Definujeme si biomolekuly z hľadiska štruktúry a funkcie v živých sústavách. Inými slovami, pozrieme sa na nukleové kyseliny, bielkoviny, tuky a cukry nielen z hľadiska biologického ale aj chemického.
Čo sú to makromolekuly a prečo sú také dôležité?
Biomolekuly predstavujú rôznorodú skupinu látok, ktoré sú súčasťou každého živého organizmu. Okrem relatívne malých molekúl, akými sú niektoré bunkové metabolity alebo produkty, sem patria aj biomolekuly s veľkou molekulovou hmotnosťou, ktoré sa nazývajú biomakromolekuly, alebo skrátene makromolekuly. Zaraďujeme sem predovšetkým nukleové kyseliny a bielkoviny, ale pre úplnosť aj sacharidy a lipidy.
Nukleové kyseliny
Nukleové kyseliny sú lineárne biomakromolekuly zložené z nukleotidov pospájaných cez fostátový zvyšok prostredníctvom fosfodiesterových väzieb. Medzi nukleové kyseliny, nachádzajúce sa v živých bunkách a vírusoch, patria DNA a RNA. DNA tvorí takmer vždy dvojzávitnicu, kde na základe pravidla komplementarity báz je A oproti T a C oproti G. RNA tvorí mnoho typov, ktoré majú v bunkách odlišné funkcie, napr. zúčastňuje sa pri transkripcii a translácii, oprave DNA alebo pri jave RNA interferencie.
Aminokyseliny - základné stavebné jednotky bielkovín
Primárna štruktúra bielkovín je tvorená lineárnym reťazcom aminokyselín navzájom pospájaných peptidovou väzbou. Pre tvorbu bielkovín majú význam α-aminokyseliny. Hoci existuje niekoľko desiatok aminokyselín, v bielkovinách sa pravidelne vyskytuje len 20. Sú označované ako proteinogénne, tzn. proteín tvoriace aminokyseliny.
Bielkoviny
Bielkoviny sú biopolyméry zložené z aminokyselín, ktoré sú nepostrádateľné pre život. Bielkoviny a menšie jednotky - peptidy - plnia v organizme mnohé základné funkcie: štruktúrne, katalytické, transportné, pohybové, obranné a regulačné. Bielkoviny nie sú zdrojom energie.
Enzýmy
Existencia života je založená na obrovskom množstve biochemických reakcií. Tieto reakcie prebiehajú v prostredí s pomerne nízkou koncentráciou reaktantov, pri nízkych teplotách, za normálneho tlaku a za zhruba neutrálneho pH, to znamená, že bez prítomnosti enzýmov, by vôbec nemohli prebiehať. Enzýmy sa teda označujú ako biokatalyzátory.
Sacharidy
Sacharidy (cukry) sú dôležité prírodné zlúčeniny, ktoré vznikajú v procese fotosyntetickej asimilácie - fotosyntézy - z vody a oxidu uhličitého. V živých organizmoch predstavujú sacharidy hlavný zdroj energie pre metabolické pochody a sú aj dôležitou stavebnou zložkou.
Lipidy
Lipidy sú chemicky variabilnou skupinou látok so spoločnou vlastnosťou - hydrofobicitou. Najjednoduchšie lipidy sú mastné kyseliny, ktoré podľa počtu dvojitých väzieb v molekule môžu byť nasýtené alebo nenasýtené. Tuky sú estery vyšších mastných kyselín a glycerolu. Fosfolipidy sú bipolárne lipidy, ktoré tvoria hlavnú zložku biomembrán. Vosky sú lipidy charakteristické pre rastliny.