תכונות ביולוגיות לא אורגניות, פונקציות, סיווג ודוגמאות

ה ביומולקולות אנאורגניות הם מהווים קבוצה רחבה של תצורות מולקולריות נוכח היצורים החיים. על פי ההגדרה, המבנה הבסיסי של מולקולות אנאורגניות אינו מורכב משלד פחמן או אטומי פחמן מקושרים.

עם זאת, אין זה אומר כי תרכובות אנאורגניות צריכות פחמן חוסר לחלוטין להיכלל בתוך קטגוריה גדולה זה, אבל פחמן אסור להיות המולקולה האטומה היסודית ביותר בשפע. תרכובות אנאורגניות כי הם חלק היצורים החיים הם בעיקר מים ומספר מינרליים מוצקים או פתרון.

מים - biomolecule בשכיחותו אורגניזמים אורגני - יש מספר תכונות שהופכות אותו מרכיב הכרחי לכל חיים, כמו נקודת רתיחה גבוהה, קבוע דיאלקטרי גבוה, קיבולת למאגר שינויי טמפרטורה ו- pH, בין אחר.

יונים וגזים, ומצד שני, מוגבלים פונקציות ספציפיות מאוד בתוך יצורים אורגניים, את הדחף העצבי, קרישת דם, וויסות אוסמוטי בין היתר. יתר על כן, הם קו-פקטורים חשובים של אנזימים מסוימים.

אינדקס

• 1 מאפיינים
• 2 קפה פונקציות
  • 2.1 - מים
  • 2.2 -גזים
  • 2.3 - אנשים
• 3 הבדלים בין ביומולקולות אורגניות לאורגניות
  • 3.1 שימוש במונחים אורגניים ואנאורגניים בחיי היומיום
• 4 הפניות

תכונות

התכונה הייחודית של המולקולות האורגניות הנמצאות בחומר החי היא היעדר קשרי פחמן-מימן.

ביומולקולות אלה הן קטנות יחסית וכוללות מים, גזים וסדרת אניונים וקטיונים המשתתפים באופן פעיל בחילוף החומרים.

קפה פונקציות

המולקולה האורגנית הרלוונטית ביותר בחומר החי היא ללא ספק מים. בנוסף לכך, קיימים רכיבים אנאורגניים אחרים והם מסווגים לגזים, אניונים וקטיונים.

בתוך גזים יש לנו חמצן, פחמן דו חמצני וחנקן. ב אניונים הם כלורידים, פוספטים, פחמתי, בין היתר. ובקטיונים נתרן, אשלגן, אמוניום, סידן, מגנזיום ויונים חיוביים אחרים.

הבא, נתאר כל אחת מהקבוצות הללו, עם המאפיינים הבולטים שלהן ותפקודן בתוך היצורים החיים.

-המים

המים הם המרכיב האורגני השופע ביותר ביצורים חיים. זה ידוע כי החיים מתפתחים במדיום מימי. אמנם יש אורגניזמים שאינם חיים בתוך גוף של מים, הסביבה הפנימית של אנשים אלה הוא בעיקר מים. היצורים החיים מורכבים בין 60% ל -90% מהמים.

ההרכב של מים באותו אורגניזם יכול להשתנות, בהתאם לסוג של תא למד. לדוגמה, תא של עצם יש, בממוצע, 20% מים, בעוד תא מוח יכול בקלות להגיע ל 85%.

מים כל כך חשוב כי הרוב המכריע של תגובות ביוכימיות המרכיבות את חילוף החומרים של אנשים מתקיימים במדיום מימי.

לדוגמה, פוטוסינתזה מתחילה עם התפלגות של מרכיבי מים על ידי פעולה של אנרגיה קלה. תוצאות הנשימה הסלולארית מייצרות את המים על ידי חיטוי מולקולות גלוקוז כדי להשיג מיצוי אנרגיה.

מסלולים מטבוליים פחות ידועים אחרים כוללים גם את ייצור המים. הסינתזה של חומצות אמינו יש מים כמוצר.

