คุณสมบัติชีวโมเลกุลโมเลกุลนินทรีย์การจำแนกและตัวอย่าง

อนินทรีย์ชีวโมเลกุล มันประกอบไปด้วยกลุ่มโมเลกุลขนาดใหญ่ที่มีอยู่ในสิ่งมีชีวิต ตามคำนิยามโครงสร้างพื้นฐานของโมเลกุลอนินทรีย์ไม่ได้ประกอบด้วยโครงกระดูกคาร์บอนหรืออะตอมของคาร์บอนที่เชื่อมโยง.

อย่างไรก็ตามสิ่งนี้ไม่ได้หมายความว่าสารประกอบอนินทรีย์จะต้องปราศจากคาร์บอนทั้งหมดเพื่อรวมไว้ในหมวดหมู่ที่ยิ่งใหญ่นี้ แต่คาร์บอนนั้นจะต้องไม่เป็นอะตอมหลักและมีโมเลกุลมากที่สุดของโมเลกุล สารประกอบอนินทรีย์ที่เป็นส่วนหนึ่งของสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่เป็นน้ำและชุดของแร่ธาตุที่เป็นของแข็งหรือสารละลาย.

น้ำ - ชีวโมเลกุลอนินทรีย์ที่มีมากที่สุดในสิ่งมีชีวิต - มีคุณสมบัติหลายอย่างที่ทำให้มันเป็นองค์ประกอบที่จำเป็นสำหรับชีวิตเช่นจุดเดือดสูง, ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกสูง, ความสามารถในการรองรับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและ pH ระหว่าง คนอื่น ๆ.

ในทางกลับกันไอออนและก๊าซถูก จำกัด ให้ทำหน้าที่เฉพาะอย่างมากภายในสิ่งมีชีวิตอินทรีย์เช่นแรงกระตุ้นประสาทการแข็งตัวของเลือดการควบคุมออสโมติก นอกจากนี้ยังเป็นปัจจัยสำคัญของเอนไซม์บางชนิด.

ดัชนี

• 1 ลักษณะ
• 2 การจำแนกประเภทและฟังก์ชั่น
  • 2.1 - น้ำ
  • 2.2- ก๊าซ
  • 2.3 -Iones
• 3 ความแตกต่างระหว่างโมเลกุลของสารอินทรีย์และอนินทรีย์
  • 3.1 การใช้คำอินทรีย์และอนินทรีย์ในชีวิตประจำวัน
• 4 อ้างอิง

คุณสมบัติ

คุณสมบัติที่โดดเด่นของโมเลกุลอนินทรีย์ที่พบในสิ่งมีชีวิตคือการไม่มีพันธะคาร์บอน - ไฮโดรเจน.

โมเลกุลชีวโมเลกุลเหล่านี้มีขนาดค่อนข้างเล็กและรวมถึงน้ำก๊าซและชุดแอนไอออนและไอออนบวกที่มีส่วนร่วมอย่างแข็งขันในการเผาผลาญ.

การจำแนกประเภทและฟังก์ชั่น

โมเลกุลของสารอนินทรีย์ที่เกี่ยวข้องที่สุดในสิ่งมีชีวิตคือน้ำ นอกจากนี้ส่วนประกอบอนินทรีย์อื่น ๆ ก็มีอยู่และถูกจำแนกออกเป็นก๊าซแอนไอออนและไพเพอร์.

ภายในก๊าซเรามีออกซิเจนคาร์บอนไดออกไซด์และไนโตรเจน ในแอนไอออนคือคลอไรด์ฟอสเฟตคาร์บอเนตและอื่น ๆ และในไพเพอร์ ได้แก่ โซเดียมโพแทสเซียมแอมโมเนียมแคลเซียมแมกนีเซียมและไอออนบวกอื่น ๆ.

ต่อไปเราจะอธิบายแต่ละกลุ่มเหล่านี้ด้วยคุณสมบัติที่โดดเด่นที่สุดและหน้าที่ของพวกเขาภายในสิ่งมีชีวิต.

-เรื่องของน้ำ

น้ำเป็นองค์ประกอบอนินทรีย์ที่มีมากที่สุดในสิ่งมีชีวิต เป็นที่ทราบกันโดยทั่วไปว่าชีวิตพัฒนาขึ้นในสื่อที่เป็นน้ำ แม้ว่าจะมีสิ่งมีชีวิตที่ไม่ได้อาศัยอยู่ในร่างกายของน้ำสภาพแวดล้อมภายในของบุคคลเหล่านี้ส่วนใหญ่เป็นน้ำ สิ่งมีชีวิตประกอบด้วย 60% ถึง 90% ของน้ำ.

