Qual è la composizione chimica degli esseri viventi?

IL composizione chimica di esseri viventi Si basa sumolecole organiche e alcuni elementi inorganici, più o meno nelle stesse proporzioni e che esercitano funzioni simili in tutti loro.

Gli organismi viventi sono composti da cellule e quelle cellule hanno diversi gradi di complessità nella loro organizzazione. Alcuni sono relativamente semplici, come i batteri, e altri sono caratterizzati da modelli di organizzazione più complessi, con molti più elementi nella loro organizzazione interna, come nel caso della maggior parte delle cellule eucariotiche.

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Gli elementi strutturali della materia vivente sono costituiti da biomolecole e i principali componenti della maggior parte di queste biomolecole sono, nel caso dell'essere umano, ad esempio, carbonio (50%), ossigeno (20%), idrogeno (10%) , Azoto (8.5%), calcio (4%) e fosforo (2.5%) (tutti i valori relativi al peso a secco).

Questi sei elementi rappresentano circa il 95% della composizione totale della materia organica, il restante 5% corrisponde ad altri elementi come: potassio, zolfo, sodio, cloro, magnesio, ferro, manganese e iodio.

Va notato che la maggior parte della composizione di organismi (oltre il 60% del peso corporeo) è acqua in uno stato liquido, che è un elemento fondamentale per la vita perché sia ​​le strutture intracellulari che le cellule stesse sono immerse in esso.

Questo mezzo liquido fornisce le cellule le condizioni più importanti necessarie e vengono sviluppate tutte le reazioni biochimiche rilevanti per la sopravvivenza.

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Composizione chimica di esseri viventi

- Biomolecole complesse

Molti dei principali elementi che entrano nella composizione della materia vivente sono combinati in diverse proporzioni per formare diverse serie di piccole molecole organiche, che a loro volta fungono da elementi strutturali per la formazione di biomolecole più complesse.

La relazione tra questi elementi strutturali e le principali biomolecole complesse degli organismi è la seguente:

- Desyribonucleotides e acido deossiribonucleico (DNA)

- Ribonucleotidi e acido ribonucleico (RNA)

- Aminoacidi e proteine

- Monosaccaridi e polisaccaridi

- Acidi grassi e lipidici

Desyribonucleotides e acido deossiribonucleico

L'acido deossiribonucleico o del DNA contiene le informazioni ereditarie di tutti gli esseri vivi, procarioti ed eucarioti. Questa importante biomolecola determina anche le caratteristiche principali di una cellula, sia dal punto di vista morfologico che metabolico, strutturale e di sviluppo.

Il DNA codifica le informazioni necessarie per la sintesi proteica, nonché quelle necessarie per sintetizzare l'RNA, che è un'altra importante molecola organica necessaria per la sintesi e il controllo di molti processi cellulari.

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È un polimero composto da due fili di subunità chiamate nucleotidi, le cui strutture sono formate da una molecola di desossiribosio (un monosaccaride di 5 atomi di carbonio), uno o più gruppi di fosfato e una base azotata di uno o due anelli (purina o pirimidina, rispettivamente ).

Le basi puriche del DNA sono adenina (A) e guanina (G), mentre le basi di pirimidina sono timin (T) e citosina (C).

Linearmente, i nucleotidi dello stesso filamento di DNA si uniscono attraverso i collegamenti di fosfodié, che consistono in gruppi di fosfato e zuccheri a cui sono uniti covalentemente.

Le basi presenti in uno dei fili sono unite in modo complementare a coloro che si trovano di fronte a questi nell'altro filamento da ponti idrogeno, sempre allo stesso modo: adenina con timin (AT) e guanina con citosina (GC).

Basi di azoto diverse nel DNA e nell'RNA.
Fonte utente: sponktranslation: utente: jcfidy [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0)]

Ribonucleotidi e acido ribonucleico

Proprio come il DNA, l'acido ribonucleico è una biomolecola ed è quello che è responsabile del processo di unione di aminoacidi che compongono le proteine, nonché in altri processi più complessi di regolazione e controllo dell'espressione genica.

È anche un biopolimero, ma i nucleotidi che lo formano sono chiamati ribonucleotidi, perché il monosaccaride che quella struttura non è un desossiribosio, come nel DNA, ma un ribosio. Hanno anche uno o più gruppi di fosfato e le loro basi azotate differiscono rispetto a quelli del DNA in cui la guanina non è presente, ma uracile (U).

Aminoacidi e proteine

Le proteine ​​sono biomolecole che possono raggiungere diversi gradi di complessità e sono significativamente versatili in termini di struttura e funzione. Questi non solo danno struttura e forma alle cellule, ma possono anche avere attività che consentono il rapido sviluppo di reazioni biochimiche essenziali (enzimi).

Qualunque sia il tipo di proteina che si parla, tutti sono formati da "blocchi" di base chiamati aminoacidi, che sono molecole che hanno un atomo di carbonio "asimmetrico" attaccato a un gruppo amminico (-nh2), a un gruppo carbossilico (-cooh), ad un atomo di idrogeno (-h) e a un gruppo R che li differenzia.