תכונות של מים

מים יש סדרה של מאפיינים שהופכים אותו אלמנט שאין לו תחליף על כדור הארץ, המאפשר את האירוע הנפלא של החיים. בין הנכסים הללו יש לנו:

מים כממס: מבחינה מבנית, מים נוצרת עם שני אטומי מימן מחוברים אטום חמצן, שיתוף האלקטרונים שלהם באמצעות קשר קוולנטי קוטבי. לפיכך, מולקולה זו טעונה קצוות, האחת חיובית ואחת שלילית.

הודות לקונפורמציה זו, החומר נקרא קוטבי. לפיכך, המים יכולים לפזר חומרים קוטביים עם אותה המגמה חיובית מושך חלקים שליליים של המולקולה לפזר ולהיפך. מים עוד מולקולות להתמוסס שבניהולו נקראים הידרופילי.

נזכיר כי בכימיה, יש לנו את הכלל כי "אותו dissolves אותו". משמעות הדבר היא כי חומרים קוטביים להתמוסס באופן בלעדי חומרים אחרים שגם הם קוטביים.

לדוגמא, תרכובות יוניות, כגון פחמימות ו כלורידים, חומצות אמינו, גזים וחומרים אחרים עם קבוצות הידרוקסיל, מומסים במים מושגים בקלות.

קבוע דיאלקטרי: הקבוע הדיאלקטרי הגבוה של הנוזל החיוני הוא גם גורם התורם להמסת מלחים אי-אורגניים בחזה. הקבוע הדיאלקטרי הוא הגורם שבאמצעותו מופרדים שני מטענים של סימן מנוגד מהחלל.

חום ספציפי של מים: ריפוד השינויים האלימים בטמפרטורה הוא מאפיין חיוני להתפתחות החיים. הודות לחום הספציפי הגבוה של המים, שינויי הטמפרטורה מתייצבים, יוצרים סביבה מתאימה לכל החיים.

חום ספציפי גבוה פירושו תא יכול לקבל כמויות משמעותיות של חום הטמפרטורה לא להגדיל באופן משמעותי.

לכידות: לכידות היא תכונה נוספת המונעת שינויים פתאומיים בטמפרטורה. הודות לחיובים מנוגדים של מולקולות מים, הם מושכים אחד את השני, יצירת מה שנקרא לכידות.

הלכידות מאפשרת את הטמפרטורה של החומר החי לא להגדיל יותר מדי. האנרגיה הקלורית שוברת את קשרי המימן בין המולקולות, במקום להאיץ את המולקולות האינדיבידואליות.

בקרת PH: בנוסף לוויסות ולשמירה על טמפרטורה קבועה, המים מסוגלים לעשות את אותו הדבר עם pH. ישנן תגובות מטבוליות מסוימות הדורשות pH מסוים, כך שהם יכולים להתבצע. באותו אופן, אנזימים דורשים גם pH ספציפי לעבוד עם יעילות מקסימלית.

הרגולציה של pH מתרחשת בזכות קבוצות hydroxyl (-OH) המשמשים יחד עם יונים מימן (H⁺). הראשון קשור ליצירתו של המדיום אלקליין, ואילו השני תורם להיווצרות של מדיום חומצי.

נקודת רתיחה: נקודת הרתיחה של המים היא 100 ° C. תכונה זו מאפשרת למים להתקיים במצב נוזלי בטווח טמפרטורות רחב, מ 0 ° C עד 100 ° C.

נקודת הרתיחה הגבוהה מוסברת על ידי היכולת ליצור ארבע קשרי מימן לכל מולקולה של מים. תכונה זו גם מסבירה את נקודות ההיתוך הגבוהות ואת החום של האידוי, אם נשווה אותן עם הידרידים אחרים, כגון NH₃, את HF או את H₂S.

זה מאפשר את קיומם של כמה אורגניזמים קיצוניים. לדוגמה, ישנם אורגניזמים המתפתחים ליד 0 ° C והם נקראים psychrofílos. באותו אופן, thermophilics לפתח ליד 70 או 80 ° C.

