzymen) mogelijk maken.

Wat het type eiwit ook is dat wordt gesproken, allemaal worden gevormd door basis "blokken" genoemd aminozuren, die moleculen zijn met een "asymmetrisch" koolstofatoom dat is bevestigd aan een aminogroep (-NH2), aan een carboxylgroep (-cooh), naar een waterstofatoom (-H) en tot een groep R die hen onderscheidt.

Grafische weergave van de structuur van een ribosomaal eiwit (Bron: Jawahar Swaminathan en MSD -personeel van het European Bioinformatics Institute [Public Domain] via Wikimedia Commons)

De meest voorkomende aminozuren in de natuur zijn 20 en zijn geclassificeerd met betrekking tot de identiteit van groep R; dit zijn:

Het kan je van dienst zijn: flora en fauna

- Asparagine, glutamine, tyrosine, serine, Treonine (polair)

- Asparactisch zuur, glutaminezuur, arginine, lysine, histidine (die met belasting) en

- Glycine, alanine, valine, leucine, isoleucine, tryptofaan, proline, cysteïne, methionine en fenylalanine (apolar).

Zodra het DNA is vertaald in een RNA -molecuul, vertegenwoordigt elk nucleotide -triplet een code die de structuur vertelt die de eiwitten (ribosomen) synthetiseert welk type aminozuur in de groeiende peptideketen moet worden opgenomen.

De polypeptiden die de eiwitten vormen, komen dan op, dankzij de vereniging tussen hun aminozuren, die bestaat uit het opzetten van een peptidekop Tussen de carboxylgroep koolstof van een aminozuur en de stikstof van de aangrenzende aminozuurgroep.

Monosachariden en polysachariden

Koolhydraten zijn van de meest voorkomende biomoleculen in levende wezens. Ze vervullen basisfuncties zoals structurele, voedingselementen, tekens, enz. Ze worden gevormd door chemische koolstof-, waterstof- en zuurstofcomplexen in verschillende verhoudingen.

De planten zijn van de belangrijkste natuurlijke koolhydraatproducenten en de meeste dieren zijn afhankelijk van hen om te blijven bestaan, omdat ze energie, water en koolstof extraheren.

Cellulose, een structureel biopolymeer (bron: Vicente Net [CC door (https: // creativeCommons.Org/licenties/door/4.0)] via Wikimedia Commons)

De structurele koolhydraten van groenten (cellulose, lignine, etc.), Evenals die van planten (zetmeel) en veel dieren (glycogeen), ze zijn min of meer complexe polysachariden die bestaan ​​uit polymeren van eenvoudige of monosaccharidesuikereenheden (voornamelijk glucose).

Vette en lipidezuren

Lipiden zijn onoplosbare verbindingen in water die de fundamentele substantie vormen van biologische, elementaire membranen vanuit het functionele en structurele gezichtspunt van alle levende cellen.

Het zijn amfipatische moleculen, dat wil zeggen moleculen met een hydrofiel uiteinde en een ander hydrofoob. Ze worden gevormd door vetzuurketens gekoppeld aan een koolstofskelet.

Enkele van de meest voorkomende lipiden (bron: de originele uploader was LMAPS bij Engelse Wikipedia. [GFDL 1.2 (http: // www.GNU.Org/licenties/oude licenties/FDL-1.2.html)] via Wikimedia Commons)

Vetzuren zijn koolwaterstoffen, dat wil zeggen alleen samengesteld uit koolstof- en waterstofatomen verenigd.

De associatie van meerdere dubbellaagse lipiden is wat de vorming van een membraan en de hydrofobiciteitskenmerken van deze structuur mogelijk maakt, evenals de aanwezigheid van uitgebreide en perifere eiwitten, maken dit een semipermeable structuur.

Het kan u van dienst zijn: Caspasas: wat zijn, structuur, typen, functies

- Water

Foto door José Manuel Suárez [CC door (https: // creativeCommons.Org/licenties/door/2.0)], via Wikimedia Commons

Water (H2O) is een van de belangrijkste chemische elementen voor levende wezens en cellen die hen omvatten. Veel van het lichaamsgewicht van dieren en planten bestaat uit deze kleurloze vloeistof.

Door de fotosynthese dat planten presteren, is water de belangrijkste zuurstofbron die dieren ademen en ook de waterstofatomen die deel uitmaken van organische verbindingen.

Het wordt beschouwd als het universele oplosmiddel en de eigenschappen ervan maken het vooral belangrijk voor de ontwikkeling van vrijwel alle biochemische reacties die levende organismen karakteriseren.

Indien overwogen vanuit het oogpunt van cellen, wordt water verdeeld in "compartimenten":

• De intracellulaire ruimte, waar cytosol wordt gevormd door water met andere gemengde stoffen, vloeistof waarin eukaryotische celorganellen worden gesuspendeerd.
• De extracellulaire ruimte, die bestaat in de omgeving die de cellen omringt, hetzij in een weefsel of in een natuurlijke omgeving (eencellige organismen).

- Ionen

Veel van de chemische elementen in de cellen zijn in de vorm van de hierboven genoemde biomoleculen en vele anderen hebben in deze tekst weggelaten. Andere belangrijke chemische elementen zijn echter in de vorm van ionen.

De celmembranen zijn over het algemeen ongevoelig voor de ionen die zijn opgelost in de interne of externe omgeving van de cellen, zodat ze ze kunnen binnenkomen of achterlaten via transporters of speciale kanalen.

De ionische concentratie van het extracellulaire of cytosol -medium beïnvloedt de osmotische en elektrische kenmerken van de cellen, evenals in verschillende cellulaire signaalprocessen die hiervan afhankelijk zijn.

Een van de belangrijkste ionen voor dier- en plantenweefsels zijn calcium, kalium en natrium, chloor en magnesium.

Referenties

1. Alberts B, Johnson A, Lewis J, et al. Biologie van de celmoleculair. 4e editie. New York: Garland Science; 2002. De chemische componenten van een cel. Beschikbaar bij: NCBI.NLM.NIH.Gov
2. Gladyshev, g. P., Kitaeva, D. K., & Ovhouseko, en. N. (1996). Waarom past de chemische samenstelling van levende wezens zich aan aan het milieu?? Journal of Biological Systems, 4 (04), 555-564.
3. Murray, r. K., Granner, D. K., Mayes, p. NAAR., & Rodwell, V. W. (2014). Harper's geïllustreerde biochemie. McGraw-Hill.
4. Nelson, D. L., Lehninger, een. L., & Cox, m. M. (2008). Lehninger -principes van biochemie. Macmillan.
5. Prescher, J. NAAR., & Bertozzi, c. R. (2005). Chemie in levende systemen. Nature Chemical Biology, 1 (1), 13-21.
6. Solomon, E. P., Berg, L. R., & Martin, D. W. (2011). Biologie (9e edn). Brooks/Cole, Cengage Learning: VS.