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生体分子の分類と主な機能
の 生体分子 それらは生き物の中で生成される分子です。接頭辞「bio」は人生を意味します。したがって、生体分子は生物によって生成される分子です。生物は生命に必要なさまざまな機能を果たすさまざまな種類の分子によって形成されています.
自然界では、相互作用し、場合によっては要素を交換する、生物的（生きている）および非生物的（生きていない）システムがあります。すべての生き物が共通して持っている特徴は、それらが有機的であるということです。.
生体分子はまた、炭素以外に他の原子を共有している。これらの原子は主に水素、酸素、窒素、リンおよび硫黄を含む。これらの要素は生体分子の主成分であるため、生体要素とも呼ばれます。.
しかしながら、少量ではあるが、いくつかの生体分子にも存在する他の原子がある。これらは通常、とりわけカリウム、ナトリウム、鉄およびマグネシウムなどの金属イオンである。したがって、生体分子は、有機または無機の2種類になります。.
したがって、有機体は炭素をベースにした多くの種類の分子、例えば糖、脂肪、タンパク質および核酸から構成されている。しかしながら、炭素系でもあり生体分子の一部ではない他の化合物がある。.
炭素を含むが生物系には見られないこれらの分子は、地球の地殻、湖、海、海、そして大気中に見られます。自然界におけるこれらの元素の動きは、生物地球化学的サイクルとして知られているものに記載されています。.
自然界に見られるこれらの単純な有機分子は、生命の基本構造の一部である最も複雑な生体分子、すなわち細胞を生み出したものであると考えられています。以上が非生物的合成の理論として知られているものです.
索引
- 1生体分子の分類と機能
- 1.1無機生体分子
- 1.2有機生体分子
- 2参考文献
生体分子の分類と機能
生体分子は大きさと構造が多様であり、それが生命に必要な様々な機能の実行のためにそれらに独特の特徴を与える。したがって、生体分子は、とりわけ情報記憶、エネルギー源、支持体、細胞代謝として作用する。.
生体分子は、炭素原子の有無に基づいて、2つの大きなグループに分類できます。.
無機生体分子
それらはすべて生き物に存在していて、それらの分子構造に炭素を含まないすべての分子です。無機分子は他の（生きていない）自然界のシステムにも見られます。.
無機生体分子の種類は以下の通りです。
水
それは生き物の主要かつ基本的な構成要素であり、それは２つの水素原子に結合した酸素原子により形成される分子である。水は生命の存在に不可欠であり、最も一般的な生体分子です。.
体温調節や物質の輸送など、いくつかの重要な機能を実行する必要があるため、生物の50〜95％は水です。.
ミネラル塩
それらは水中で完全に分離する反対の電荷を持つ原子によって形成された単純な分子です。例：塩素原子（負に荷電）とナトリウム原子（正に荷電）で形成された塩化ナトリウム.
ミネラル塩は、脊椎動物の骨や無脊椎動物の外骨格などの硬い構造の形成に関与しています。これらの無機生体分子は、多くの重要な細胞機能を果たすためにも必要です。.
ガス
それらは気体の形をしている分子です。それらは動物の呼吸と植物の光合成の基本です。.
これらのガスの例は以下の通りである。 ２つの酸素原子に結合した炭素原子によって形成される二酸化炭素。両方の生体分子は、生き物が彼らの環境と作る気体交換に参加します.
有機生体分子
有機生体分子は、その構造内に炭素原子を含む分子です。有機分子は、非生物系の一部として自然界に分布していることもわかり、バイオマスとして知られるものを構成しています。.
有機生体分子の種類は次のとおりです。
炭水化物
炭水化物は、おそらく自然界で最も豊富で広範な有機物質であり、そしてすべての生物の必須成分です。.
炭水化物は、光合成の過程で二酸化炭素と水から緑色植物によって生産されます。.
これらの生体分子は主に炭素、水素および酸素原子で構成されています。それらは炭水化物または糖類としても知られており、そしてそれらはエネルギー源としておよび生物の構造成分として機能する。.
