생체 분자 : 분류 및 주요 기능 - 생물학

생체 분자는 생명체에서 생성되는 분자이다. 접두사 "bio"는 생명을 의미합니다. 따라서 생체 분자는 생명체에 의해 생성되는 분자입니다. 생명체는 생명에 필요한 다양한 기능을 수행하는 여러 종류의 분자로 구성되어 있습니다.

본질적으로 상호 작용하고 경우에 따라 요소를 교환하는 생물 적 (살아있는) 및 비 생물 적 (무생물 적) 시스템이 있습니다. 모든 생명체의 공통된 특징 중 하나는 유기물이라는 것입니다. 즉, 구성 분자가 탄소 원자로 구성되어 있다는 것을 의미합니다.

생체 분자는 또한 탄소 외에 다른 원자를 공통으로 가지고 있습니다. 이 원자는 주로 수소, 산소, 질소, 인 및 황을 포함합니다. 이러한 요소는 생물학적 분자의 주요 구성 요소이기 때문에 생물학적 요소라고도합니다.

그러나 소량이지만 일부 생체 분자에도 존재하는 다른 원자가 있습니다. 이들은 일반적으로 칼륨, 나트륨, 철 및 마그네슘과 같은 금속 이온입니다. 결과적으로 생체 분자는 유기 또는 무기의 두 가지 유형이 될 수 있습니다.

따라서 유기체는 설탕, 지방, 단백질 및 핵산과 같은 다양한 유형의 탄소 기반 분자로 구성됩니다. 그러나 탄소 기반이며 생체 분자의 일부가 아닌 다른 화합물이 있습니다.

생물학적 시스템에서 발견되지 않는 이러한 탄소 함유 분자는 지각, 호수, 바다 및 바다 및 대기에서 찾을 수 있습니다. 자연에서 이러한 요소의 움직임은 생지 화학적 순환으로 알려진 것으로 설명됩니다.

자연에서 발견되는 이러한 단순한 유기 분자는 생명의 기본 구조 인 세포의 일부인 가장 복잡한 생체 분자를 생성 한 것으로 생각됩니다. 이것이 비 생물 적 합성 이론으로 알려진 것입니다.

생체 분자의 분류 및 기능

생체 분자는 크기와 구조가 다양하기 때문에 생명에 필요한 다양한 기능을 수행하는 데 고유 한 특성을 부여합니다. 따라서 생체 분자는 정보 저장, 에너지 원, 지원, 세포 대사 등의 역할을합니다.

생체 분자는 탄소 원자의 유무에 따라 크게 두 그룹으로 분류 할 수 있습니다.

무기 생체 분자

그것들은 생명체에 존재하고 분자 구조에 탄소를 포함하지 않는 모든 분자입니다. 무기 분자는 자연의 다른 (무생물) 시스템에서도 발견 될 수 있습니다.

무기 생체 분자의 유형은 다음과 같습니다.

물

그것은 살아있는 존재의 주된 기본 구성 요소이며 두 개의 수소 원자에 연결된 산소 원자에 의해 형성된 분자입니다. 물은 생명체의 존재에 필수적이며 가장 흔한 생체 분자입니다.

열 조절 및 물질 운반과 같은 몇 가지 중요한 기능을 수행해야하기 때문에 생명체 무게의 50 ~ 95 %는 물입니다.

미네랄 소금

그들은 물에서 완전히 분리되는 반대 전하를 띤 원자로 구성된 단순한 분자입니다. 예 : 염소 원자 (음전하)와 나트륨 원자 (양전하)로 구성된 염화나트륨.

미네랄 소금은 척추 동물의 뼈나 무척추 동물의 외골격과 같은 단단한 구조의 형성에 참여합니다. 이러한 무기 생체 분자는 많은 중요한 세포 기능을 수행하는데도 필요합니다.

가스

그들은 가스 형태의 분자입니다. 그들은 동물의 호흡과 식물의 광합성에 필수적입니다.

이러한 가스의 예는 다음과 같습니다 : 분자 산소, 함께 결합 된 두 개의 산소 원자로 구성됨; 2 개의 산소 원자에 결합 된 탄소 원자로 구성된 이산화탄소. 두 생체 분자 모두 생물이 환경과 함께 수행하는 가스 교환에 참여합니다.

유기 생체 분자

유기 생체 분자는 구조에 탄소 원자를 포함하는 분자입니다. 유기 분자는 또한 무생물 시스템의 일부로 자연에 분포되어 있으며 바이오 매스로 알려진 것을 구성합니다.

유기 생체 분자의 유형은 다음과 같습니다.

탄수화물

탄수화물은 아마도 자연에서 가장 풍부하고 널리 퍼진 유기 물질이며 모든 생물의 필수 구성 요소입니다.