องค์ประกอบของน้ำในสิ่งมีชีวิตเดียวกันสามารถเปลี่ยนแปลงได้ขึ้นอยู่กับชนิดของเซลล์ที่ศึกษา ตัวอย่างเช่นเซลล์ในกระดูกโดยเฉลี่ยแล้วน้ำ 20% ในขณะที่เซลล์สมองสามารถเข้าถึง 85% ได้อย่างง่ายดาย.

น้ำมีความสำคัญมากเนื่องจากปฏิกิริยาทางชีวเคมีส่วนใหญ่ที่ประกอบกันเป็นเมตาบอลิซึมของบุคคลเกิดขึ้นในตัวกลางที่เป็นน้ำ.

ตัวอย่างเช่นการสังเคราะห์ด้วยแสงเริ่มต้นด้วยการแยกส่วนประกอบของน้ำโดยการกระทำของพลังงานแสง การหายใจของเซลล์ส่งผลให้เกิดการผลิตน้ำโดยการแยกโมเลกุลของกลูโคสเพื่อให้เกิดการสกัดพลังงาน.

เส้นทางการเผาผลาญที่รู้จักกันน้อยกว่าอื่น ๆ ยังเกี่ยวข้องกับการผลิตน้ำ การสังเคราะห์กรดอะมิโนมีน้ำเป็นผลิตภัณฑ์.

คุณสมบัติของน้ำ

น้ำมีคุณลักษณะหลายอย่างที่ทำให้ธาตุนี้ไม่สามารถถูกแทนที่บนโลกได้ทำให้เกิดเหตุการณ์ที่น่าอัศจรรย์ ในบรรดาคุณสมบัติเหล่านี้เรามี:

น้ำเป็นตัวทำละลาย: โครงสร้างน้ำประกอบด้วยอะตอมไฮโดรเจนสองอะตอมที่ยึดติดกับอะตอมออกซิเจนแบ่งปันอิเล็กตรอนผ่านพันธะโควาเลนต์ขั้วโลก ดังนั้นโมเลกุลนี้มีประจุสิ้นสุดหนึ่งบวกและลบหนึ่ง.

ต้องขอบคุณโครงสร้าง แถบขั้วโลก. ด้วยวิธีนี้น้ำสามารถละลายสารที่มีแนวโน้มขั้วเดียวกันเนื่องจากส่วนที่เป็นบวกจะดึงดูดเชิงลบของโมเลกุลที่จะละลายและในทางกลับกัน โมเลกุลที่น้ำสามารถละลายได้นั้นเรียกว่าไฮโดรฟิลิก.

จำได้ว่าในวิชาเคมีเรามีกฎว่า "สิ่งเดียวกันละลาย" ซึ่งหมายความว่าสารขั้วโลกละลายเฉพาะในสารอื่น ๆ ที่มีขั้ว.

ตัวอย่างเช่นสารประกอบไอออนิกเช่นคาร์โบไฮเดรตและคลอไรด์กรดอะมิโนก๊าซและสารประกอบอื่น ๆ ที่มีกลุ่มไฮดรอกซิลสามารถละลายได้ง่ายในน้ำ.

คงเป็นฉนวน: ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกสูงของของเหลวที่สำคัญยังเป็นปัจจัยที่ช่วยในการละลายเกลืออนินทรีย์ในเต้านม ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกคือปัจจัยที่ค่าประจุของเครื่องหมายตรงข้ามสองค่าถูกแยกออกจากสุญญากาศ.

ความร้อนเฉพาะของน้ำ: การรองรับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรุนแรงเป็นคุณสมบัติที่ขาดไม่ได้สำหรับการพัฒนาชีวิต ด้วยความร้อนที่เฉพาะเจาะจงสูงของน้ำอุณหภูมิจะเปลี่ยนแปลงอย่างคงที่สร้างสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมสำหรับชีวิต.

ความร้อนจำเพาะสูงหมายความว่าเซลล์สามารถรับความร้อนจำนวนมากและอุณหภูมิไม่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ.

การทำงานร่วมกัน: การเกาะติดกันเป็นอีกคุณสมบัติหนึ่งที่ป้องกันการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลัน ต้องขอบคุณโมเลกุลของน้ำที่มีปฏิกริยากันพวกมันดึงดูดซึ่งกันและกันและสร้างสิ่งที่เรียกว่าการทำงานร่วมกัน.

การทำงานร่วมกันช่วยให้อุณหภูมิของสิ่งมีชีวิตไม่เพิ่มขึ้นมากเกินไป พลังงานความร้อนแบ่งพันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุลแทนการเร่งแต่ละโมเลกุล.