- 単糖類
単糖類は最も単純な炭水化物であり、しばしば単糖と呼ばれます。それらはすべての最も大きい炭水化物がそれから形成される基本的なビルディングブロックです.
単糖は、一般的な分子式（CH 2 O）nを有し、ここでnは3、5または6であり得る。したがって、単糖は、分子中に存在する炭素原子の数に従って分類することができる。
ｎ ＝ ３の場合、分子はトリオースである。例：グリセルアルデヒド.
ｎ ＝ ５の場合、分子はペントースである。例：リボースとデオキシリボース.
ｎ ＝ ６の場合、分子はヘキソースである。例：フルクトース、グルコース、ガラクトース.
ペントースとヘキソースは2つの形式で存在することができます：周期的および非周期的。非環式形態では、それらの分子構造は２つの官能基、すなわちアルデヒド基またはケトン基を示す。.
アルデヒド基を含む単糖はアルドースと呼ばれ、ケトン基を持つ単糖はケトースと呼ばれます。アルドースは還元糖、ケトースは非還元糖です。.
しかしながら、水中ではペントースとヘキソースは主に環状の形で存在し、そしてこれらが結合してより大きな糖分子を形成するのはこの形である。.
- 二糖類
天然に見られる糖のほとんどは二糖類です。これらは、水を放出する縮合反応を介して、２つの単糖間にグリコシド結合を形成することによって形成される。この結合形成過程は２つの単糖単位を一緒に保持するためにエネルギーを必要とする。.
３つの最も重要な二糖類は、スクロース、ラクトースおよびマルトースです。それらは適切な単糖の縮合から形成される。スクロースは非還元糖であり、ラクトースとマルトースは還元糖です。.
二糖類は水に可溶ですが、拡散によって細胞膜を通過するのに非常に大きな生体分子です。この理由のために、それらは消化の間に小腸で分解されるので、それらの基本的な成分（すなわち単糖類）は血液にそして他の細胞に通過する.
単糖類は細胞によって非常に急速に使用されます。しかし、細胞がすぐにエネルギーを必要としない場合、それはより複雑なポリマーの形態でそれを貯蔵することができる。従って、単糖は細胞内で起こる縮合反応によって二糖に変換される。.
- オリゴ糖
オリゴ糖は、３から９単位の単糖（単糖）によって形成された中間体分子である。それらはより複雑な炭水化物（多糖類）を部分的に分解することによって形成される.
ほとんどの天然のオリゴ糖は植物に含まれており、マルトトリオースを除いて、人体はそれらを分解するのに必要な酵素を欠いているので、人間には難消化性です。.
大腸では、有益なバクテリアが発酵によってオリゴ糖を分解することができます。従ってそれらはあるエネルギーを提供する吸収性栄養素に変形される。オリゴ糖のある種の分解生成物は大腸の内層に有益な効果を及ぼします。.
オリゴ糖の例には、ラフィノース、マメ科植物由来の三糖、ならびにグルコース、フルクトースおよびガラクトースからなるいくつかのシリアルが含まれる。グルコーストリサッカリドであるマルトトリオースは、いくつかの植物や特定の節足動物の血液中で生成されます。.
- 多糖類
単糖類は一連の縮合反応を起こし、非常に大きな分子が形成されるまで鎖に次々に単位を付加する。これらは多糖類です.
多糖類の特性は、それらの分子構造のいくつかの要因に依存します：長さ、側方分岐、折りたたみ、そして鎖が「直鎖」か「ファンキー」か。多糖類の実例はいくつかあります.
デンプンは、エネルギーを貯蔵する方法として植物で生産されることが多く、α-グルコースポリマーで構成されています。ポリマーが分岐している場合はアミロペクチンと呼ばれ、分岐していない場合はアミロースと呼ばれます。.
グリコーゲンは動物のエネルギーを蓄える多糖類で、アミロペクチンから構成されています。したがって、植物中のデンプンは体内で分解してグルコースを生成し、それが細胞に入り代謝に使用されます。使用されていないグルコースは重合してグリコーゲン、エネルギー貯蔵庫を形成します.
