CANLILARIN KIMYASAL BILEŞIMI NEDIR? - BIYOLOJI - 2024

Canlıların kimyasal bileşimi dayanır hepsi de benzer işlevleri yerine daha fazla veya daha az oranlarda ve organik moleküllerin ve bazı inorganik elementler,.

Canlı organizmalar hücrelerden oluşur ve bu hücreler organizasyonlarında farklı derecelerde karmaşıklık gösterir. Bakteriler gibi bazıları nispeten basittir ve diğerleri, çoğu ökaryotik hücrede olduğu gibi, iç organizasyonlarında çok daha fazla unsur bulunan daha karmaşık organizasyon modelleriyle karakterize edilir.

Fotoğraf «oblako3011» at www.pixabay.com

Canlı maddenin yapısal unsurları biyomoleküllerden oluşur ve bu biyomoleküllerin çoğunun ana bileşenleri, örneğin insanlar için karbon (% 50), oksijen (% 20), hidrojendir (% 10). ), nitrojen (% 8.5), kalsiyum (% 4) ve fosfor (% 2.5) (tüm değerler kuru ağırlığa göre).

Bu altı element, toplam organik madde bileşiminin yaklaşık% 95'ini temsil eder, kalan% 5 ise potasyum, kükürt, sodyum, klor, magnezyum, demir, manganez ve iyot gibi diğer elementlere karşılık gelir.

Organizmaların bileşiminin çoğunun (vücut ağırlığının% 60'ından fazlası) sıvı halde su olduğu unutulmamalıdır; bu, hem hücre içi yapıların hem de hücrelerin kendileri buna daldırıldığı için yaşam için temel bir unsurdur. .

Bu sıvı ortam, hücrelere en önemli gerekli koşulları sağlar ve içinde hayatta kalmak için ilgili tüm biyokimyasal reaksiyonlar gerçekleşir.

canlıların kimyasal bileşimi

- Karmaşık biyomoleküller

Canlı maddenin bileşimine giren ana unsurların birçoğu, farklı oranlarda birleşerek farklı küçük organik molekül kümeleri oluşturur ve bunlar da daha karmaşık biyomoleküllerin oluşumu için yapısal elemanlar görevi görür.

Bu yapısal elemanlar ile organizmaların ana karmaşık biyomolekülleri arasındaki ilişki aşağıdaki gibidir:

- Deoksiribonükleotidler ve deoksiribonükleik asit (DNA)

- Ribonükleotidler ve ribonükleik asit (RNA)

- Amino asitler ve proteinler

- Monosakkaritler ve polisakkaritler

- Yağ asitleri ve lipitler

Deoksiribonükleotidler ve deoksiribonükleik asit

Deoksiribonükleik asit veya DNA, tüm canlıların, prokaryotların ve ökaryotların kalıtsal bilgilerini içerir. Bu önemli biyomolekül, hem morfolojik, metabolik, yapısal ve gelişimsel açıdan bir hücrenin temel özelliklerini de belirler.

DNA, protein sentezi için gerekli bilgilerin yanı sıra birçok hücresel işlemin sentezi ve kontrolü için gerekli olan bir diğer önemli organik molekül olan RNA'yı sentezlemek için gerekli bilgileri de kodlar.

Yapıları bir deoksiriboz molekülü (5 karbon atomlu bir monosakkarit), bir veya daha fazla fosfat grubu ve bir veya iki halkalı (purin veya pirimidin, sırasıyla).

DNA'nın purik bazları adenin (A) ve guanin (G) iken pirimidin bazları timin (T) ve sitozindir (C).

Doğrusal olarak, aynı DNA zincirinin nükleotidleri, fosfat gruplarından ve kovalent olarak bağlı oldukları şekerlerden oluşan fosfodiester bağları yoluyla birbirine bağlanır.

İpliklerden birinde bulunan bazlar, hidrojen bağları aracılığıyla diğer iplikçikte bunlara zıt olanlarla tamamlayıcıdır, her zaman aynı şekilde: timinli adenin (AT) ve sitozinli guanin (GC ).