Rappresentazione grafica della struttura di una proteina ribosomiale (fonte: Jawahar Swaminathan e personale MSD presso l'European Bioinformatics Institute [Public Domain] tramite Wikimedia Commons)

Gli aminoacidi più comuni in natura sono 20 e sono classificati rispetto all'identità del gruppo R; questi sono:

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- Asparagina, glutammina, tirosina, serina, treonina (polare)

- Acido asparattico, acido glutammico, arginina, lisina, istidina (quelli con carico) e

- Glicina, alanina, valina, leucina, isoleucina, triptofano, prolina, cisteina, metionina e fenilalanina (apolare).

Una volta che il DNA viene tradotto in una molecola di RNA, ogni tripletta nucleotidica rappresenta un codice che dice alla struttura che sintetizza le proteine ​​(ribosomi) che tipo di aminoacido dovrebbe incorporare nella catena di peptidi in crescita.

I polipeptidi che formano le proteine ​​si verificano, quindi, grazie all'Unione tra i loro aminoacidi, che consiste nel stabilire un collegamento peptidico Tra il gruppo carbossilico carbonio di un aminoacido e l'azoto del gruppo di aminoacidi adiacente.

Monosaccaridi e polisaccaridi

I carboidrati provengono dalle biomolecole più abbondanti negli esseri viventi. Svolgono funzioni di base come elementi strutturali, nutrizionali, segni, ecc. Sono formati da complessi di carbonio chimico, idrogeno e ossigeno in diverse proporzioni.

Le piante provengono dai principali produttori di carboidrati naturali e la maggior parte degli animali dipende da loro per sussistere, perché estraggono energia, acqua e carbonio.

Cellulosa, un biopolimero strutturale (fonte: Vicente net [CC di (https: // creativeCommons.Org/licenze/by/4.0)] via Wikimedia Commons)

I carboidrati strutturali delle verdure (cellulosa, lignina, ecc.), Così come quelli delle piante (amido) e molti animali (glicogeno), sono polisaccaridi più o meno complessi che consistono in polimeri di unità di zucchero semplice o monosaccaridica (principalmente glucosio).

Acidi grassi e lipidici

I lipidi sono composti insolubili in acqua che costituiscono la sostanza fondamentale delle membrane biologiche, elementari dal punto di vista funzionale e strutturale di tutte le cellule viventi.

Sono molecole anfipatiche, cioè molecole che hanno un'estremità idrofila e un altro idrofobo. Sono formati da catene di acidi grassi legati a una schela di carbonio.

Alcuni dei lipidi più comuni (Fonte: il caricatore originale era LMAPS alla Wikipedia inglese. [GFDL 1.2 (http: // www.gnu.Org/licenze/vecchi licenze/FDL-1.2.html)] via Wikimedia Commons)

Gli acidi grassi sono idrocarburi, cioè composti solo da atomi di carbonio e idrogeno uniti insieme.

L'associazione di più lipidi a doppio strato è ciò che rende possibile la formazione di una membrana e le caratteristiche di idrofobicità di questa struttura, nonché la presenza di proteine ​​complete e periferiche, rendono questa una struttura semipermeabile.

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- Acqua

Fotografia di José Manuel Suárez [CC di (https: // creativeCommons.Org/licenze/by/2.0)], via Wikimedia Commons

L'acqua (H2O) è uno degli elementi chimici più importanti per esseri e cellule viventi che li comprendono. Gran parte del peso corporeo degli animali e delle piante è costituito da questo liquido incolore.

Attraverso la fotosintesi che le piante si esibiscono, l'acqua è la principale fonte di ossigeno che gli animali respirano e anche gli atomi di idrogeno che fanno parte dei composti organici.

È considerato il solvente universale e le sue proprietà lo rendono particolarmente importante per lo sviluppo di praticamente tutte le reazioni biochimiche che caratterizzano gli organismi viventi.

Se contemplato dal punto di vista cellulare, l'acqua è divisa in "compartimenti":

• Lo spazio intracellulare, in cui il citosol è formato dall'acqua con altre sostanze miste, fluido in cui gli organelli cellulari eucariotici sono sospesi.
• Lo spazio extracellulare, che consiste nell'ambiente che circonda le cellule, in un tessuto o in un ambiente naturale (organismi unicellulari).

- Ioni

Gran parte degli elementi chimici nelle cellule sono nella forma delle biomolecole sopra menzionate e molti altri omessi in questo testo. Tuttavia, altri importanti elementi chimici sono sotto forma di ioni.

Le membrane cellulari sono generalmente impermeabili agli ioni sciolti nell'ambiente interno o esterno delle cellule, in modo che possano entrare o lasciarle attraverso trasportatori o canali speciali.

La concentrazione ionica del mezzo extracellulare o del citosol influenza le caratteristiche osmotiche ed elettriche delle cellule, nonché in diversi processi di segnalazione cellulare che dipendono da questi.

Tra gli ioni più importanti per i tessuti animali e vegetali ci sono calcio, potassio e sodio, cloro e magnesio.

Riferimenti

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