BIOMOLEKUL BUKAN ORGANIK: CIRI, FUNGSI, JENIS - BIOLOGI - 2026

The biomolekul bukan organik adalah sekumpulan besar konfigurasi molekul di dalam makhluk hidup. Secara definisi, struktur asas molekul bukan organik tidak terdiri daripada rangka karbon atau atom karbon terikat.

Walau bagaimanapun, ini tidak bermaksud bahawa sebatian anorganik mesti sama sekali tidak mengandungi karbon untuk dimasukkan ke dalam kategori hebat ini, melainkan bahawa karbon tidak boleh menjadi atom utama dan paling banyak dalam molekul. Sebatian bukan organik yang merupakan sebahagian daripada makhluk hidup terutamanya air dan rangkaian mineral pepejal atau larutan.

Sumber: Saya, Splette

Air - biomolekul anorganik yang paling banyak terdapat dalam organisma - mempunyai rangkaian ciri yang menjadikannya elemen penting untuk kehidupan, seperti titik didih tinggi, pemalar dielektrik tinggi, keupayaan untuk menampung perubahan suhu dan pH, antara yang lain.

Ion dan gas, sebaliknya, terhad kepada fungsi yang sangat spesifik dalam makhluk organik, seperti dorongan saraf, pembekuan darah, peraturan osmotik, antara lain. Di samping itu, mereka adalah kofaktor penting bagi enzim tertentu.

ciri

Ciri membezakan molekul bukan organik yang terdapat dalam bahan hidup adalah ketiadaan ikatan karbon-hidrogen.

Biomolekul ini agak kecil dan meliputi air, gas, dan sejumlah anion dan kation yang secara aktif berpartisipasi dalam metabolisme.

Klasifikasi dan fungsi

Molekul anorganik yang paling relevan dalam bahan hidup adalah, tanpa keraguan, air. Di samping itu, komponen anorganik lain terdapat dan dikelaskan kepada gas, anion dan kation.

Di dalam gas kita mempunyai oksigen, karbon dioksida dan nitrogen. Di anion terdapat klorida, fosfat, karbonat, antara lain. Dan di kation adalah natrium, kalium, amonium, kalsium, magnesium dan ion positif lain.

Di bawah ini kita akan menerangkan setiap kumpulan ini, dengan ciri dan fungsinya yang paling hebat dalam makhluk hidup.

-Air

Air adalah komponen anorganik yang paling banyak terdapat pada makhluk hidup. Telah diketahui secara umum bahawa kehidupan berkembang di persekitaran berair. Walaupun terdapat organisma yang tidak hidup di dalam perairan, persekitaran dalaman individu ini kebanyakannya bersifat hidrik. Makhluk hidup terdiri dari antara 60% dan 90% air.

Komposisi air dalam organisma yang sama boleh berbeza-beza, bergantung pada jenis sel yang dikaji. Sebagai contoh, sel dalam tulang rata-rata memiliki 20% air, sementara sel otak dapat mencapai 85% dengan mudah.

Air sangat penting kerana sebahagian besar tindak balas biokimia yang membentuk metabolisme individu berlaku di persekitaran berair.

Sebagai contoh, fotosintesis bermula dengan pemecahan komponen air dengan tindakan tenaga cahaya. Respirasi sel menghasilkan pengeluaran air dengan memotong molekul glukosa untuk pengambilan tenaga.

Laluan metabolik lain yang kurang dikenali juga melibatkan pengeluaran air. Sintesis asid amino dihasilkan oleh air.

Sifat air

Air mempunyai serangkaian ciri yang menjadikannya elemen yang tidak tergantikan di planet bumi, yang memungkinkan kejadian hidup yang indah. Di antara sifat-sifat ini kami ada:

Air sebagai pelarut: secara struktural, air terdiri dari dua atom hidrogen yang melekat pada atom oksigen, berkongsi elektron mereka melalui ikatan kovalen kutub. Oleh itu, molekul ini mempunyai hujung bermuatan, satu positif dan satu negatif.

Berkat penyesuaian ini, bahan tersebut disebut polar. Dengan cara ini, air dapat melarutkan zat dengan kecenderungan kutub yang sama, kerana bahagian positif menarik bahagian negatif molekul untuk larut dan sebaliknya. Molekul yang larut dalam air disebut hidrofilik.

Ingatlah bahawa dalam kimia, kita mempunyai peraturan bahawa "sama larut sama." Ini bermaksud bahawa bahan polar larut secara eksklusif pada bahan lain yang juga polar.

Sebagai contoh, sebatian ion, seperti karbohidrat dan klorida, asid amino, gas, dan sebatian lain dengan kumpulan hidroksil, mudah larut dalam air.

Pemalar dielektrik: pemalar dielektrik tinggi cecair penting juga merupakan faktor yang menyumbang untuk melarutkan garam anorganik di dalamnya. Pemalar dielektrik adalah faktor di mana dua cas tanda bertentangan dipisahkan sehubungan dengan vakum.