การควบคุมค่า PH: นอกเหนือจากการควบคุมและรักษาอุณหภูมิคงที่แล้วน้ำยังสามารถทำเช่นเดียวกันกับค่า pH มีปฏิกิริยาเมแทบอลิซึมบางอย่างที่ต้องการค่า pH เฉพาะเพื่อให้สามารถดำเนินการได้ ในทำนองเดียวกันเอนไซม์ยังต้องการค่า pH เฉพาะเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุด.

การควบคุมค่า pH เกิดขึ้นได้จากกลุ่มไฮดรอกซิล (-OH) ที่ใช้ร่วมกับไฮโดรเจนไอออน (H)⁺) ครั้งแรกที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของกลางอัลคาไลน์ในขณะที่สองก่อให้เกิดการก่อตัวของสื่อที่เป็นกรด.

จุดเดือด: จุดเดือดของน้ำคือ 100 ° C คุณสมบัตินี้ช่วยให้น้ำอยู่ในสถานะของเหลวในช่วงอุณหภูมิกว้างตั้งแต่ 0 ° C ถึง 100 ° C.

จุดเดือดสูงนั้นสามารถอธิบายได้ด้วยความสามารถในการสร้างพันธะไฮโดรเจนสี่ต่อโมเลกุลน้ำ คุณลักษณะนี้ยังอธิบายถึงจุดหลอมเหลวสูงและความร้อนของการระเหยกลายเป็นไอถ้าเราเปรียบเทียบกับไฮไดรด์อื่น ๆ เช่น NH₃, HF หรือ H₂S.

สิ่งนี้ช่วยให้การดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิต extremophile ตัวอย่างเช่นมีสิ่งมีชีวิตที่พัฒนาอยู่ใกล้ 0 ° C และเรียกว่าpsychrofílos ในทำนองเดียวกัน thermophilics จะพัฒนาใกล้ 70 หรือ 80 ° C.

การเปลี่ยนแปลงของความหนาแน่น: ความหนาแน่นของน้ำแตกต่างกันไปในลักษณะเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเปลี่ยนอุณหภูมิของสภาพแวดล้อม น้ำแข็งนำเสนอเครือข่ายผลึกแบบเปิดในทางตรงกันข้ามกับน้ำในสถานะของเหลวแสดงถึงการจัดระเบียบโมเลกุลแบบสุ่มที่แน่นและหนาแน่นมากขึ้น.

คุณสมบัตินี้ช่วยให้น้ำแข็งลอยอยู่ในน้ำทำหน้าที่เป็นฉนวนกันความร้อนและให้ความมั่นคงของมวลมหาสมุทรขนาดใหญ่.

หากสิ่งนี้ไม่เป็นเช่นนั้นน้ำแข็งก็จะจมลงไปในทะเลลึกและชีวิตอย่างที่เรารู้มันน่าจะเป็นเหตุการณ์ที่ไม่น่าเป็นไปได้อย่างยิ่งว่าชีวิตจะเกิดขึ้นได้อย่างไรในน้ำแข็งจำนวนมาก?

บทบาททางนิเวศวิทยาของน้ำ

เพื่อจบลงด้วยธีมของน้ำจำเป็นต้องพูดถึงว่าของเหลวที่สำคัญไม่เพียง แต่มีบทบาทที่เกี่ยวข้องในสิ่งมีชีวิตเท่านั้น แต่ยังช่วยกำหนดสภาพแวดล้อมที่อาศัย.

มหาสมุทรเป็นแหล่งกักเก็บน้ำที่ใหญ่ที่สุดในโลกซึ่งได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิและเป็นที่นิยมในกระบวนการระเหย น้ำจำนวนมากอยู่ในวัฏจักรคงที่ของการระเหยและการตกตะกอนของน้ำสร้างสิ่งที่เรียกว่าวัฏจักรของน้ำ.

-ก๊าซ

ถ้าเราเปรียบเทียบฟังก์ชั่นที่กว้างขวางของน้ำในระบบชีวภาพบทบาทของส่วนที่เหลือของโมเลกุลอนินทรีย์จะถูก จำกัด เฉพาะกับบทบาทที่เฉพาะเจาะจงมาก.

โดยทั่วไปแล้วก๊าซที่ผ่านเข้าไปในเซลล์ในน้ำเจือจาง บางครั้งพวกมันถูกใช้เป็นสารตั้งต้นสำหรับปฏิกิริยาเคมีและในกรณีอื่น ๆ พวกเขาเป็นของเสียจากเส้นทางการเผาผลาญ สิ่งที่เกี่ยวข้องมากที่สุดคือออกซิเจนคาร์บอนไดออกไซด์และไนโตรเจน.

