ביומולקולה
ויקיפדיה האנציקלופדיה encyclopedia
ביומולקולה או מולקולה ביולוגית הן מולקולות המרכיבות את האורגניזמים החיים או את החומר החי ו/או משתתפים בחילופי החומרים שלו ומאפשרים את קיומו. פרט למים הנחשבים חומר אנאורגני, כל היתר הן מולקולות אורגניות. ששת היסודות הכימיים או ביו-יסודות המצויים בכמות הגדולה ביותר ביצורים החיים הם הפחמן, המימן, החמצן, החנקן, הזרחן והגופרית (C, H, O, N, P, S). יסודות אלה הם המרכיבים העיקריים של הביומלקולות, מכיוון ש:
- מאפשרים יצירת קשרים קוולנטיים על ידי שיתוף אלקטרונים, הודות להבדל הקטן ביניהם באלקטרושליליות. קשרים אלה הם היציבים ביותר, כשכח הקישור הוא ביחס ישיר למסות האטומים המקושרים.
- מאפשרים לאטומי הפחמן ליצור מבנים תלת-ממדיים –C-C-C- תוך יצירת תרכובות בעלות מספר משתנה של אטומי פחמן.
- מאפשרים יצירת קשרים מרובים (כפולים ומשולשים) בין C ל-C, בין C ל-O, בין C ל-N, וכן במבנים קויים, ענפים, ציקליים (מעגליים), הטרוציקליים, וכו'.
- מאפשרים ליצור מתוך יסודות מעטים מגוון עצום של קבוצות חומרים בעלי פונקציות, תכונות כימיות ופיזיקלות שונות:כהלים, אלדהידים, קטונים, חומצות, אמינים וכו')
פרט לששת היסודות הכימיים שהוזכרו, נמצאים בביומולקולות גם כמויות קטנות של יסודות כימיים נוספים:מתכות והלוגנים. בסוגים אחדים של חלבונים המתכות מעניקות להם את תפקודם הספציפי. דוגמה של ביומולקולה שבה משולב יון מתכת היא החלבון המוגלובין שבו משולב יון ברזל.ההמגלובין נמצא בתאי דם האדומים ובאמצעות הקטיון של ברזל מקשר את החמצן. זה מאפשר הובלת החמצן דרך הדם מן הראות אל תאי הרקמות השונות בגוף. דוגמה אחרת של ביומלקולה המשלבת יון מתכת היא הפיגמנט הביולוגי כלורופיל שבמולקולה שלו משולב יון מגנזיום.
ביומולקולות יכולות להיות מקרומולקולות כמו חלבונים, פחמימות, שומנים וחומצות גרעין, וכן מולקולות קטנות כמו מטבוליטים ראשוניים, מטבוליטים שניוניים, ו.....תוצרים טבעיים. מונח כללי זהה לקטגוריה זו הוא "חומרים ביולוגיים". הביומולקולות הן בדרך כלל אנדוגניות אך יכולות להיות גם אקסוגניות. למשל, תרופות יכולות להיות תוצרים טבעיים או חצי-סינתטיים (ביופארמקה) או להיות סינתטיות לחלוטין.
הביולוגיה וענפיה - הביוכימיה והביולוגיה המולקולרית - חוקרות את הביומולקולות ותגובותיהן. מרבית הביומולקולות הן תרכובות אורגניות.
אחידותם של סוגים שונים של מולקולות או של דרכים מטבוליות מסוימות בקרב צורות חיים שונות נקראת "אוניברסלים ביוכימיים" או "תורת האחדות החומרית של היצורים החיים", מושג מאחד בביולוגיה, יחד עם תורת התא ותורת האבולוציה.