DNA ve RNA'da farklı azotlu bazlar.
Kaynak Kullanıcı: Sponktranslation: Kullanıcı: Jcfidy

Ribonükleotidler ve ribonükleik asit

DNA gibi, ribonükleik asit de bir biyomoleküldür ve proteinleri oluşturan amino asitlerin bağlanma sürecinden ve diğer daha karmaşık düzenleme ve gen ekspresyonu kontrol süreçlerinden sorumludur.

Aynı zamanda bir biyopolimerdir, ancak onu oluşturan nükleotidlere ribonükleotidler denir, çünkü onları yapılandıran monosakkarid, DNA'daki gibi bir deoksiriboz değil, bir ribozdur. Ayrıca bir veya daha fazla fosfat grubuna sahiptirler ve azotlu bazları, guaninin mevcut olmadığı, ancak urasil (U) olduğu için DNA'ndakilerden farklıdır.

Amino asitler ve proteinler

Proteinler, çeşitli karmaşıklık derecelerine ulaşabilen ve yapı ve işlev açısından önemli ölçüde çok yönlü olan biyomoleküllerdir. Hücrelere sadece yapı ve şekil vermekle kalmaz, aynı zamanda temel biyokimyasal reaksiyonların (enzimler) hızlı gelişmesine izin veren aktivitelere de sahip olabilirler.

Söz konusu proteinin türü ne olursa olsun, hepsi bir karboksil grubuna bir amino grubuna (-NH2) bağlı "asimetrik" bir karbon atomuna sahip moleküller olan amino asitler adı verilen temel "yapı taşlarından" oluşur. (-COOH), bir hidrojen atomu (-H) ve onları farklılaştıran bir R grubu.

Bir ribozomal proteinin yapısının grafik gösterimi (Kaynak: Jawahar Swaminathan ve Avrupa Biyoinformatik Enstitüsü'ndeki MSD personeli, Wikimedia Commons aracılığıyla)

Doğada en yaygın amino asitler 20'dir ve R grubunun kimliğine göre sınıflandırılır; bunlar:

- asparagin, glutamin, tirozin, serin, treonin (polar olanlar)

- aspartik asit, glutamik asit, arginin, lisin, histidin (yüklü olanlar) ve

- glisin, alanin, valin, lösin, izolösin, triptofan, prolin, sistein, metiyonin ve fenilalanin (apolar olanlar).

DNA, bir RNA molekülüne çevrildikten sonra, her nükleotid üçlüsü, proteinleri (ribozomlar) sentezleyen yapıya, büyüyen peptid zincirine hangi tür amino asidin dahil edileceğini söyleyen bir kodu temsil eder.

Daha sonra proteinleri oluşturan polipeptitler , bir amino asidin karboksil grubunun karbonu ile bitişik amino asidin amino grubunun nitrojeni arasında bir peptit bağı kurulmasından oluşan amino asitleri arasındaki birleşme sayesinde üretilir .

Monosakkaritler ve polisakkaritler

Karbonhidratlar, canlılarda en bol bulunan biyomoleküllerden biridir. Yapısal, beslenme, sinyalleme öğeleri gibi temel işlevleri yerine getirirler. Farklı oranlarda karbon, hidrojen ve oksijenden oluşan kimyasal komplekslerden oluşurlar.

Bitkiler, canlıların başlıca doğal karbonhidrat üreticilerinden biridir ve çoğu hayvan, bunlardan enerji, su ve karbon çıkardıkları için hayatta kalmak için bunlara güvenir.

Yapısal bir biyopolimer olan selüloz (Kaynak: Vicente Neto, Wikimedia Commons)

Sebzelerin (selüloz, lignin, vb.) Yapısal karbonhidratlarının yanı sıra bitkilerin (nişasta) ve birçok hayvanın (glikojen) yedek karbonhidratları, basit şeker birimlerinin polimerlerinden oluşan az çok karmaşık polisakkaritlerdir veya monosakkaritler (esas olarak glikoz).

Yağ asitleri ve lipitler

Lipidler, biyolojik zarların temel maddesini oluşturan, tüm canlı hücrelerin işlevsel ve yapısal bakış açısından temel olan suda çözünmeyen bileşiklerdir.