탄수화물은 광합성 과정에서 이산화탄소와 물로부터 녹색 식물에 의해 생성됩니다.

이러한 생체 분자는 주로 탄소, 수소 및 산소 원자로 구성됩니다. 탄수화물 또는 당류라고도하며 에너지 원 및 유기체의 구조적 구성 요소로 기능합니다.

-단당류

단당류는 가장 단순한 탄수화물이며 종종 단순 당이라고합니다. 그들은 모든 가장 큰 탄수화물이 형성되는 기본 구성 요소입니다.

단당류는 일반 분자식 (CH2O) n을 가지며, 여기서 n은 3, 5 또는 6 일 수 있습니다. 따라서 단당류는 분자에 존재하는 탄소 원자 수에 따라 분류 될 수 있습니다.

n = 3이면 분자는 트리 오스입니다. 예 : 글리 세르 알데히드.

n = 5이면 분자는 5 탄당입니다. 예 : 리보스 및 데 옥시 리보스.

n = 6이면 분자는 육탄 당입니다. 예 : 과당, 포도당, 갈락토스.

Pentoses와 hexose는 순환 형과 비순환 형의 두 가지 형태로 존재할 수 있습니다. 비 환형 형태에서 분자 구조는 알데히드기 또는 케톤 기의 두 가지 작용기를 보여줍니다.

알데히드기를 포함하는 단당류를 알 도스라고하고 케톤기를 가진 단당류를 케토 오스라고합니다. 알 도스는 환원당이고 케토 오스는 비 환원당입니다.

그러나 수중 펜 토스와 헥 소오스는 주로 고리 형태로 존재하며이 형태로 결합하여 더 큰 당 분자를 형성합니다.

-이당류

자연에서 발견되는 대부분의 당은 이당류입니다. 이들은 물을 방출하는 축합 반응을 통해 두 단당류 사이에 글리코 시드 결합이 형성되어 형성됩니다. 이 결합 형성 과정은 두 개의 단당류 단위를 함께 유지하기 위해 에너지가 필요합니다.

가장 중요한 세 가지 이당류는 자당, 유당 및 말토오스입니다. 그들은 적절한 단당류의 축합으로 형성됩니다. 자당은 비 환원당이고, 유당과 말토오스는 환원당입니다.

이당류는 물에 용해되지만 너무 커서 확산에 의해 세포막을 통과 할 수없는 생체 분자입니다. 이러한 이유로 소화 중에 소장에서 분해되어 필수 성분 (예 : 단당류)이 혈액 및 기타 세포로 전달됩니다.

단당류는 세포에서 매우 빠르게 사용됩니다. 그러나 세포에 에너지가 필요하지 않으면 즉시 더 복잡한 고분자 형태로 저장할 수 있습니다. 따라서 단당류는 세포에서 발생하는 축합 반응을 통해 이당류로 전환됩니다.

-올리고당

올리고당은 3 ~ 9 개의 단순 당 단위 (단당류)로 구성된 중간 분자입니다. 더 복잡한 탄수화물 (다당류)을 부분적으로 분해하여 형성됩니다.

자연적으로 발생하는 대부분의 올리고당은 식물에서 발견되며 말 토트 리오스를 제외하고 인체는 소장에서이를 분해하는 데 필요한 효소가 부족하기 때문에 인간이 소화 할 수 없습니다.

대장에서 유익한 박테리아는 발효를 통해 올리고당을 분해 할 수 있습니다. 따라서 그들은 약간의 에너지를 제공하는 흡수 가능한 영양소로 변환됩니다. 올리고당의 특정 분해 산물은 대장 내벽에 유익한 영향을 미칠 수 있습니다.

올리고당의 예로는 라피노스, 콩과 식물의 삼당 류 및 포도당, 과당 및 갈락토스로 구성된 일부 곡물이 있습니다. 포도당 삼당 류인 말 토트 리오스는 일부 식물과 특정 절지 동물의 혈액에서 발생합니다.

-다당류

단당류는 일련의 축합 반응을 거쳐 매우 큰 분자가 형성 될 때까지 사슬에 하나씩 추가됩니다. 이들은 다당류입니다.

다당류의 특성은 분자 구조의 여러 요소에 따라 달라집니다. 길이, 측면 가지, 접힘, 사슬이 "직선"또는 "코일"인지 여부. 자연에는 다당류의 몇 가지 예가 있습니다.

전분은 종종 에너지를 저장하는 방법으로 식물에서 생산되며 α- 포도당 중합체로 구성됩니다. 중합체가 분 지형 인 경우 아밀로펙틴이라고하고 분 지형이 아닌 경우 아밀로스라고합니다.

