Существует четыре основных типа или класса органических соединений, обнаруживаемых во всех живых организмах: углеводы, липиды, белки, и нуклеиновых кислот. Кроме того, существуют некоторые органические соединения, которые могут быть обнаружены или продуцированы некоторыми организмами. Все органические соединения содержат углерод, обычно связанный с водородом (могут присутствовать и другие элементы). Давайте подробнее рассмотрим ключевые типы органических соединений и рассмотрим примеры этих важных молекул.
Углеводы - это органические соединения, состоящие из элементов углерода, водорода и кислорода. Соотношение атомов водорода и атомов кислорода в молекулах углеводов составляет 2: 1. Организмы используют углеводы в качестве источников энергии, структурных единиц и для других целей. Углеводы - это самый большой класс органических соединений, встречающихся в организмах.
Углеводы классифицируются в зависимости от количества их субъединиц. Простые углеводы называются сахарами. Сахар из одной единицы - это
моносахарид. Если две единицы соединены вместе, образуется дисахарид. Более сложные структуры образуются, когда эти более мелкие звенья соединяются друг с другом с образованием полимеров. Примеры этих более крупных углеводных соединений включают крахмал и хитин.Липиды состоят из атомов углерода, водорода и кислорода. Липиды имеют более высокое отношение водорода к кислороду, чем в углеводах. Три основные группы липидов - триглицериды (жиры, масла, воски), стероиды и фосфолипиды. Триглицериды состоят из трех жирных кислот, соединенных с молекулой глицерина. Каждый стероид имеет основную цепь из четырех углеродных колец, соединенных друг с другом. Фосфолипиды напоминают триглицериды, за исключением того, что вместо одной из цепей жирных кислот есть фосфатная группа.
Липиды используются для накопления энергии, для создания структур и в качестве сигнальных молекул, чтобы помочь клеткам общаться друг с другом.
Белки состоят из цепочек аминокислот, называемых пептидами. Белок может быть изготовлен из одной полипептидной цепи или может иметь более сложную структуру, где полипептидные субъединицы упаковываются вместе, образуя единое целое. Белки состоят из атомов водорода, кислорода, углерода и азота. Некоторые белки содержат другие атомы, такие как сера, фосфор, железо, медь или магний.
Белки выполняют много функций в клетках. Они используются для создания структуры, катализирования биохимических реакций, для иммунного ответа, для упаковки и транспортировки материалов, а также для помощи в репликации генетического материала.
Нуклеиновая кислота представляет собой тип биологического полимера, состоящего из цепей нуклеотидных мономеров. Нуклеотиды, в свою очередь, состоят из азотистого основания, молекулы сахара и фосфатной группы. Клетки используют нуклеиновые кислоты для кодирования генетической информации организма.
В дополнение к четырем основным видам органических молекул, обнаруженных в организмах, существует множество других органические соединения. К ним относятся растворители, лекарства, витамины, красители, искусственные ароматизаторы, токсины и молекулы, используемые в качестве предшественников биохимических соединений. Вот некоторые примеры: