Quelle est la composition chimique des êtres vivants?

La composition chimique de êtres vivants se base surles molécules organiques et certains éléments inorganiques, plus ou moins dans les mêmes proportions et qui exercent des fonctions similaires dans chacun d'eux.

Les organismes vivants sont composés de cellules et ces cellules ont des degrés de complexité différents dans leur organisation. Certains sont relativement simples, comme les bactéries, et d'autres se caractérisent par des modèles d'organisation plus complexes, avec de nombreux autres éléments dans leur organisation interne, comme c'est le cas avec la plupart des cellules eucaryotes.

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Les éléments structurels de la matière vivante sont constitués de biomolécules et les principaux constituants de la plupart de ces biomolécules sont, dans le cas de l'être humain, par exemple, le carbone (50%), l'oxygène (20%), l'hydrogène (10%) , Azote (8.5%), le calcium (4%) et le phosphore (2.5%) (toutes les valeurs liées au poids sec).

Ces six éléments représentent environ 95% de la composition totale de la matière organique, les 5% restants correspondent à d'autres éléments tels que: potassium, soufre, sodium, chlore, magnésium, fer, manganèse et iode.

Il convient de noter que la majeure partie de la composition des organismes (plus de 60% du poids corporel) est de l'eau à l'état liquide, qui est un élément fondamental pour la vie car les structures intracellulaires et les cellules elles-mêmes y sont immergées.

Ce milieu liquide donne aux cellules les conditions les plus importantes nécessaires et toutes les réactions biochimiques pertinentes pour la survie sont développées.

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Composition chimique des êtres vivants

- Biomolécules complexes

Plusieurs des principaux éléments qui entrent dans la composition de la matière vivante sont combinés dans diverses proportions pour former différents ensembles de petites molécules organiques, qui à leur tour servent d'éléments structurels pour la formation de biomolécules plus complexes.

La relation entre ces éléments structurels et les principales biomolécules complexes des organismes est la suivante:

- Dexyribonucléotides et acide désoxyribonucléique (ADN)

- Ribonucléotides et acide ribonucléique (ARN)

- Acides et protéines aminés

- Monosaccharides et polysaccharides

- Acides gras et lipidiques

Dexyribonucléotides et acide désoxyribonucléique

L'acide désoxyribonucléique ou ADN contient les informations héréditaires de tous les êtres vivants et procaryotes et eucaryotes. Cette biomolécule importante détermine également les principales caractéristiques d'une cellule, à la fois du point de vue morphologique et métabolique, structurel et de son point de développement.

L'ADN code les informations nécessaires à la synthèse des protéines, ainsi que celle requise pour synthétiser l'ARN, qui est une autre molécule organique importante nécessaire à la synthèse et au contrôle de nombreux processus cellulaires.

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Il s'agit d'un polymère composé de deux brins de sous-unités appelés nucléotides, dont les structures sont formées par une molécule de désoxyribose (un monosaccharide de 5 atomes de carbone), un ou plusieurs groupes de phosphate et une base azotée d'un ou deux anneaux (Purine ou Pyrimidine, respectivement ).

Les bases puriques de l'ADN sont l'adénine (A) et la guanine (G), tandis que les bases de pyrimidine sont Timin (T) et la cytosine (C).

Linéairement, les nucléotides du même brin d'ADN se rejoignent à travers des liaisons phosphodiéster, qui se composent de groupes de phosphate et de sucres auxquels ils sont unis de manière covalente.

Les bases présentes dans l'un des brins sont jointes avec complémentation à ceux qui sont confrontés à ceux-ci dans l'autre brin par des ponts d'hydrogène, toujours de la même manière: adénine avec timin (AT) et guanine avec cytosine (GC).

Différentes bases d'azote dans l'ADN et l'ARN.
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Ribonucléotides et acide ribonucléique

Tout comme l'ADN, l'acide ribonucléique est une biomolécule et est celui qui est responsable du processus d'union d'acides aminés qui composent les protéines, ainsi que dans d'autres processus plus complexes de régulation et de contrôle de l'expression des gènes.