Panas air yang khusus: meredam perubahan suhu yang ganas adalah ciri penting bagi perkembangan kehidupan. Berkat kepanasan air yang tinggi, perubahan suhu stabil, mewujudkan persekitaran yang sesuai untuk kehidupan.

Haba spesifik yang tinggi bermaksud bahawa sel dapat menerima sejumlah besar haba dan suhu sel tidak meningkat dengan ketara.

Kohesi: Kohesi adalah sifat lain yang menghalang perubahan suhu secara tiba-tiba. Berkat muatan molekul air yang berlawanan, mereka saling menarik, mewujudkan apa yang disebut kohesi.

Perpaduan membolehkan suhu hidup tidak meningkat terlalu banyak. Tenaga haba memutuskan ikatan hidrogen antara molekul, bukannya mempercepat molekul individu.

Pengawalan PH: selain mengatur dan menjaga suhu tetap, air mampu melakukan hal yang sama dengan pH. Terdapat reaksi metabolik tertentu yang memerlukan pH tertentu agar dapat berlaku. Dengan cara yang sama, enzim juga memerlukan pH khusus untuk berfungsi dengan kecekapan maksimum.

Pengaturan pH berlaku berkat kumpulan hidroksil (-OH) yang digunakan bersama dengan ion hidrogen (H ⁺ ). Yang pertama berkaitan dengan pembentukan medium alkali, sementara yang kedua menyumbang kepada pembentukan medium asam.

Takat didih: takat didih air ialah 100 ° C. Sifat ini membolehkan air wujud dalam keadaan cair pada julat suhu yang luas, dari 0 ° C hingga 100 ° C.

Titik didih yang tinggi dijelaskan oleh kemampuan untuk membentuk empat ikatan hidrogen untuk setiap molekul air. Ciri ini juga menjelaskan titik lebur tinggi dan haba pengewapan, jika kita membandingkannya dengan hidrida lain, seperti NH ₃ , HF atau H ₂ S.

Ini memungkinkan wujudnya beberapa organisma Extremophilic. Sebagai contoh, terdapat organisma yang berkembang mendekati 0 ° C dan dipanggil psikrofil. Dengan cara yang sama, termofilik berkembang sekitar 70 atau 80 ° C.

Variasi ketumpatan: ketumpatan air berbeza dengan cara yang sangat khusus apabila suhu persekitaran berubah. Ice menunjukkan kisi kristal terbuka, berbeza dengan air dalam keadaan cair, ia menunjukkan organisasi molekul yang lebih rawak, lebih ketat dan padat.

Properti ini membolehkan ais melayang di atas air, bertindak sebagai penebat istilah dan memungkinkan kestabilan jisim lautan yang besar.

Sekiranya ini tidak berlaku, ais akan tenggelam di kedalaman laut, dan kehidupan, seperti yang kita ketahui, akan menjadi peristiwa yang sangat tidak mungkin, bagaimana kehidupan boleh timbul dalam jumlah besar ais?

Peranan ekologi air

Untuk menyelesaikan topik air, perlu disebutkan bahawa cecair penting tidak hanya mempunyai peranan yang relevan dalam makhluk hidup, tetapi juga membentuk persekitaran tempat mereka tinggal.

Lautan adalah takungan air terbesar di bumi, yang dipengaruhi oleh suhu, yang menggemari proses penyejatan. Sebilangan besar air berada dalam kitaran penyejatan dan pemendakan air yang berterusan, mewujudkan apa yang dikenali sebagai kitaran air.

-Gas

Sekiranya kita membandingkan fungsi air yang luas dalam sistem biologi, peranan molekul anorganik yang lain hanya terhad kepada peranan yang sangat spesifik.

Secara amnya, gas melalui sel dalam pengenceran berair. Kadang-kadang ia digunakan sebagai substrat untuk reaksi kimia, dan dalam kes lain, ia adalah produk sisa dari jalan metabolik. Yang paling relevan ialah oksigen, karbon dioksida dan nitrogen.

Oksigen adalah akseptor elektron terakhir dalam rantai pengangkutan organisma pernafasan aerobik. Juga, karbon dioksida adalah produk buangan pada haiwan dan substrat untuk tumbuhan (untuk proses fotosintetik).

-Ion

Seperti gas, peranan ion dalam organisma hidup nampaknya terbatas pada peristiwa yang sangat khusus, tetapi penting untuk fungsi individu yang betul. Mereka dikelaskan bergantung kepada casnya menjadi anion, ion dengan cas negatif, dan kation, ion dengan cas positif.

Sebilangan ini hanya diperlukan dalam jumlah yang sangat kecil, seperti komponen enzim logam. Yang lain diperlukan dalam jumlah yang lebih tinggi, seperti natrium klorida, kalium, magnesium, besi, yodium, antara lain.

Tubuh manusia terus kehilangan mineral ini, melalui air kencing, tinja, dan peluh. Komponen ini mesti dimasukkan kembali ke dalam sistem melalui makanan, terutama buah-buahan, sayur-sayuran, dan daging.

