Zawartość
Wszystkie żywe istoty są zbudowane z cząsteczek. W biologii istnieją cztery główne klasy dużych cząsteczek zwanych makrocząsteczkami, które są używane w naszych ciałach. Te makrocząsteczki są uważane za polimery lub duże łańcuchy cegiełek zwanych monomerami, które są chemicznie budowane przez nasze komórki w celu wykorzystania ich jako pożywienie i energia. Te makrocząsteczki to węglowodany, białka, lipidy i kwasy nukleinowe. Każda klasa makrocząsteczek składa się z różnych podjednostek monomerów, ale wszystkie zawierają atomy węgla, azotu, wodoru i tlenu.
Węglowodany
Węglowodany to związki organiczne, które obejmują cukry, skrobie, glikogen i celulozę. Najprostszą formą węglowodanu jest monomer cząsteczki cukru, taki jak glukoza lub fruktoza, zwany także monosacharydem, który składa się z pierścienia pierwiastków węgla, tlenu i wodoru. Disacharydy, takie jak sacharoza, są cukrami i dwoma monosacharydami: połączonymi cząsteczkami glukozy i fruktozy.Polisacharydy, takie jak skrobia, celuloza i glikogen, to długie i złożone łańcuchy monosacharydów zbudowanych razem. W naszym organizmie cukry proste są wykorzystywane jako natychmiastowa energia, a większość polisacharydów jest powoli rozkładana na cukry proste, aby zapewnić stabilne źródło energii w czasie. Celuloza nie jest wykorzystywana do celów energetycznych, ale do strukturalnego wsparcia ścian komórkowych roślin.
Lipidy
Lipidy to biocząsteczki, które obejmują tłuszcze, oleje, fosfolipidy i steroidy. Mają różne struktury, ale wszystkie są dużymi cząsteczkami zbudowanymi z łańcuchów niepolarnych pierwiastków węgla i wodoru, co czyni je hydrofobowymi lub niekompatybilnymi z wodą. Tłuszcze i oleje nazywane są trójglicerydami, które składają się z monomerów zwanych kwasami tłuszczowymi i gliceryną. Trójglicerydy różnią się kształtem i długością w zależności od rodzaju i liczby wiązań węglowych i wodorowych. Te różnice decydują o tym, czy tłuszcz jest nasycony, nienasycony czy wielonienasycony. Fosfolipidy są bardzo podobne do trójglicerydów, z tym że zawierają grupę fosforanową. W naszym ciele trójglicerydy działają jako magazyn energii, a fosfolipidy są wykorzystywane do tworzenia błon komórkowych.
Białka
Białka to bardzo duża, złożona i zróżnicowana grupa cząsteczek. Białka to polimery zbudowane z łańcuchów monomerów zwanych aminokwasami, które są złożone w różne struktury. Istnieje 20 różnych aminokwasów, które są strukturami utworzonymi przez grupy chemiczne aminowe i karboksylowe, a także jeden z 20 regionów zmiennych zwanych grupą R lub strukturą łańcucha bocznego. Istnieją cztery poziomy struktury białek: pierwszorzędowe, drugorzędowe, trzeciorzędowe i czwartorzędowe, przy czym każdy poziom zwiększa złożoność fałdowania i łączenia między łańcuchami aminokwasów. Ostatecznie złożony kształt polimerów jest tym, co określa funkcję białka w organizmie. Niektóre funkcje białek obejmują enzymy, przeciwciała, receptory hormonów, neuroprzekaźniki, strukturę włosów, paznokci i mięśni, metabolizm, ruch i inne.
Kwasy nukleinowe
Kwasy nukleinowe to cząsteczki zawierające kwas dezoksyrybonukleinowy (DNA) i kwas rybonukleinowy (RNA). Kwasy nukleinowe składają się z łańcuchów monomerów zwanych nukleotydami, które są strukturami chemicznymi zawierającymi pierścień cukrowy z węglem 5, grupę fosforanów i jedną z czterech zasad zawierających azot: adeninę (A), guaninę (G), cytozynę (C) lub tymidyna (T). W RNA tymidynę zastępuje uracyl (U). DNA składa się z dwóch długich łańcuchów tych monomerów w różnej kolejności, w podwójnej helisie lub skręconej. RNA różni się od DNA tym, że ma tylko jeden pasek i zawiera cząsteczkę cukru rybozy zamiast cząsteczki dezoksyrybozy. DNA dostarcza genetycznych instrukcji lub diagramów wszystkich czynności komórkowych w organizmie. DNA jest transkrybowane na RNA, które z kolei tworzy białka.
