Biochemie

Biologické systémy jsou velmi pestré, přestože jsou složeny ze stejných typů látek, které většinou obsahují ve velmi podobných zastoupeních.

Biomolekuly = molekulové součásti živých organismů. Patří sem:

Voda – nejhojnější a současně nejjednodušší, představuje 60 – 95 % hmoty různých buněk, tkání a orgánů.
Minerální látky – anorganické složky: hlavně Na+, K+, Mg2+, Ca2+, Cl-, HCO3-, SO42-, HPO42-. Tvoří v průměru méně než 5 % živých objektů, ale zastávají v nich důležité funkce jako regulátory fyzikálně-chemických poměrů (pH, iontové síly, osmotického tlaku, …).
Stopové prvky – koordinační sloučeniny iontů Fe, Zn a Co mají katalytické, aktivační a inhibiční funkce.

Organické sloučeniny – tvoří až 95 % suché hmoty. Většinou to jsou makromolekulární látky s vysokou molekulovou hmotností a složitou strukturou, souborně bývají nazývány biopolymery.

Organické sloučeniny živých systémů dělíme do 4 skupin:

Bílkoviny – makromolekulární látky; sestaveny z a-aminokyselin.

Funkce aminokyselin:
- stavební jednotky bílkovin
- prekurzory řady látek, např. hormonů, alkaloidů, porfyrinů, rostlinných barviv
- purinové a pyrimidinové báze jsou součástí nukleotidů a ty jsou:
  - stavebními jednotkami nukleových kyselin
  - přenašeči energie
  - složkami molekul biokatalyzátorů
Bílkoviny tvoří 50 – 80 % suché hmoty organismů, jsou to nejhojnější organické sloučeniny.
Funkce bílkovin:
- stavební
- odpůrná
- transportní
- vysoce specializované: - katalytické (enzymy)
- regulační (hormony)
- obranné (protilátky)
  Nejjednodušší bakterie obsahují ... přes 3 000 bílkovin,
  savčí buňka ... asi 10 000 druhů bílkovin,
  v lidském těle ... 5 milionů druhů bílkovin.
Nukleové kyseliny
makromolekulární sloučeniny, jejichž stavebními jednotkami jsou nukleotidy obsahující cukernou složku, dusíkatou bázi a zbytek kyseliny fosforečné (H3PO4).
Funkce nukleových kyselin: skladování, přenos a zpracování
genetické informace.

Bakterie obsahují ….. přes 1 000 druhů nukleových kyselin.

Podle složení a funkce se nukleové kyseliny dělí na DNA (deoxyribonukleová kyselina) a RNA (ribonukleová kyselina).

Druhová identita – identita každého druhu organismu je dána charakteristickou výbavou bílkovin a nukleových kyselin.
Sacharidy
v organismech se vyskytují ve formě monosacharidů, disacharidů až polysacharidů.

Funkce sacharidů:
- zdroj energie pro buněčnou aktivitu
- skladování energie (např. glykogen, škrob)
- některé nerozpustné polysacharidy tvoří extracelulární stavební materiál (celulosa, chitin)
- D-ribosa a deoxy-D-ribosa jsou součástí nukleotidů, které tvoří stavební jednotky
  nukleových kyselin

Lipidy – estery vyšších mastných kyselin a alkoholů nebo jejich derivátů. Převaha velkých nepolárních struktur (= struktury bez náboje) dodává lipidům olejovou nebo voskovou povahu ® nerozpustnost ve vodě. Nejpočetnější jsou:

triacylglyceroly
Funkce triacylglycerolů: zdroj a zásobní forma energie.

glycerol	triglicerol

polární lipidy – často obsahují fosfor, někdy též dusík. Funkce polárních lipidů: stavební složky biomembrán.

Další organické sloučeniny jsou konečné produkty a meziprodukty látkové přeměny. Jsou přítomny v buňkách ve velmi malých koncentracích (10-3 – 10-5 mol.l-1), protože většinou hned vstupují do dalších reakcí. V některých organismech se tyto látky ukládají v buňkách nebo se vylučují do vnějšího prostředí.