ออกซิเจนเป็นตัวรับอิเล็กตรอนตัวสุดท้ายในห่วงโซ่การขนส่งของสิ่งมีชีวิตที่มีการหายใจแบบใช้ออกซิเจน นอกจากนี้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ยังเป็นของเสียในสัตว์และสารตั้งต้นสำหรับพืช (สำหรับกระบวนการสังเคราะห์แสง).

-ไอออน

เช่นเดียวกับแก๊สบทบาทของไอออนในสิ่งมีชีวิตที่ปรากฏขึ้นนั้น จำกัด อยู่เฉพาะในเหตุการณ์ที่เฉพาะเจาะจง แต่จำเป็นสำหรับการทำงานที่เหมาะสมของแต่ละบุคคล พวกมันถูกจำแนกตามประจุเป็นประจุลบประจุลบประจุบวกประจุบวกประจุบวก.

บางส่วนจำเป็นต้องใช้ในปริมาณที่น้อยมากเช่นส่วนประกอบโลหะของเอนไซม์ จำเป็นต้องใช้คนอื่นในปริมาณที่สูงขึ้นเช่นโซเดียมคลอไรด์โพแทสเซียมแมกนีเซียมเหล็กไอโอดีนและอื่น ๆ.

ร่างกายมนุษย์สูญเสียแร่ธาตุเหล่านี้อย่างต่อเนื่องผ่านทางปัสสาวะอุจจาระและเหงื่อ ส่วนประกอบเหล่านี้จะต้องถูกป้อนเข้าสู่ระบบอีกครั้งผ่านทางอาหารส่วนใหญ่เป็นผลไม้ผักและเนื้อสัตว์.

ฟังก์ชั่นไอออน

ปัจจัย: ไอออนสามารถทำหน้าที่เป็นปัจจัยร่วมของปฏิกิริยาเคมี คลอรีนไอออนมีส่วนร่วมในการย่อยสลายแป้งโดยอะไมเลส โพแทสเซียมและแมกนีเซียมเป็นไอออนที่ขาดไม่ได้สำหรับการทำงานของเอนไซม์สำคัญในการเผาผลาญ.

การบำรุงรักษาของ osmolarity: อีกฟังก์ชั่นที่มีความสำคัญอย่างยิ่งคือการบำรุงรักษาสภาวะออสโมติกที่เหมาะสมสำหรับการพัฒนากระบวนการทางชีวภาพ.

ปริมาณของสารที่ละลายต้องถูกควบคุมเป็นพิเศษเนื่องจากหากระบบนี้ล้มเหลวเซลล์อาจระเบิดหรืออาจสูญเสียน้ำปริมาณมาก.

ในมนุษย์เช่นโซเดียมและคลอรีนเป็นองค์ประกอบสำคัญที่ช่วยในการรักษาสมดุลของออสโมติก ไอออนที่เหมือนกันเหล่านี้ยังชอบความสมดุลของกรด.

ศักยภาพของเมมเบรน: ในสัตว์ไอออนมีส่วนร่วมอย่างแข็งขันในการสร้างศักยภาพของเยื่อหุ้มเซลล์ในเยื่อหุ้มเซลล์.

คุณสมบัติทางไฟฟ้าของเยื่อหุ้มเซลล์มีผลต่อเหตุการณ์สำคัญเช่นความสามารถของเซลล์ประสาทในการส่งข้อมูล.

ในกรณีเหล่านี้เมมเบรนจะทำหน้าที่คล้ายกับตัวเก็บประจุไฟฟ้าซึ่งประจุจะถูกสะสมและเก็บไว้เนื่องจากการโต้ตอบระหว่างประจุบวกกับประจุลบทั้งสองด้านของเมมเบรน.

การกระจายแบบไม่สมมาตรของไอออนในสารละลายในแต่ละด้านของเยื่อหุ้มเซลล์ส่งผลให้ศักย์ไฟฟ้า - ขึ้นอยู่กับการซึมผ่านของเยื่อหุ้มเซลล์ไปยังไอออนที่มีอยู่ ขนาดของศักยภาพสามารถคำนวณได้โดยทำตามสมการ Nernst หรือสมการโกลด์แมน.

โครงสร้าง: ไอออนบางตัวทำหน้าที่โครงสร้าง ยกตัวอย่างเช่นไฮดรอกซีอะพาไทต์ทำหน้าที่สร้างโครงสร้างผลึกของกระดูก ในทางกลับกันแคลเซียมและฟอสฟอรัสเป็นองค์ประกอบที่จำเป็นสำหรับการก่อตัวของกระดูกและฟัน.