Fungsi ion

Kofaktor: Ion boleh bertindak sebagai kofaktor tindak balas kimia. Ion klorin mengambil bahagian dalam hidrolisis kanji oleh amilase. Kalium dan magnesium adalah ion penting untuk fungsi enzim yang sangat penting dalam metabolisme.

Pemeliharaan osmolariti: fungsi lain yang sangat penting adalah pemeliharaan keadaan osmotik yang optimum untuk pengembangan proses biologi.

Jumlah metabolit terlarut harus diatur dengan cara yang luar biasa, kerana jika sistem ini gagal, sel dapat meletup atau kehilangan sejumlah besar air.

Pada manusia, misalnya, natrium dan klorin adalah elemen penting yang menyumbang kepada pemeliharaan keseimbangan osmotik. Ion yang sama ini juga meningkatkan keseimbangan asid-basa.

Potensi membran: pada haiwan, ion secara aktif berpartisipasi dalam penghasilan potensi membran dalam membran sel yang terangsang.

Sifat elektrik membran mempengaruhi peristiwa penting, seperti kemampuan neuron untuk menghantar maklumat.

Dalam kes ini, membran bertindak serupa dengan kapasitor elektrik, di mana caj terkumpul dan disimpan berkat interaksi elektrostatik antara kation dan anion pada kedua sisi membran.

Pembahagian ion yang tidak simetri dalam larutan pada setiap sisi membran diterjemahkan menjadi potensi elektrik - bergantung kepada kebolehtelapan membran ke ion yang ada. Besarnya potensi dapat dikira dengan mengikuti persamaan Nernst atau Goldman.

Struktural: sebilangan ion melakukan fungsi struktur. Sebagai contoh, hidroksiapatit mengkondisikan struktur mikro tulang kristal. Sementara itu, kalsium dan fosforus adalah elemen yang diperlukan untuk pembentukan tulang dan gigi.

Fungsi lain: terakhir, ion mengambil bahagian dalam fungsi heterogen seperti pembekuan darah (oleh ion kalsium), penglihatan dan pengecutan otot.

Perbezaan antara biomolekul organik dan bukan organik

Kira-kira 99% komposisi makhluk hidup hanya merangkumi empat atom: hidrogen, oksigen, karbon dan nitrogen. Atom ini berfungsi sebagai kepingan atau blok, yang dapat disusun dalam berbagai konfigurasi tiga dimensi, membentuk molekul yang memungkinkan kehidupan.

Walaupun sebatian bukan organik cenderung kecil, sederhana dan tidak terlalu pelbagai, sebatian organik cenderung lebih terkenal dan bervariasi.

Di samping itu, kerumitan biomolekul organik meningkat kerana, selain kerangka karbon, mereka mempunyai kumpulan fungsional yang menentukan ciri kimia.

Walau bagaimanapun, kedua-duanya sama-sama diperlukan untuk perkembangan makhluk hidup yang optimum.

Penggunaan istilah organik dan bukan organik dalam kehidupan seharian

Setelah kita menjelaskan perbezaan antara kedua-dua jenis biomolekul, adalah perlu untuk menjelaskan bahawa kita menggunakan istilah ini dengan cara yang tidak jelas dan tidak tepat dalam kehidupan seharian.

Apabila kita menetapkan buah-buahan dan sayur-sayuran sebagai "organik" - yang sangat popular hari ini - ini tidak bermaksud produk selebihnya "tidak organik." Oleh kerana struktur unsur-unsur yang boleh dimakan ini adalah rangka karbon, definisi organik dianggap berlebihan.

Sebenarnya, istilah organik timbul dari kemampuan organisma untuk mensintesis sebatian ini.

Rujukan

1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2003). Biologi: Kehidupan di Bumi. Pendidikan Pearson.
2. Aracil, CB, Rodríguez, MP, Magraner, JP, & Pérez, RS (2011). Asas biokimia. Universiti Valencia.
3. Battaner Arias, E. (2014). Kompendium enzimologi. Edisi Universiti Salamanca.
4. Berg, JM, Stryer, L., & Tymoczko, JL (2007). Biokimia. Saya terbalik.
5. Devlin, TM (2004). Biokimia: buku teks dengan aplikasi klinikal. Saya terbalik.
6. Díaz, AP, & Pena, A. (1988). Biokimia. Pengarang Limusa.
7. Macarulla, JM, & Goñi, FM (1994). Biokimia manusia: kursus asas. Saya terbalik.
8. Macarulla, JM, & Goñi, FM (1993). Biomolekul: pelajaran dalam biokimia struktur. Saya terbalik.
9. Müller - Esterl, W. (2008). Biokimia. Asas perubatan dan sains hayat. Saya terbalik.
10. Teijón, JM (2006). Asas biokimia struktur. Tébar Pengarang.
11. Monge-Nájera, J. (2002). Biologi am. DILAYAN.