Amfipatik moleküllerdir, yani hidrofilik ve hidrofobik bir uca sahip moleküllerdir. Bir karbon iskeletine bağlı yağ asidi zincirlerinden oluşurlar, üçüncü "serbest" karbon atomu her moleküle kimliğini veren belirli bir ikame ediciye bağlanan genellikle gliseroldür.

En yaygın lipidlerden bazıları (Kaynak: Orijinal yükleyici, İngilizce Wikipedia'daki Lmaps'ti. Via Wikimedia Commons)

Yağ asitleri hidrokarbonlardır, yani sadece birbirine bağlı karbon ve hidrojen atomlarından oluşurlar.

Birden fazla lipitin bir çift tabaka şeklinde birleşimi, bir zar oluşumunu mümkün kılan şeydir ve bu yapının hidrofobik özelliklerinin yanı sıra integral ve periferal proteinlerin varlığı, bunu yarı geçirgen bir yapı haline getirir.

- Su

José Manuel Suárez'in fotoğrafı, Wikimedia Commons aracılığıyla

Su (H2O), canlılar ve onları oluşturan hücreler için en önemli kimyasal elementlerden biridir. Hayvanların ve bitkilerin vücut ağırlıklarının çoğu bu renksiz sıvıdan oluşur.

Bitkiler tarafından gerçekleştirilen fotosentez yoluyla, su, hayvanların soludukları ana oksijen kaynağı ve ayrıca organik bileşiklerin parçası olan hidrojen atomlarıdır.

Evrensel çözücü olarak kabul edilir ve özellikleri onu canlı organizmaları karakterize eden hemen hemen tüm biyokimyasal reaksiyonların gelişimi için özellikle önemli kılar.

Hücresel açıdan bakıldığında, su "bölmelere" ayrılır:

• Sitozolün diğer maddelerle karıştırılmış su tarafından oluşturulduğu hücre içi boşluk, ökaryotik hücrelerin organellerinin askıya alındığı bir sıvıdır.
• Bir dokuda veya doğal bir ortamda (tek hücreli organizmalar) hücreleri çevreleyen ortamdan oluşan hücre dışı boşluk.

- İyonlar

Hücrelerdeki kimyasal elementlerin çoğu, yukarıda bahsedilen biyomoleküller formunda bulunur ve diğerleri bu metinden çıkarılmıştır. Ancak diğer önemli kimyasal elementler iyon şeklindedir.

Hücre zarları genellikle hücrelerin iç veya dış ortamında çözünen iyonlara karşı geçirimsizdir, bu nedenle bunlar taşıyıcılar veya özel kanallar yoluyla bunlara girebilir veya buradan çıkabilir.

Hücre dışı ortamın veya sitozolün iyonik konsantrasyonu, hücrelerin ozmotik ve elektriksel özelliklerini ve bunlara bağlı olan farklı hücresel sinyalleme süreçlerini etkiler.

Hayvan ve bitki dokuları için en önemli iyonlar arasında kalsiyum, potasyum ve sodyum, klor ve magnezyum bulunur.

Referanslar

1. Alberts B, Johnson A, Lewis J, vd. Hücrenin moleküler biyolojisi. 4. baskı. New York: Garland Science; 2002. Hücrenin Kimyasal Bileşenleri. Mevcut: ncbi.nlm.nih.gov
2. Gladyshev, GP, Kitaeva, DK ve Ovcharenko, EN (1996). Canlıların kimyasal bileşimi neden çevreye uyum sağlar? Biyolojik Sistemler Dergisi, 4 (04), 555-564.
3. Murray, RK, Granner, DK, Mayes, PA ve Rodwell, VW (2014). Harper'ın resimli biyokimyası. McGraw-Hill.
4. Nelson, DL, Lehninger, AL ve Cox, MM (2008). Lehninger biyokimyanın ilkeleri. Macmillan.
5. Prescher, JA ve Bertozzi, CR (2005). Canlı sistemlerde kimya. Doğa kimyasal biyolojisi, 1 (1), 13-21.
6. Solomon, EP, Berg, LR ve Martin, DW (2011). Biyoloji (9. baskı). Brooks / Cole, Cengage Learning: ABD.