- Phân tử sinh học là gì?
- Phân tử sinh học vô cơ
- Các phân tử sinh học hữu cơ
- Chức năng của phân tử sinh học
- Tầm quan trọng của phân tử sinh học
- Nguyên tố sinh học và phân tử sinh học
Chúng tôi giải thích phân tử sinh học là gì và phân tử sinh học vô cơ và hữu cơ như thế nào. Chức năng và tầm quan trọng của nó là gì.
Phân tử sinh học là gì?
Phân tử sinh học hoặc phân tử sinh học là tất cả những phân tử đặc trưng của các sinh vật sống, hoặc là sản phẩm của các chức năng sinh học của chúng hoặc như một bộ phận cấu thành của cơ thể chúng. Chúng có rất nhiều kích cỡ, hình dạng và chức năng khác nhau. Các phân tử sinh học chính là cacbohydrat, chất đạm, các chất béo, axit amin, vitamin và axit nucleic.
Cơ thể của sinh vật sống Nó được tạo thành chủ yếu từ sự kết hợp phức tạp của sáu nguyên tố nguyên thủy: cacbon (C), hydro (H), oxy (O), nitơ (N), phốt pho (P) và lưu huỳnh (S). Điều này là do các yếu tố này cho phép:
- Sự hình thành của liên kết hóa trị (mà họ chia sẻ điện tử) cực kỳ ổn định (đơn, đôi hoặc ba).
- Sự hình thành bộ xương carbon ba chiều.
- Việc xây dựng nhiều nhóm chức năng với những đặc điểm riêng biệt và vô cùng khác biệt.
Vì lý do này, các phân tử sinh học thường được tạo thành từ các loại nguyên tố hóa học này. Các phân tử sinh học chia sẻ mối quan hệ cơ bản giữa kết cấu và các chức năng, trong đó môi trường mà chúng cũng bị can thiệp. Ví dụ, lipid có một phần kỵ nước, tức là chúng đẩy Nước uống, đó là lý do tại sao chúng có xu hướng tự tổ chức khi có mặt của nó theo cách sao cho phần cuối ưa nước (bị thu hút bởi nước) vẫn tiếp xúc với môi trường và phần kỵ nước vẫn an toàn. Những loại chức năng này là nền tảng cho sự hiểu biết về hoạt động sinh hóa của sinh vật cuộc sống.
Theo bản chất hóa học của chúng, các phân tử sinh học có thể được phân loại thành hữu cơ và vô cơ.
Phân tử sinh học vô cơ
Các phân tử sinh học vô cơ là tất cả những phân tử không dựa trên cacbon, ngoại trừ một số như CO2 (g) và CO. Chúng có thể là một phần của cả sinh vật sống và vật thể vô tri, nhưng chúng vẫn không thể thiếu đối với sự tồn tại sau đó mạng sống. Các loại phân tử sinh học này không hình thành chuỗi đơn phân như trong trường hợp phân tử hữu cơ, nghĩa là chúng không hình thành polymevà có thể được tạo thành từ các nguyên tố hóa học.
Một số ví dụ về phân tử sinh học vô cơ là nước, được xác định khí như oxy (O2) hoặc hydro (H2), NH3 và NaCl.
Các phân tử sinh học hữu cơ
Các phân tử sinh học hữu cơ dựa trên tính chất hóa học của cacbon. Các phân tử sinh học này là sản phẩm của phản ứng hoá học của cơ thể hoặc của sự trao đổi chất của chúng sinh. Chúng chủ yếu được tạo thành từ cacbon (C), hydro (H) và oxy (O). Chúng cũng có thể có như một phần của cấu trúc các nguyên tố kim loại như sắt (Fe), coban (Co) hoặc niken (Ni), trong trường hợp đó chúng sẽ được gọi là nguyên tố vi lượng. Bất kỳ protein, axit amin, lipid, carbohydrate, axit nucleic hoặc vitamin đều là một ví dụ điển hình về loại phân tử sinh học này.
Chức năng của phân tử sinh học
Các phân tử sinh học có thể có nhiều chức năng khác nhau, chẳng hạn như:
- Các chức năng cấu trúc. Protein và lipid đóng vai trò là vật liệu hỗ trợ của tế bào, duy trì cấu trúc của màng và mô. Lipid cũng tạo thành năng lượng dự trữ trong động vật và cây.
- Các chức năng vận chuyển. Một số phân tử sinh học phục vụ để huy động các chất dinh dưỡng và các chất khác khắp cơ thể, bên trong và bên ngoài tế bào, liên kết với chúng thông qua liên kết cụ thể mà sau đó có thể bị phá vỡ. Một ví dụ về loại phân tử sinh học này là nước.