שינוי הצפיפות: צפיפות המים משתנה באופן מסוים מאוד בעת שינוי טמפרטורת הסביבה. הקרח מציג רשת גבישית פתוחה, בניגוד למים במצב נוזלי, מציג ארגון מולקולרי יותר אקראי, הדוק יותר,.

תכונה זו מאפשרת לקרח לצוף במים, לשמש מבודד מונח ולאפשר את היציבות של המוני האוקיינוס ​​גדול.

אם זה לא היה כך, הקרח יהיה שקוע במעמקי הים, ועל חיים כפי שאנו מכירים אותו יהיה אירוע מאוד לא סביר, איך חיים יכולים להיוצר מסות גדולות של קרח?

תפקיד אקולוגי של מים

כדי לסיים עם נושא המים, יש לציין כי נוזל חיוני לא רק יש תפקיד רלוונטי בתוך היצורים החיים, אלא גם את הסביבה שבה הם חיים.

האוקיינוס ​​הוא המאגר הגדול ביותר של מים על כדור הארץ, אשר מושפע טמפרטורות, לטובת תהליכי אידוי. כמויות עצומות של מים נמצאות במחזור מתמיד של אידוי ומשקעים של מים, היוצרות את מה שמכונה מחזור המים.

-גזים

אם נשווה את הפונקציות הנרחבות של מים במערכות ביולוגיות, תפקידן של שאר המולקולות האורגניות מוגבל רק לתפקידים ספציפיים מאוד.

באופן כללי, הגזים עוברים דרך התאים בדילולים מימיים. לפעמים הם משמשים מצעים לתגובות כימיות, ובמקרים אחרים הם תוצר פסולת של מסלול מטבולי. הרלוונטיים ביותר הם חמצן, פחמן דו חמצני וחנקן.

חמצן הוא המקבל האלקטרון הסופי בשרשרות ההובלה של אורגניזמים עם נשימה אירובית. כמו כן, פחמן דו חמצני הוא מוצר פסולת בבעלי חיים וכן המצע לצמחים (עבור תהליכים פוטוסינתטיים).

-יונים

כמו גזים, תפקיד היונים באורגניזמים חיים נראה מוגבל לאירועים ספציפיים מאוד, אבל חיוני לתפקוד תקין של אדם. הם מסווגים בהתאם המטען שלהם אניונים, יונים עם חיובים שליליים, קטיונים, יונים עם חיובי חיובי.

חלקם נדרשים רק בכמויות קטנות מאוד, כגון רכיבי המתכת של האנזימים. אחרים נדרשים בכמויות גבוהות יותר, כגון נתרן כלורי, אשלגן, מגנזיום, ברזל, יוד, בין היתר.

הגוף האנושי הוא כל הזמן לאבד את המינרלים האלה, באמצעות שתן, צואה וזיעה. רכיבים אלה חייבים להיות נכנס מחדש לתוך המערכת באמצעות מזון, בעיקר פירות, ירקות, ובשר.

Ion פונקציות

Cofactors: יונים יכולים לשמש cofactors של תגובות כימיות. כלור יון משתתף בהידרוליזה של עמילן על ידי amylases. אשלגן ומגנזיום הם יונים חיוניים לתפקוד של אנזימים חשובים מאוד בחילוף החומרים.

תחזוקה של osmolarity: תפקיד נוסף בעל חשיבות רבה הוא שמירה על תנאים אוסמוטיים אופטימליים לפיתוח תהליכים ביולוגיים.

כמות מטבוליטים מומס חייב להיות מוסדר במיוחד, כי אם המערכת נכשלת, התא יכול להתפוצץ או עלול לאבד כמויות משמעותיות של מים.

בבני אדם, למשל, נתרן וכלור הם אלמנטים חשובים התורמים לשמירה על איזון אוסמוטי. אלה יונים אותו גם לטובת איזון בסיס חומצי.

פוטנציאל ממברנה: בבעלי חיים, יונים פעיל להשתתף בדור של פוטנציאל הממברנה בקרום של תאים נרגשים.

התכונות החשמליות של הממברנות משפיעות על אירועים חיוניים, כמו היכולת של נוירונים להעביר מידע.

