Biomolekuly jsou organické látky , které jsou syntetizovány živými organismy. Složení biomolekul zahrnuje proteiny , polysacharidy , nukleové kyseliny a také menší metabolické složky . Biomolekuly se obvykle skládají z atomů uhlíku , vodíku , dusíku , kyslíku , fosforu a síry . Ostatní prvky jsou ve složení biologicky významných látek zahrnuty mnohem méně často.
Mezi biomolekuly patří:
| Monomery | Oligomery | Biopolymery |
|---|---|---|
| Aminokyseliny | Oligopeptidy | Polypeptidy , proteiny |
| Monosacharidy | Oligosacharidy | Polysacharidy ( škrob , celulóza ) |
| Nukleotidy | Oligonukleotidy | Polynukleotidy, ( DNA , RNA ) |
Nukleosidy vznikají přidáním dusíkaté báze k ribózovému cukru, příklady nukleosidů jsou cytidin , uridin , adenosin , guanosin , thymidin a inosin .
Nukleosidy v buňkách mohou být fosforylovány kinázami za vzniku nukleotidů . DNA a RNA jsou lineární polymery, skládající se z relativně nízkomolekulárních monomerů – nukleotidů, vzájemně propojených fosfodiesterovými vazbami [1] .
Nukleotidy mohou být zdroji energie uložené v chemických vazbách ( ATP ), podílet se na přenosu signálu uvnitř buňky ( cGMP , cAMP ), být součástí enzymových kofaktorů ( koenzym A , FAD , NAD ) [2] .
Monosacharidy jsou nejjednodušší sacharidy , obvykle obsahují aldehydovou nebo ketoskupinu [3] . Přítomnost aldehydové skupiny ve struktuře je označena předponou „aldo-“ a přítomnost ketoskupiny je označena „keto-“ [1] . Příklady monosacharidů jsou hexózy - glukóza , fruktóza , galaktóza a pentózy - ribóza a deoxyribóza [3] .
Disacharidy vznikají spojením dvou molekul jednoduchých cukrů, přičemž se odštěpí jedna molekula vody. Disacharidy mohou být hydrolyzovány na odpovídající monosacharidy pomocí zředěných kyselých roztoků nebo vhodných enzymů [1] . Reprezentativními disacharidy jsou sacharóza , maltóza a laktóza .
Polysacharidy jsou složité cukry, polymery monosacharidů. Zástupci polysacharidů jsou škrob , celulóza a glykogen. Molekuly polysacharidů mají obvykle rozvětvenou strukturu. Polysacharidy jsou ve vodě zpravidla nerozpustné nebo málo rozpustné, může však dojít k hydrataci jejich hydroxylových skupin, kdy při zahřátí ve vodném prostředí polysacharid tvoří koloid [1] . Kratší polysacharidy sestávající z 2-10 monomerů se nazývají oligosacharidy . [čtyři]
Lignin je nepravidelný biopolymer sestávající z aromatických kruhů spojených krátkými (jeden až tři atomy uhlíku) uhlíkovými řetězci. Lignin je po celulóze druhý nejdůležitější biopolymer a je jednou ze strukturálních složek rostlin. [5] Lignin je racemát, to znamená, že nemá optickou aktivitu a nepolarizuje světlo. Tato vlastnost ligninu je způsobena tím, že k jeho polymeraci dochází podle mechanismu volných radikálů.
Lipidy jsou převážně estery mastných kyselin a jsou důležitou součástí buněčných membrán . Také lipidy fungují jako zásobárna energie, například triglyceridy. Většina lipidových molekul se skládá z hydrofilní hlavy a jednoho až tří hydrofobních konců mastných kyselin, takže lipidy jsou amfifilní .
V buněčných membránách jsou přítomny následující třídy lipidů:
Lipidy také zahrnují prostaglandiny a leukotrieny , molekuly s 20 uhlíky syntetizované z kyseliny arachidonové .
Aminokyseliny obsahují amino a karboxylovou skupinu a jsou zwitterionty . Biologicky významné aminokyseliny jsou reprezentovány pouze α-aminokyselinami, ve kterých jsou funkční skupiny spojeny s jedním atomem uhlíku, a prolinem , což je iminokyselina.
Aminokyseliny jsou monomery peptidů (2-10 aminokyselinových zbytků), polypeptidů a proteinů. Proteiny plní v buňce různé funkce.
Pouze 20 aminokyselin je biologicky významných, jsou zakódovány v genetickém kódu , celkem je známo více než pět set přirozených aminokyselin. Jsou známy alespoň dvě aminokyseliny, které jsou také inkorporovány do polypeptidů během translace v některých organismech:
Mezi další biologicky významné aminokyseliny patří karnitin , ornitin , kyselina gama-aminomáselná a taurin .
Vitamíny jsou látky, které si tělo neumí samo syntetizovat, ale jsou pro život nezbytné. Vitamíny jsou například mnohé koenzymy . Vitamíny je nutné tělu dodávat neustále, většinou ve velmi malých množstvích.
| Úrovně organizace života | |
|---|---|
| |