글리코겐은 동물의 에너지 보존 다당류이며 아밀로펙틴으로 구성됩니다. 따라서 식물의 전분은 체내에서 분해되어 포도당을 생성하여 세포로 들어가 신진 대사에 사용됩니다. 사용되지 않는 포도당은 중합되어 에너지 저장고 인 글리코겐을 형성합니다.

지질

지질은 또 다른 유형의 유기 생체 분자로, 주요 특징은 소수성 (물을 튕겨 냄)이며 결과적으로 물에 불용성이라는 것입니다. 구조에 따라 지질은 4 가지 주요 그룹으로 분류 할 수 있습니다.

-트리글리세리드

트리글리 세라이드는 3 개의 지방산 사슬에 부착 된 글리세롤 분자로 구성됩니다. 지방산은 한쪽 끝에 카르 복실 산을 포함하고 다른 쪽 끝에 탄화수소 사슬과 메틸 그룹이 뒤 따르는 선형 분자입니다.

구조에 따라 지방산은 포화되거나 불포화 될 수 있습니다. 탄화수소 사슬에 단일 결합 만 포함되어 있으면 포화 지방산입니다. 반대로,이 탄화수소 사슬에 하나 이상의 이중 결합이 있으면 지방산이 불포화됩니다.

이 범주에는 오일과 지방이 있습니다. 전자는 식물의 에너지 저장량이며 불포화 상태이며 실온에서 액체입니다. 대조적으로 지방은 동물의 에너지 저장고이며 실온에서 포화되고 고체 분자입니다.

인지질

인지질은 2 개의 지방산에 글리세롤 분자가 부착되어 있다는 점에서 중성 지방과 유사합니다. 차이점은 인지질은 다른 지방산 분자가 아니라 글리세롤의 세 번째 탄소에 인산기를 가지고 있다는 것입니다.

이 지질은 물과 상호 작용할 수 있기 때문에 매우 중요합니다. 한쪽 끝에 인산기가 있으면 분자는 그 영역에서 친수성이됩니다 (물을 끌어들입니다). 그러나 나머지 분자에서는 여전히 소수성입니다.

그 구조로 인해 인지질은 인산염 기가 수성 매질과 상호 작용할 수있는 방식으로 스스로를 조직하는 경향이있는 반면, 내부에서 구성하는 소수성 사슬은 물에서 멀리 떨어져 있습니다. 따라서 인지질은 모든 생물학적 막의 일부입니다.

-스테로이드

스테로이드는 서로 다른 작용기가 부착 된 4 개의 융합 된 탄소 고리로 구성됩니다. 가장 중요한 것 중 하나는 콜레스테롤입니다. 에스트로겐, 테스토스테론 및 코르티손과 같은 중요한 호르몬의 전구체입니다.

-왁스

왁스는 보호 기능이있는 작은 지질 그룹입니다. 그들은 나무의 잎, 새의 깃털, 일부 포유류의 귀 및 외부 환경으로부터 격리되거나 보호되어야하는 장소에서 발견됩니다.

핵산

핵산은 생명체에서 유전 정보의 주요 운반 분자입니다. 그것의 주요 기능은 각 생물의 유전 특성을 결정하는 단백질 합성 과정을 지시하는 것입니다. 그들은 탄소, 수소, 산소, 질소 및 인의 원자로 구성됩니다.

핵산은 뉴클레오티드라고하는 모노머의 반복으로 구성된 폴리머입니다. 각 뉴클레오타이드는 5 탄당 (탄소 5 개)에 부착 된 질소 함유 방향족 염기로 구성되며, 이는 차례로 인산염 그룹에 부착됩니다.

핵산의 두 가지 주요 부류는 데 옥시 리보 핵산 (DNA)과 리보 핵산 (RNA)입니다. DNA는 한 종의 모든 정보를 포함하는 분자이므로 모든 생명체와 대부분의 바이러스에 존재합니다.

RNA는 특정 바이러스의 유전 물질이지만 모든 살아있는 세포에서도 발견됩니다. 거기에서 단백질 제조와 같은 특정 프로세스에서 중요한 기능을 수행합니다.

각 핵산은 5 가지 질소 함유 염기 중 4 가지를 포함합니다 : 아데닌 (A), 구아닌 (G), 시토신 (C), 티민 (T) 및 우라실 (U). DNA는 염기가 아데닌, 구아닌, 시토신, 티민이고, RNA는 RNA에서 우라실을 대체하는 티민을 제외하고는 동일한 염기를 가지고 있습니다.

-데 옥시 리보 핵산 (DNA)

DNA 분자는 포스 포디 에스테르 결합이라고하는 결합으로 연결된 두 개의 뉴클레오티드 사슬로 구성됩니다. 각 체인에는 나선 모양의 구조가 있습니다. 두 개의 나선이 서로 얽혀 이중 나선을 제공합니다. 염기는 나선 내부에 있고 인산염 그룹은 외부에 있습니다.