ฟังก์ชั่นอื่น ๆ : ในที่สุดไอออนมีส่วนร่วมในการทำหน้าที่ต่างกันเช่นการแข็งตัวของเลือด (โดยแคลเซียมไอออน) วิสัยทัศน์และการหดตัวของกล้ามเนื้อ.

ความแตกต่างระหว่างโมเลกุลของสารอินทรีย์และอนินทรีย์

ประมาณ 99% ขององค์ประกอบของสิ่งมีชีวิตมีเพียงสี่อะตอมเท่านั้น: ไฮโดรเจน, ออกซิเจน, คาร์บอนและไนโตรเจน อะตอมเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นชิ้นส่วนหรือบล็อกซึ่งสามารถจัดเรียงในช่วงกว้างของการกำหนดค่าสามมิติสร้างโมเลกุลที่ให้ชีวิต.

ในขณะที่สารประกอบอนินทรีย์มีแนวโน้มที่จะมีขนาดเล็กเรียบง่ายและไม่หลากหลายมากสารประกอบอินทรีย์มักจะโดดเด่นและหลากหลายมากขึ้น.

นอกจากนี้ความซับซ้อนของสารชีวโมเลกุลอินทรีย์เพิ่มขึ้นเนื่องจากนอกเหนือจากโครงกระดูกของคาร์บอนแล้วยังมีกลุ่มฟังก์ชันที่กำหนดคุณสมบัติทางเคมี.

อย่างไรก็ตามทั้งสองมีความจำเป็นเท่าเทียมกันสำหรับการพัฒนาที่ดีที่สุดของสิ่งมีชีวิต.

การใช้คำอินทรีย์และอนินทรีย์ในชีวิตประจำวัน

ตอนนี้เราอธิบายความแตกต่างระหว่างชีวโมเลกุลทั้งสองชนิดแล้วเราจำเป็นต้องชี้แจงว่าเราใช้คำเหล่านี้อย่างคลุมเครือและไม่แน่นอนในชีวิตประจำวัน.

เมื่อเรากำหนดผักและผลไม้เป็น "อินทรีย์" - ซึ่งเป็นที่นิยมมากในปัจจุบัน - ไม่ได้หมายความว่าผลิตภัณฑ์ที่เหลือเป็น "อนินทรี" เนื่องจากโครงสร้างขององค์ประกอบที่กินได้เหล่านี้เป็นโครงกระดูกคาร์บอนความหมายของสารอินทรีย์จึงถือเป็นความซ้ำซ้อน.

ในความเป็นจริงคำอินทรีย์เกิดขึ้นจากความสามารถของสิ่งมีชีวิตในการสังเคราะห์สารประกอบดังกล่าว.

การอ้างอิง

1. Audesirk, T. , Audesirk, G. , & Byers, B. E. (2003). ชีววิทยา: ชีวิตบนโลก. การศึกษาเพียร์สัน.
2. Aracil, C. B. , Rodriguez, M. P. , Magraner, J. P. , & Perez, R. S. (2011). ความรู้พื้นฐานทางชีวเคมี. มหาวิทยาลัยวาเลนเซีย.
3. Battaner Arias, E. (2014). บทสรุปของเอนไซม์. รุ่นมหาวิทยาลัยซาลามันกา.
4. ภูเขาน้ำแข็ง, J. M. , Stasher, L. , & Tymoczko, J. L. (2007). ชีวเคมี. ฉันกลับรายการ.
5. Devlin, T. M. (2004). ชีวเคมี: ตำราเรียนพร้อมการประยุกต์ทางคลินิก. ฉันกลับรายการ.
6. Diaz, A. P. , & Pena, A. (1988). ชีวเคมี. บรรณาธิการ Limusa.
7. Macarulla, J. M. , & Goñi, F. M. (1994). ชีวเคมีของมนุษย์: หลักสูตรขั้นพื้นฐาน. ฉันกลับรายการ.
8. Macarulla, J. M. , & Goñi, F. M. (1993). ชีวโมเลกุล: บทเรียนในวิชาชีวเคมีเชิงโครงสร้าง. ฉันกลับรายการ.
9. Müller-Esterl, W. (2008). ชีวเคมี ความรู้พื้นฐานด้านการแพทย์และวิทยาศาสตร์เพื่อชีวิต. ฉันกลับรายการ.
10. Teijón, J. M. (2006). ความรู้พื้นฐานทางชีวเคมีเชิงโครงสร้าง. Tébarบรรณาธิการ.
11. Monge-Nájera, J. (2002). ชีววิทยาทั่วไป. EUNED.