Біомолекули

Біомолекули - це органічні речовини, які синтезуються живими організмами. До складу біомолекул включають білки, полісахариди, нуклеїнові кислоти, а також більш дрібні компоненти обміну речовин. Біомолекули складаються з атоміввуглецю, водню, азоту, кисню, а також фосфору і сірки. Інші атоми входять до складу біологічно значущих речовин значно рідше.

1. Класифікація

Серед біомолекул виділяють:

• Малі молекули:

  • Ліпіди ( жири), фосфоліпіди, гліколіпіди, стероли, гліцероліпіди

  • Вітаміни

  • Гормони, нейромедіатори

  • Метаболіти

• Мономери, олігомери і полімери

Мономери	Олігомери	Біополімери
Амінокислоти	Олігопептиди	Поліпептиди, білки
Моносахариди	Олігосахариди	Полісахариди ( крохмаль, целюлоза)
Нуклеотиди	Олігонуклеотиди	Полінуклеотіди, ( ДНК, РНК)

2. Нуклеозиди та нуклеотиди

Нуклеозиди утворюються при приєднанні азотистої основи до цукру рибозу, прикладами нуклеозидів є цітідін, уридин, аденозин, гуанозин, тимідину та інозин.

Нуклеозиди в клітинах можуть бути фосфорильованого кіназами, при цьому утворюються нуклеотиди. ДНК і РНК є лінійними полімерами, що складаються з відносно низькомолекулярних мономерів - нуклеотидів, з'єднаних між собою фосфодіефірнимі зв'язками. ^[1]

Нуклеотиди можуть бути джерелами енергії, запасеної в хімічних зв'язках ( АТР), брати участь в передачі сигналу всередині клітини ( cGMP, cAMP), бути компонентами кофакторів ферментів ( кофермент А, FAD, NAD). ^[2]

3. Цукру

Моносахариди - найпростіші вуглеводи, зазвичай містять альдегідну або кето-групу. ^[3] Наявність в структурі альдегідної групи позначається приставкою "Альдо-", а кето-групи - "кето-". ^[1] Прикладами моносахаридів є гексози - глюкоза,фруктоза, галактоза і пентози - рибоза і дезоксирибоза. ^[3]

Дисахариди утворюються при з'єднанні двох молекул простих цукрів, при цьому відщеплюється одна молекула води. Дисахариди можуть бути гідролізувати до відповідних моносахаридів розведеними розчинами кислот або відповідними ферментами. ^[1] Представниками дисахаридів є сахароза, мальтоза і лактоза.

Полісахариди є складними цукрами, полімерами моносахаридів. Представниками полісахаридів є крохмаль, целюлоза і глікоген. Молекули полісахаридів зазвичай мають розгалужену структуру. Як правило, полісахариди нерозчинні або малорозчинні у воді, однак може відбуватися гідратація їх гідроксильних груп, в такому випадку при нагріванні у водному середовищі полісахарид утворює колоїд. ^[1] Більш короткі полісахариди, що складаються з 2-10 мономерів, називаютьолігосахарідамі. ^[4]

4. Лігнін

Лігнін - це нерегулярний біополімер, що складається з ароматичних кілець, з'єднаних короткими (від одного до трьох атомів вуглецю) вуглецевими ланцюгами. Лігнін є другим за значенням біополімерів після целюлози, і є одним із структурних компонентів рослин. ^[5] Лігнін є рацематом, тобто не володіє оптичною активністю, не поляризує світло. Ця особливість лігніну викликана тим, що його полімеризація відбувається по вільно-радикальному механізму.

5. Ліпіди

Ліпіди в основному представлені складними ефірами жирних кислот і є важливими компонентами клітинних мембран. Також ліпіди виконують функцію запасу енергії, наприклад, тригліцериди. Більшість молекул ліпідів складається згідрофільній головки і від одного до трьох гідрофобних хвостів жирних кислот, тому ліпіди є амфіфільних речовинами.

У клітинних мембранах представлені наступні класи ліпідів:

• Гліколіпіди - містять олігосахариди

• Фосфоліпіди - головка яких містить позитивно заряджені групи, пов'язану з гідрофобним хвостом через негативно заряджений фосфат

• Стероли - головка містить плоске стероидное кільце, наприклад, холестерин

Також до ліпідів відносять простагландини та лейкотрієни, 20-вуглецеві молекули, синтезовані з арахідонової кислоти.