Biomolecuul

Eenbiomolecuul(biologischmolecuul) is eenmolecuulvan eenorganische verbindingdie van nature voorkomt inorganismen,en die kan wordenaangemaaktdoor deze organismen. Biomoleculen worden bestudeerd in debiochemieen demoleculaire biologie.Biomoleculen worden, samen met voedingsmineralen, door dieren en andereheterotrofeorganismen alsvoedingsstoffenuitvoedselbetrokken, waarna ze, bij dieren naspijsvertering,via destofwisselingtot lichaamseigen biomoleculen wordengeassimileerd.Plantenassimileren hun biomoleculen vanuit anorganischegrondstoffen,viafotosyntheseen verdere assimilatie.

Deel van eenserieartikelen over Biochemie
Ruimtelijke structuurvancytochroomc
Biomoleculen
Eiwit·Koolhydraat·Natuurproduct· Nucleïnezuur·Metaboliet·Lipide·Vitamine
Stofwisseling
Anabolisme·Celademhaling·Eiwitsynthese·Katalyse·Fotosynthese·Katabolisme
Verwante onderwerpen
Bio-informatica·Enzymologie·Moleculaire biologie·Structuurbiologie
Portaal Biologie

Driedimensionale structuur vanmyoglobine,een eiwit.

Voor organismen zijn biomoleculen essentieel om televenenin leven te blijven.Voorbeelden van biomoleculen zijn:eiwitten,vetten,koolhydraten,vitaminenennucleïnezuren.Grote biomoleculenzoalsenzymen,glycogeen,hormonen,neurotransmittersen eiwitten in het algemeen, die in decellenvan hetdierlijkorganisme uitkleine biomoleculenzoalsaminozuren,glucose,vetzuren,wordenaangemaakt,noemt men in dedierfysiologie'lichaamseigen stoffen'.

Biomoleculen kunnenchemisch,al naargelang de verschillende soorten, uiteindelijk worden herleid tot deelementenkoolstof,waterstof,stikstof,zuurstofenfosfor,eventueel verder aangevuld met kleine hoeveelheden anderechemische elementen:metalenenhalogenen.Metalen in bepaalde soorten eiwitten geven deze eiwitten hun specifieke functie. In de dierfysiologie is het eiwithemoglobinehiervan een voorbeeld; in ieder molecuul hemoglobine is eenijzerioningebouwd. Hemoglobine is het hoofdbestanddeel van derode bloedcel,en kan zuurstof binden via het ijzer(kat)ion.Hierdoor kan zuurstof door hetbloedvan delongennaar decellenin de verschillendeweefselsvervoerd worden. Een voorbeeld uit deplantenfysiologieis het (met hemoglobine chemisch verwante)chlorofyl('bladgroen'). In ieder chlorofyl-molecuul is eenmagnesiumioningebouwd dat onontbeerlijk is voor deabsorptie van zonlicht.Met de uitzonlichtopgenomen energie kan defotosynthese,de vorming vanglucoseuit het anorganischewaterenkoolstofdioxide,plaatsvinden.

Kleine biomoleculen

In debiochemieworden er vier soorten biomoleculen onderscheiden. Deze indeling is gebaseerd op hunfunctiein decel,op gemeenschappelijkestructuurformulesof op overeenkomsten tussen dechemische bindingenvan de verschillende soorten moleculen. Alle andere (grotere) biomoleculen worden door het organisme op basis van deze basismoleculengevormd.