脂質
脂質は別の種類の有機生体分子であり、その主な特徴は、それらが疎水性（それらは水をはじく）であり、そしてその結果としてそれらは水に不溶であることである。その構造に応じて、脂質は4つの主なグループに分類することができます。
- トリグリセリド
トリグリセリドは、三本鎖の脂肪酸に結合したグリセロールの分子によって形成される。脂肪酸は、一方の端にカルボン酸を含み、もう一方の端に炭化水素鎖とメチル基が続く直鎖状分子です。.
それらの構造に依存して、脂肪酸は飽和または不飽和であり得る。炭化水素鎖が単結合のみを含む場合、それは飽和脂肪酸である。逆に、この炭化水素鎖が一つ以上の二重結合を有する場合、脂肪酸は不飽和である.
このカテゴリーに含まれるのは油脂です。最初のものは植物のエネルギー貯蔵量であり、それらは不飽和を有しそして室温で液体である。対照的に、脂肪は動物のエネルギー貯蔵量であり、それらは室温で飽和した固体分子です。.
リン脂質
リン脂質は、２つの脂肪酸に結合したグリセロール分子を有するという点でトリグリセリドと類似している。違いは、リン脂質は、他の脂肪酸分子の代わりに、グリセロールの3番目の炭素にリン酸基を持つことです。.
これらの脂質は、それらが水と相互作用することができる方法のために非常に重要です。一端にリン酸基を有することにより、その領域で分子は親水性になる（水を引き付ける）。しかし、それは分子の残りの部分で疎水性のままです.
それらの構造のために、リン脂質は、リン酸基が水性媒体と相互作用するのに利用可能である一方、それらが内部に組織化する疎水性鎖は水から遠く離れているように組織化される傾向がある。したがって、リン脂質はすべての生体膜の一部です.
- ステロイド
ステロイドは、異なる官能基によって結合されている4つの縮合炭素環から構成されています。最も重要なものの1つはコレステロールです、それは生きている存在に不可欠です。それはとりわけエストロゲン、テストステロンおよびコルチゾンのようなある重要なホルモンの前駆物質です。.
- ワックス
ワックスは保護機能を持つ脂質の小グループです。それらは木の葉、鳥の羽、いくつかの哺乳類の耳、そして外部環境から隔離されるか保護される必要がある場所にあります。.
核酸
核酸は、生物における遺伝情報の主要な輸送分子です。その主な機能は、各生物の遺伝的特徴を決定するタンパク質合成の過程を指示することです。それらは炭素、水素、酸素、窒素およびリン原子で構成されています.
核酸は、ヌクレオチドと呼ばれるモノマーの繰り返しによって形成されるポリマーである。各ヌクレオチドはペントース糖（５個の炭素）に結合した窒素を含有する芳香族塩基からなり、それは今度はリン酸基に結合している。.
２つの主なクラスの核酸はデオキシリボ核酸（ＤＮＡ）およびリボ核酸（ＲＮＡ）である。 DNAは種のすべての情報を含む分子であるため、すべての生物およびほとんどのウイルスに存在しています。.
RNAは特定のウイルスの遺伝物質ですが、すべての生細胞にも見られます。そこに彼はタンパク質の製造などの特定のプロセスで重要な役割を果たしています.
各核酸は、窒素を含む５つの可能性のある塩基のうちの４つを含む：アデニン（Ａ）、グアニン（Ｇ）、シトシン（Ｃ）、チミン（Ｔ）およびウラシル（Ｕ）。 ＤＮＡはアデニン、グアニン、シトシンおよびチミンの塩基を有するが、ＲＮＡはチミンを除いて同じものを有し、これはＲＮＡにおいてウラシルに置き換えられる。.
- デオキシリボ核酸（DNA）
ＤＮＡ分子は、ホスホジエステル結合と呼ばれる結合によって連結された２本のヌクレオチド鎖からなる。各鎖はらせんの形の構造を有する。二本のらせんが絡み合って二重らせんを形成する。塩基はプロペラの内側にあり、リン酸基は外側にあります.
