Биомолекула биология

Биомолекула, также называемая биологической молекулой, представляет собой любое из многочисленных веществ, которые вырабатываются клетками и живыми организмами. Биомолекулы имеют широкий диапазон размеров и структур и выполняют широкий спектр функций. Четыре основных типа биомолекул - это углеводы, липиды, нуклеиновые кислоты и белки.

Среди биомолекул нуклеиновые кислоты, а именно ДНК и РНК, обладают уникальной функцией хранения генетического кода организма - последовательности нуклеотидов, которая определяет аминокислотную последовательность белков, которые имеют решающее значение для жизни на Земле. В белке может быть 20 разных аминокислот; порядок, в котором они происходят, играет основополагающую роль в определении структуры и функции белка. Сами белки являются основными структурными элементами клеток. Они также служат в качестве переносчиков, перемещая питательные вещества и другие молекулы внутрь и из клеток, а также в качестве ферментов и катализаторов для подавляющего большинства химических реакций, происходящих в живых организмах. Белки также образуют антитела и гормоны, и они влияют на активность генов.

Точно так же углеводы, которые состоят в основном из молекул, содержащих атомы углерода, водорода и кислорода, являются важными источниками энергии и структурными компонентами всей жизни, и они являются одними из самых распространенных биомолекул на Земле. Они построены из четырех типов сахарных единиц - моносахаридов, дисахаридов, олигосахаридов и полисахаридов. Липиды, еще одна ключевая биомолекула живых организмов, выполняют различные функции, в том числе служат источником накопленной энергии и действуют как химические посредники. Они также образуют мембраны, которые отделяют клетки от окружающей среды и разделяют внутреннюю часть клетки, в результате чего образуются органеллы, такие как ядро ​​и митохондрия, в высших (более сложных) организмах.

All biomolecules share in common a fundamental relationship between structure and function, which is influenced by factors such as the environment in which a given biomolecule occurs. Lipids, for example, are hydrophobic (“water-fearing”); in water, many spontaneously arrange themselves in such a way that the hydrophobic ends of the molecules are protected from the water, while the hydrophilic ends are exposed to the water. This arrangement gives rise to lipid bilayers, or two layers of phospholipid molecules, which form the membranes of cells and organelles. In another example, DNA, which is a very long molecule—in humans, the combined length of all the DNA molecules in a single cell stretched end to end would be about 1.8 metres (6 feet), whereas the cell nucleus is about 6 μm (6 10^-6 metre) in diameter—has a highly flexible helical structure that allows the molecule to become tightly coiled and looped. This structural feature plays a key role in enabling DNA to fit in the cell nucleus, where it carries out its function in coding genetic traits.