• Monosachariden:demonosacharideglucoseis een eenvoudigekoolhydraat,en vormt de belangrijkste energiebron voor de cel; via decelademhaling,de biologischeoxidatievan glucose, wordtchemische energieopgewekt in de vorm vanadenosinetrifosfaatofATP,dat de cel gebruikt voor deeiwitsyntheseen voor het transport, in en uit de cel, van eiwitten en andere grote moleculen. Andere soorten monosachariden vormen mede de bouwstenen vannucleïnezuren,met namedesoxyribosevoorDNAenribosevoorRNA.Polysacharidenzijn grotekoolhydraat-moleculen die worden gevormd uit vele, via herhaaldecondensatiereacties,chemisch aan elkaar geschakelde monosachariden.
• Lipiden(vetten): vormen demembranenin de cel; ook kunnen lipiden als brandstof dienen (ketose) voor de celademhaling bij een tekort aan beschikbare glucose. Daarnaast dienen lipiden als basis voor debiosynthesevanhormonen(steroïdhormoneneneicosanoïden).
• Aminozuren:bouwstenen van
  1. polypeptiden(kleine eiwitten): moleculen bestaande uit minder dan 50 aaneengeregen aminozuren/monomeren;
  2. groteeiwitten(inclusiefenzymen): moleculen gevormd door meer dan 50 aminozuren/monomeren (biopolymeren);
  3. hormonen alsmelatonineenthyroxine.

  Andere hormonen worden door het organisme uitpeptiden(peptidehormonen) en eiwitten (eiwithormonen)aangemaakt.

• Nucleotiden:de bouwstenen van DNA en RNA.

Overige kleine biomoleculen

Onder andere:

• glycosiden
• peptidoglycanen
• polyketiden
• isoprenoïden(terpenen,steroïden,carotenoïden)
• aromatische verbindingen,waaronderfenylpropanoïden,tanninen,ligninen,flavonoïden
• alkaloïden

Biopolymeren

ZieBiopolymeervoor het hoofdartikel over dit onderwerp.

Biopolymeren (polymerenvanbiologische oorsprong) bestaan uit relatief eenvoudige, vele malen herhaalde eenheden (monomeren). Er zijn vier hoofdgroepen biopolymeren:

• eiwitten
• nucleïnezuren:met nameDNAenRNA
• polysachariden:bijvoorbeeldcellulose,pectineenzetmeel
• polyfenolen:tannines,fenylpropanoïdenzoalslignine,enflavonoïden

Eiwitten

Bijna alle levensprocessen enreactiesin en rondom de cel worden begeleid door eiwitten.Transporteiwittenin hetbloedvervoeren stoffen naar de cellen in de verschillende weefsels,enzymenzijn eiwitten diehelpen bijhetomzettenvan stoffen in de cel, andere eiwitten zijn bouwmateriaal voor hetcytoskelet,weer andere soorten produceren energie in de vorm van o.a.ATP.Eiwitten kunnen daarnaast, bij gebrek aan glucose, wordenafgebrokenvoor energiewinning. Er zijn in de natuur honderdduizenden soorten eiwitten bekend. Verschillende eiwitten vormen samen ookcomplexe eiwitsystementen behoeve van ingewikkelde taken. Voorbeelden van dergelijke eiwitsystemen zijn hetfotosysteem,waarin delichtreactiesin planten plaatsvinden, en hetnuclear pore complex,dat zorgt voor transport vanuit en naar decelkernin de cellen van organismes.

Eiwitten worden door de cel zelfgeproduceerdmaar,aminozuren,de bouwstenen van eiwitten, moeten doorheterotrofeorganismen wordenopgenomenuitvoedsel.Eiwitten kunnen naast aminozuren ook suikergroepen of fosforgroepen bevatten. Depeptidebindingis specifiek voor eiwitten.

DNA

DNA of desoxyribonucleïnezuur is de bouwsteen van het genetisch materiaal in de cel (celkern). DNA is een zeer grote molecule, in de vorm van eendubbele helix,waarin nucleotiden op een precieze manier zijn gerangschikt. Dezerangschikkingvan nucleotiden vormen codes welke staan voor de aanmaak van eiwitten (eiwitsynthese).

Secundaire metabolieten

Secundaire metabolieten,waaronder desecundaire plantenstoffen,zijn biomoleculen die niet direct nodig zijn bij de primairestofwisseling.Ze spelen een belangrijke rol, vaak omdat het gaat over biologisch werkzame stoffen. Voorbeelden zijnantibiotica,toxinen,gifstoffen,kleurstoffen,geurstoffenen anderesignaalstoffen.Sommige van deze stoffen zijn van grote betekenis voor de mens.

Zie ook

• Metaboliet
• Sequencing
• Sequentie

Bronnen, noten en/of referenties