במקרים אלה, הממברנה פועלת באופן אנלוגי לקבל חשמלי, שבו החיובים מצטברים ומאוחסנים הודות לאינטראקציות האלקטרוסטטיות בין הקטיונים לבין האניונים משני צידי הממברנה.

ההתפלגות הא-סימטרית של היונים בתמיסה על כל אחד מצידי הממברנה גורמת לפוטנציאל חשמלי - בהתאם לחדירות של הממברנה ליונים הנוכחיים. את גודל הפוטנציאל ניתן לחשב באמצעות משוואת Nernst או משוואת גולדמן.

מבנה: כמה יונים לבצע פונקציות מבניות. לדוגמה, התנאים hydroxyapatite מיקרו גבישי של עצמות. סידן וזרחן, לעומת זאת, הוא מרכיב הכרחי להיווצרות של עצמות ושיניים.

פונקציות נוספות: בסופו של דבר, יונים להשתתף פונקציות כמו הטרוגנית כמו קרישה דם (על ידי יוני סידן), ראייה והתכווצות של השרירים.

הבדלים בין ביומולקולות אורגניות לאורגניות

כ -99% מהרכב היצורים החיים כוללים רק ארבעה אטומים: מימן, חמצן, פחמן וחנקן. אטומים אלה מתפקדים כחתיכות או בלוקים, אשר ניתן לארגן במגוון רחב של תצורות תלת מימדיות, המרכיבים את המולקולות המאפשרות חיים.

בעוד תרכובות אנאורגניות נוטות להיות קטנות, פשוטות ולא מגוונות מאוד, תרכובות אורגניות נוטות להיות מופרזות ומגוונות יותר.

נוסף על כך, המורכבות של ביומולקולות אורגניות מגבירה כי, בנוסף לשלד פחמן, יש להם קבוצות פונקציונליות הקובעות את המאפיינים הכימיים.

עם זאת, שניהם נחוצים באותה מידה להתפתחות אופטימלית של יצורים חיים.

שימוש במונחים אורגניים ואנאורגניים בחיי היומיום

כעת, כאשר אנו מתארים את ההבדל בין שני סוגי ביומולקולות, יש צורך להבהיר כי אנו משתמשים במונחים אלה במעורפל ולא מדויק בחיי היומיום.

כאשר אנו מייעד פירות וירקות כמו "אורגני" - אשר פופולרי מאוד כיום - אין זה אומר כי שאר המוצרים הם "לא אורגני". מאז המבנה של אלמנטים אלה אכיל הוא שלד פחמן, ההגדרה של אורגני נחשב מיותר.

למעשה, המונח אורגני עולה מן היכולת של אורגניזמים כדי לסנתז תרכובות אמר.

הפניות

1. אודסירק, ט, אודסירק, ג., וביירס, ב. (2003). ביולוגיה: חיים על פני כדור הארץ. חינוך פירסון.
2. ארקייל, ק 'ב', רודריגז, מ 'פ', מגנרר, י 'פ', ופרז, ר 'ס' (2011). יסודות ביוכימיה. אוניברסיטת ולנסיה.
3. Battaner Arias, E. (2014). אנזימולוגיה. מהדורות אוניברסיטת סלמנקה.
4. ברג, ג 'יי מ', Stryer, L., & טימושקו, ג 'יי L. (2007). ביוכימיה. היפוךתי.
5. Devlin, T. M. (2004). ביוכימיה: ספר לימוד עם יישומים קליניים. היפוךתי.
6. דיאז, א 'פ', ופנה, א '(1988). ביוכימיה. עריכה לימוזה.
7. Macarulla, J. M., & Goñi, F. M. (1994). ביוכימיה אנושית: קורס בסיסי. היפוךתי.
8. Macarulla, J. M., & Goñi, F. M. (1993). ביומולקולות: שיעורים בביוכימיה מבנית. היפוךתי.
9. Müller-Esterl, W. (2008). ביוכימיה יסודות לרפואה ומדעי החיים. היפוךתי.
10. Teijón, J. M. (2006). יסודות של ביוכימיה מבנית. עריכה Tébar.
11. Monge-Nájera, J. (2002). ביולוגיה כללית. EUNED.