Βιοχημεία

Τα βιολογικά πολυμερή μπορεί να έχουν από δεκάδες χιλιάδες έως δεκάδες εκατομμύρια άτομα ή και περισσότερα. Αυτά τα πολυμερή αποτελούνται από πολλά μικρά μόρια, καθένα από τα οποία δεν έχει περισσότερα από πενήντα άτομα. Αυτά τα μικρά μόρια αποτελούνται σχεδόν αποκλειστικά από άνθρακα, υδρογόνο, οξυγόνο και άζωτο. Περιέχουν επίσης θείο, φώσφορο και λίγα άλλα άτομα, τα οποία είναι κρίσιμα για τη βιολογική λειτουργία αυτών των πολυμερών.

Υπάρχουν τέσσερις τύποι μακρομορίων.

Νουκλεϊκά οξέα

Τα νουκλεϊκά οξέα είναι μόρια μακράς αλυσίδας που είναι δύο ειδών: DNA και RNA. Τα δομικά τους στοιχεία ονομάζονται νουκλεοτίδια.

Το DNA βρίσκεται σε κάθε κύτταρο. Περιέχει τις πληροφορίες που απαιτούνται για την παραγωγή όλων των νουκλεϊκών οξέων και όλων των πρωτεϊνών. Βρίσκεται ενωμένο σε διπλή έλικα. Είναι η ουσία της κληρονομικότητας και περιέχει τις πληροφορίες που η ζωή μεταβιβάζει από γενιά σε γενιά.

Το RNA ενεργεί για να κάνει τις πληροφορίες από το DNA να λειτουργήσουν μέσα στα κύτταρα του σώματος. Για την παραγωγή μιας συγκεκριμένης πρωτεΐνης οι πληροφορίες του DNA μεταφέρονται σε ένα μόριο RNA. Ένα άλλο μόριο RNA χρησιμοποιεί αυτή την πληροφορία ως σύνολο οδηγιών για την παραγωγή της πρωτεΐνης. Το RNA που φτιάχνει την πρωτεΐνη ονομάζεται ριβόσωμα και δρα ως ριβόζυμο αυξάνοντας κατά πολύ την ταχύτητα με την οποία τα επιμέρους αμινοξέα συνδέονται μεταξύ τους για να σχηματίσουν την πρωτεΐνη.

Πρωτεΐνες

Οι πρωτεΐνες είναι πολυμερή αμινοξέων. Υπάρχουν είκοσι διαφορετικοί κοινοί τύποι αμινοξέων.

Σε γενικές γραμμές, οι πρωτεΐνες έχουν δύο είδη λειτουργίας. Η πρώτη είναι δομική: αποτελούν πολλές από τις βασικές δομές των κυττάρων και των ιστών. Οι μύες, τα μαλλιά και το δέρμα αποτελούνται κυρίως από πρωτεΐνες. Η δεύτερη είναι λειτουργική: ως ένζυμα επιταχύνουν σημαντικά τις χημικές αντιδράσεις σε ένα ζωντανό κύτταρο. Όλη η κυτταρική ζωή αποτελείται από χίλιες, ή περισσότερες, χημικές αντιδράσεις, που ονομάζονται μεταβολισμός, οι οποίες μετατρέπουν τα μόρια που καταναλώνονται σε ενέργεια ή σε άλλα μόρια που χρειάζεται το κύτταρο για να επιβιώσει. Η λειτουργία των πρωτεϊνών είναι να επιταχύνουν αυτές τις αντιδράσεις, συχνά πάνω από ένα εκατομμύριο φορές ταχύτερα. Επιπλέον, προκαλούν την πραγματοποίηση χημικών αντιδράσεων που δεν θα γίνονταν χωρίς τη δράση της πρωτεΐνης.

Υδατάνθρακες

Οι υδατάνθρακες περιλαμβάνουν τα σάκχαρα και τα άμυλα.

Τα σάκχαρα είναι οι απλούστεροι υδατάνθρακες. Οι μονοσακχαρίτες είναι "απλά σάκχαρα", όπως η γλυκόζη και η φρουκτόζη. Οι δισακχαρίτες είναι δύο μονοσακχαρίτες ενωμένοι μεταξύ τους. Η επιτραπέζια ζάχαρη (ζάχαρη από ζαχαροκάλαμο) είναι δισακχαρίτης της γλυκόζης και της φρουκτόζης. Οι πολυσακχαρίτες αποτελούνται από πολλούς μονοσακχαρίτες ενωμένους μεταξύ τους. Η συντριπτική πλειονότητα των πολυσακχαριτών είναι πολυμερή της γλυκόζης και είναι δύο τύπων: άμυλο και κυτταρίνη. Το άμυλο είναι η λευκή ουσία των δημητριακών, των πατατών, των μήλων και του ψωμιού και είναι μια εύκολα διαθέσιμη πηγή ενέργειας για τον οργανισμό. Η κυτταρίνη είναι το δομικό υλικό που συγκρατεί όλα τα φυτά. Το μισό από το υλικό από το οποίο αποτελείται το ξύλο είναι κυτταρίνη.

Οι υδατάνθρακες έχουν διάφορες λειτουργίες στο σώμα, αλλά η πιο σημαντική είναι να λειτουργούν ως έτοιμη πηγή ενέργειας για το μεταβολισμό των κυττάρων. Σπάζοντας τους χημικούς δεσμούς των υδατανθράκων, απελευθερώνεται ενέργεια που μπορεί να χρησιμοποιηθεί από τον οργανισμό.

Λιπίδια

Τα λιπίδια είναι τα λίπη και τα κεριά. Τα κορεσμένα λιπίδια περιέχουν απλούς δεσμούς και βρίσκονται στο βούτυρο και το λαρδί. Τα ακόρεστα λιπίδια έχουν έναν ή περισσότερους διπλούς δεσμούς και βρίσκονται συχνά στα έλαια. Το ανθρώπινο σώμα αποθηκεύει τα λιπίδια ως πηγή ενέργειας. Όταν το σώμα χρειάζεται μεγάλη ποσότητα ενέργειας, τα μόρια των λιπιδίων διασπώνται για να απελευθερωθεί η ενέργεια αυτή.

• Κατάλογος θεμάτων βιοχημείας
• Οργανική χημεία