このＤＮＡは、リン酸に結合した糖デオキシリボースの主鎖と、４つの窒素含有塩基：アデニン、グアニン、シトシンおよびチミンからなる。塩基対が二本鎖DNA中に形成される：アデニンは常にチミン（A-T）に結合し、グアニンはシトシン（G-C）に結合する.
２つのヘリックスは、水素結合によってヌクレオチドの塩基を合わせることによって一緒に保持されている。構造は時々砂糖およびリン酸鎖が側面でありそして塩基 - 塩基結合がラングである梯子として記述される.
この構造は、分子の化学的安定性とともに、DNAを遺伝情報を伝達するのに理想的な材料にします。細胞が分裂すると、そのDNAはコピーされ、ある世代の細胞から次の世代の細胞に移ります。.
- リボ核酸（RNA）
ＲＮＡは、その構造がヌクレオチドの単鎖：アデニン、シトシン、グアニンおよびウラシルによって形成されている核酸のポリマーである。 ＤＮＡと同様に、シトシンは常にグアニン（Ｃ − Ｇ）に結合するが、アデニンはウラシル（Ａ − Ｕ）に結合する。.
細胞内での遺伝情報の伝達における最初の仲介者です。遺伝コードに含まれる情報は通常DNAからRNAへ、そしてそれからタンパク質へと伝達されるので、RNAはタンパク質の合成に不可欠です。.
いくつかのＲＮＡはまた、細胞代謝において直接的な機能を有する。 ＲＮＡは遺伝子と呼ばれるＤＮＡセグメントの塩基配列を一本鎖の核酸部分にコピーすることにより得られる。転写と呼ばれるこのプロセスは、RNAポリメラーゼと呼ばれる酵素によって触媒されます.
RNAにはいくつかの種類がありますが、主に3つです。1つはメッセンジャーRNAで、これは転写によってDNAから直接コピーされるものです。 2番目のタイプは、トランスファーRNAです。これは、タンパク質合成のために正しいアミノ酸をトランスファーするものです。.
最後に、他のクラスのRNAは、いくつかのタンパク質と一緒になって、細胞の全タンパク質の合成を担う細胞小器官であるリボソームを形成するリボソームRNAです。.
タンパク質
タンパク質は、多くの重要な機能を果たし、細胞内でほとんどの働きをする大きくて複雑な分子です。それらは生き物の構造、機能そして規制に必要です。それらは炭素、水素、酸素および窒素原子からなる.
タンパク質は、アミノ酸と呼ばれる小さな単位で構成され、ペプチド結合によって互いに結合して長鎖を形成しています。アミノ酸は非常に特定の物理化学的性質を持つ小さな有機分子です、20種類があります.
アミノ酸配列は各タンパク質の独特の三次元構造およびその特異的機能を決定する。実際、個々のタンパク質の機能は、複雑な立体構造を生成する相互作用を決定する独自のアミノ酸配列と同じくらい変化しています。.
多彩な機能
タンパク質は、アクチンのような細胞のための構造的成分および運動成分であり得る。 DNAを合成する酵素であるDNAポリメラーゼなど、細胞内での生化学反応を促進することによって機能するものもあります。.
その機能が生物に重要なメッセージを伝達することである他のタンパク質があります。例えば、成長ホルモンなどのいくつかの種類のホルモンは、異なる細胞、組織および器官の間の生物学的プロセスを調整するためにシグナルを伝達する.
いくつかのタンパク質は、細胞内の原子（または小分子）に結合して輸送する。そのようなものはフェリチンの場合であり、それはいくつかの有機体に鉄を貯蔵する原因となる。重要なタンパク質の他のグループは抗体であり、これは免疫系に属し、そして毒素および病原体の検出に関与する。.
したがって、タンパク質は、細胞内DNAから始まる遺伝情報のデコードプロセスの最終製品です。この信じられないほど多様な関数は、非常に多様な構造のセットを指定できる驚くほど単純なコードから派生したものです。.
参考文献
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