DNA는 인산염이 결합 된 데 옥시 리보스 당 백본과 아데닌, 구아닌, 시토신 및 티민의 네 가지 질소 염기로 구성됩니다. 염기쌍은 이중 가닥 DNA에서 형성됩니다. 아데닌은 항상 티민 (AT)에 결합하고 구아닌은 사이토 신 (GC)에 결합합니다.

두 개의 나선은 수소 결합에 의해 뉴클레오티드 염기를 쌍으로 연결하여 함께 고정됩니다. 구조는 때때로 당과 인산염 사슬이 측면이고 염기-염기 결합이 가로대 인 사다리로 설명됩니다.

이 구조는 분자의 화학적 안정성과 함께 DNA를 유전 정보 전달에 이상적인 물질로 만듭니다. 세포가 분열하면 DNA가 복제되어 한 세대의 세포에서 다음 세대로 전달됩니다.

-리보 핵산 (RNA)

RNA는 구조가 단일 뉴클레오티드 사슬 (아데닌, 시토신, 구아닌 및 우라실)으로 구성된 핵산 중합체입니다. DNA에서와 마찬가지로 시토신은 항상 구아닌 (CG)에 결합하지만 아데닌은 우라실 (AU)에 결합합니다.

그것은 세포에서 유전 정보를 전달하는 첫 번째 매개체입니다. 유전자 코드에 포함 된 정보는 일반적으로 DNA에서 RNA로, 여기서 단백질로 전달되기 때문에 RNA는 단백질 합성에 필수적입니다.

일부 RNA는 또한 세포 대사에 직접적인 기능을합니다. RNA는 유전자라고하는 DNA 세그먼트의 염기 서열을 단일 가닥 핵산의 일부에 복사하여 얻습니다. 전사라고하는이 과정은 RNA 중합 효소라는 효소에 의해 촉매됩니다.

RNA에는 여러 가지 유형이 있으며 주로 3 개가 있습니다. 첫 번째는 전사를 통해 DNA에서 직접 복사되는 메신저 RNA입니다. 두 번째 유형은 단백질 합성을 위해 올바른 아미노산을 전달하는 전달 RNA입니다.

마지막으로, 다른 부류의 RNA는 리보솜 RNA로, 일부 단백질과 함께 세포의 모든 단백질을 합성하는 세포 소기관 인 리보솜을 형성합니다.

단백질

단백질은 많은 중요한 기능을 수행하고 세포에서 대부분의 작업을 수행하는 크고 복잡한 분자입니다. 그들은 생명체의 구조, 기능 및 규제에 필요합니다. 그들은 탄소, 수소, 산소 및 질소 원자로 구성됩니다.

단백질은 아미노산이라고하는 더 작은 단위로 구성되며, 펩티드 결합으로 서로 연결되어 긴 사슬을 형성합니다. 아미노산은 매우 특별한 물리 화학적 특성을 가진 작은 유기 분자이며 20 가지 유형이 있습니다.

아미노산 서열은 각 단백질의 고유 한 3 차원 구조와 그 특정 기능을 결정합니다. 사실, 개별 단백질의 기능은 복잡한 3 차원 구조를 생성하는 상호 작용을 결정하는 고유 한 아미노산 서열만큼 다양합니다.

다양한 기능

단백질은 액틴과 같은 세포의 구조 및 운동 구성 요소가 될 수 있습니다. 다른 것들은 DNA를 합성하는 효소 인 DNA 중합 효소와 같이 세포 내에서 생화학 적 반응을 가속화함으로써 작동합니다.

신체에 중요한 메시지를 전달하는 기능을하는 다른 단백질이 있습니다. 예를 들어, 성장 호르몬과 같은 일부 유형의 호르몬은 신호를 전송하여 서로 다른 세포, 조직 및 기관 간의 생물학적 과정을 조정합니다.

일부 단백질은 서로 결합하여 세포 내에서 원자 (또는 작은 분자)를 운반합니다. 일부 유기체에서 철을 저장하는 역할을하는 페리틴의 경우입니다. 또 다른 중요한 단백질 그룹은 항체로, 면역 체계에 속하며 독소와 병원균을 탐지하는 역할을합니다.

따라서 단백질은 세포 DNA에서 시작되는 유전 정보 해독 과정의 최종 산물입니다. 이 놀랍도록 다양한 기능은 엄청나게 다양한 구조 세트를 지정할 수있는 놀랍도록 단순한 코드에서 파생됩니다.

참고 문헌

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생체 분자 : 분류 및 주요 기능 - 생물학 - 2026