Biomolekul atau molekul biologis adalah semua zat yang melekat pada makhluk hidup, baik sebagai produk dari fungsi biologisnya atau sebagai penyusun tubuh mereka, dalam berbagai ukuran, bentuk, dan fungsi yang sangat besar dan beragam. Enam contoh utama biomolekul adalah karbohidrat, protein, lipid, asam amino, vitamin, dan asam nukleat.
Tubuh makhluk hidup sebagian besar terdiri dari kombinasi kompleks dari enam unsur primordial, yaitu karbon (C), hidrogen (H), oksigen (O), nitrogen (N), fosfor (P), dan sulfur (S). Ini karena unsur-unsur ini memungkinkan:
- Pembentukan ikatan kovalen yang sangat stabil (berbagi elektron), baik tunggal, ganda atau tripel;
- Pembentukan kerangka karbon tiga dimensi;
- Pembangunan berbagai gugus fungsional dengan karakteristik yang sangat berbeda dan khusus.
Untuk alasan ini, biomolekul biasanya terdiri dari jenis unsur kimia ini. Semuanya juga memiliki hubungan mendasar antara struktur dan fungsi, di mana lingkungan tempat biomolekul terjadi juga ikut campur: misalnya, lipid memiliki sisi hidrofobik, yaitu, mereka menolak air, jadi mereka cenderung mengatur diri mereka sendiri di hadapannya sedemikian rupa sehingga ujung hidrofilik (tertarik oleh air) tetap bersentuhan dengan lingkungan dan yang hidrofobik tetap aman. Jenis fungsi ini adalah kunci untuk memahami fungsi biokimia organisme hidup.
Menurut sifat kimianya, biomolekul dapat diklasifikasikan menjadi organik dan anorganik, seperti yang akan kita lihat nanti.
Biomolekul anorganik
Ada biomolekul yang umum pada makhluk hidup dan tubuh lembam, tetapi bagaimanapun biomolekul penting untuk keberadaan kehidupan. Jenis molekul ini tidak didasarkan pada karbon, seperti halnya kimia organik, tetapi dapat menghadirkan berbagai jenis elemen, yang saling tertarik oleh sifat elektromagnetiknya.
Beberapa contoh biomolekul anorganik adalah air, gas monatomik tertentu seperti oksigen (O2) atau hidrogen (H2), atau garam anorganik seperti anion dan kation.
Biomolekul organik
Di sisi lain, ada biomolekul organik, yaitu berdasarkan kimiawi karbon dan yang merupakan produk reaksi kimiawi tubuh atau hasil metabolisme makhluk hidup. Konstitusi atomnya mirip dengan mereka, meskipun mereka mungkin juga memiliki unsur-unsur yang tidak biasa, seperti logam transisi: besi (Fe), kobalt (Co) atau nikel (Ni), kemudian disebut unsur jejak dan menjadi esensial, meskipun dalam jumlah sedang., Untuk kehidupan.
Setiap protein, asam amino, lipid, karbohidrat, asam nukleat atau vitamin adalah contoh yang baik dari jenis biomolekul ini.
Fungsi biomolekul
Biomolekul dapat memiliki fungsi yang sangat beragam, seperti:
- Fungsi struktural. Protein dan lipid berfungsi sebagai bahan pendukung sel, memberikan struktur pada tubuh dan memungkinkan pembentukan membran, jaringan, dll.
- Fungsi transpor. Biomolekul lain berfungsi untuk memobilisasi nutrisi dan zat lain ke seluruh tubuh, di dalam dan di luar sel, mengikatnya melalui ikatan spesifik yang kemudian dapat diputus.
- Fungsi katalisis. Protein khusus tertentu membentuk enzim, zat yang mempercepat, memperlambat, memicu atau menghambat fungsi tubuh tertentu, menjaga tubuh tetap terkendali. Artinya, protein dan lipid tertentu berfungsi sebagai pembawa pesan kimiawi di dalam tubuh.
- Fungsi energi. Energi biokimia berasal dari reaksi tertentu yang berlangsung di dalam tubuh makhluk hidup, baik secara autotrof (penyusun karbohidrat dari bahan anorganik) maupun heterotrof (memperoleh karbohidrat dari bahan organik yang dikonsumsi), melalui metabolisme oksidasi glukosa yang memutuskan ikatannya dan melepaskan energi yang terkandung di dalamnya. Dalam pengertian ini, lipid juga bisa berfungsi sebagai cadangan energi tubuh.
- Fungsi genetik. Keturunan pada makhluk hidup dimungkinkan berkat keberadaan DNA dan RNA, rantai asam nukleat yang mengandung informasi genetik makhluk hidup, melalui rangkaian nukleotida yang kompleks dan unik yang menentukan urutan asam amino yang tepat yang menyusunnya., sebagai seperangkat instruksi, komposisi protein tubuh.
Pentingnya biomolekul
Biomolekul penting tidak hanya karena memenuhi fungsi vital sebagai penyangga, pengaturan, dan pengangkutan tubuh makhluk hidup, tetapi karena mereka menyusun tubuh sendiri, yaitu tubuh kita terbuat dari mereka. Biomolekul berintegrasi untuk membentuk senyawa yang lebih besar secara berturut-turut, sehingga membentuk sel dan berbagai jaringan di dalam tubuh. Tanpa mereka, kita tidak bisa hidup.
Bioelemen dan biomolekul
Bioelemen adalah unsur kimia penyusun biomolekul, dan yang telah kami jelaskan di awal: Karbon (C), oksigen (O), hidrogen (H), nitrogen (N), belerang (S) dan fosfor (P). Hanya enam unsur ini yang membentuk 99% materi hidup dari semua makhluk hidup yang diketahui. Mereka juga dikenal sebagai bioelemen primer – bahan penyusun dasar kehidupan.
Di sisi lain, bioelemen sekunder adalah mereka yang, meskipun penting untuk kehidupan dan untuk kinerja tubuh yang tepat, dibutuhkan dalam jumlah sedang dan untuk tujuan tertentu, seperti natrium (Na), kalsium (Ca), magnesium (Mg). ) dan kalium (K).
Dan akhirnya, ada unsur jejak, yang, seperti yang ditunjukkan namanya, diperlukan tetapi dalam jumlah yang sangat rendah (0,1% dari bioelemen tubuh), seperti besi (Fe) dan yodium (I).