- Các chức năng xúc tác. Các enzim chúng là các phân tử sinh học có khả năng xúc tác (đẩy nhanh) tốc độ của một số phản ứng hóa học nhất định mà không phải là một phần của phản ứng, do đó, chúng không phải là chất phản ứng cũng không phải là sản phẩm. Các loại phân tử sinh học này điều chỉnh một nhóm lớn các quá trình hóa học và sinh học xảy ra trong cơ thể con người, động vật và thực vật. Ngoài ra còn có các chất ức chế, là các phân tử làm chậm phản ứng hóa học nhất định và do đó, cũng can thiệp vào việc điều chỉnh các quá trình hóa học và sinh học. Ví dụ về các enzym là amylase, được tạo ra trong miệng và cho phép bạn phá vỡ các phân tử tinh bột, và pepsin, được tạo ra trong dạ dày và cho phép bạn phân hủy protein thành các axit amin.
- Các chức năng năng lượng. Các dinh dưỡng sinh vật sống có thể là tự dưỡng, khi chúng có thể tổng hợp các hợp chất cơ bản cho quá trình trao đổi chất của chúng với chi phí là các phân tử vô cơ (mà không phụ thuộc vào một sinh vật sống khác), hoặc dị dưỡng, khi họ nhận được chất hữu cơ cần thiết cho quá trình trao đổi chất của nó từ chất hữu cơ được tổng hợp bởi các sinh vật tự dưỡng hoặc dị dưỡng khác (tùy thuộc vào một sinh vật sống khác). Trong cả hai trường hợp, năng lượng cần thiết để duy trì sự sống trong cơ thể sống được thu thập thông qua một quá trình gọi là quá trình oxy hóa, bao gồm việc phân hủy glucose thành các dạng đơn giản hơn để tạo năng lượng. Lipid cũng là một nguồn năng lượng thiết yếu.
- Chức năng di truyền. Các DNA (axit deoxyribonucleic) là một axit nucleic chứa tất cả các thông tin di truyền cần thiết cho sự phát triển và hoạt động của mọi sinh vật. Ngoài ra, anh ta còn chịu trách nhiệm truyền thông tin di truyền. Mặt khác, RNA (ribonucleic) là một axit ribonucleic tham gia vào quá trình tổng hợp protein cần thiết cho sự phát triển và chức năng của tế bào. DNA và RNA không hoạt động đơn lẻ, DNA sử dụng RNA để truyền Thông tin di truyền trong quá trình tổng hợp protein. Hai phân tử sinh học này tạo nên cơ sở của bộ gen (tất cả các vật chất di truyền mà một sinh vật cụ thể chứa), do đó, chúng xác định loài hoặc cá thể cụ thể là gì.
Tầm quan trọng của phân tử sinh học
Các phân tử sinh học rất cần thiết cho sự ra đời, phát triển và hoạt động của tất cả các tế bào tạo nên cơ thể sống. Chúng thực hiện các chức năng quan trọng là hỗ trợ, điều chỉnh các quá trình và vận chuyển các chất trong mỗi tế bào tạo nên các mô, cơ quan và hệ thống cơ quan.
Việc thiếu một phân tử sinh học nhất định trong một cơ thể sống có thể gây ra sự thiếu hụt và mất cân bằng trong hoạt động của nó, gây ra sự suy thoái hoặc cái chết.
Nguyên tố sinh học và phân tử sinh học
Nguyên tố sinh học được gọi là các nguyên tố hóa học mà từ đó các phân tử sinh học được cấu tạo, do đó, chúng là những nguyên tố có trong cơ thể sống.
Các nguyên tố sinh học có thể được phân loại là:
- Nguyên tố sinh học sơ cấp. Chúng tạo nên 99% vật chất sống của tất cả các sinh vật đã biết. Đó là: cacbon (C), oxy (O), hydro (H), nitơ (N), lưu huỳnh (S) và phốt pho (P).
- Nguyên tố sinh học thứ cấp. Chúng là những chất, mặc dù chúng cần thiết cho sự sống và hoạt động thích hợp của cơ thể, nhưng được yêu cầu với lượng vừa phải và cho các mục đích cụ thể. Đó là: natri (Na), canxi (Ca), magiê (Mg), kali (K), clo (Cl) và flo (F).
Ngoài ra, có những nguyên tố vi lượng cần thiết cho sự sống, nhưng với số lượng rất thấp (0,1% nguyên tố sinh học trong cơ thể). Một số ví dụ là: sắt (Fe), iốt (I), crom (Cr), đồng (Cu), Kẽm (Zn) và Bo (B).