C'est aussi un biopolymère, mais les nucléotides qui le forment sont appelés ribonucléotides, car le monosaccharide que la structure n'est pas un désoxyribose, comme dans l'ADN, mais un ribose. Ils ont également un ou plusieurs groupes de phosphate et leurs bases azotées diffèrent par rapport à celles de l'ADN dans lesquelles la guanine n'est pas présente, mais l'uracile (U).

Acides et protéines aminés

Les protéines sont des biomolécules qui peuvent atteindre différents degrés de complexité et sont significativement polyvalentes en termes de structure et de fonction. Ceux-ci donnent non seulement une structure et une forme aux cellules, mais ils peuvent également avoir des activités qui permettent le développement rapide de réactions biochimiques essentielles (enzymes).

Quel que soit le type de protéine qui parle, tous sont formés par des "blocs" de base appelés acides aminés, qui sont des molécules qui ont un atome de carbone «asymétrique» attaché à un groupe amino (-NH2), à un groupe carboxyle (-COOH), à un atome d'hydrogène (-H) et à un groupe R qui les différencie.

Représentation graphique de la structure d'une protéine ribosomale (Source: Jawahar Swaminathan et MSD Staff à l'Institut européen de bioinformatique [Domaine public] via Wikimedia Commons)

Les acides aminés les plus courants dans la nature sont de 20 et sont classés par rapport à l'identité du groupe R; ceux-ci sont:

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- Asparagine, glutamine, tyrosine, sérine, treonine (polaire)

- Acide asparactique, acide glutamique, arginine, lysine, histidine (ceux avec charge) et

- Glycine, alanine, valine, leucine, isoleucine, tryptophane, proline, cystéine, méthionine et phénylalanine (apolaire).

Une fois l'ADN traduit dans une molécule d'ARN, chaque triplet nucléotidique représente un code qui indique la structure qui synthétise les protéines (ribosomes) quel type d'acide aminé doit incorporer dans la chaîne peptidique en croissance.

Les polypeptides qui forment les protéines se produisent alors, grâce à l'union entre leurs acides aminés, qui consiste à établir un lien peptidique Entre le groupe carboxyle carbone d'un acide aminé et l'azote du groupe d'acides aminés adjacent.

Monosaccharides et polysaccharides

Les glucides proviennent des biomolécules les plus abondantes des êtres vivants. Ils remplissent des fonctions de base telles que les éléments structurels, nutritionnels, les signes, etc. Ils sont formés par du carbone chimique, de l'hydrogène et des complexes d'oxygène dans différentes proportions.

Les plantes proviennent des principaux producteurs de glucides naturels et la plupart des animaux dépendent d'eux pour subsister, car ils extraient de l'énergie, de l'eau et du carbone.

Cellulose, un biopolymère structurel (source: vicente net [cc by (https: // createVecommons.Org / licences / par / 4.0)] via Wikimedia Commons)

Les glucides structurels des légumes (cellulose, lignine, etc.), Ainsi que ceux des plantes (amidon) et de nombreux animaux (glycogène), ce sont des polysaccharides plus ou moins complexes qui se composent de polymères d'unités de sucre simple ou monosaccharide (principalement du glucose).

Acides gras et lipidiques

Les lipides sont des composés insolubles dans l'eau qui constituent la substance fondamentale des membranes biologiques élémentaires du point de vue fonctionnel et structurel de toutes les cellules vivantes.

Ce sont des molécules amphipatiques, c'est-à-dire des molécules qui ont une extrémité hydrophile et un autre hydrophobe. Ils sont formés par des chaînes d'acides gras liées à un squelette de carbone.

Certains des lipides les plus courants (Source: le téléchargeur d'origine était LMAP à l'anglais Wikipedia. [Gfdl 1.2 (http: // www.gnou.Org / licences / anciens licences / fdl-1.2.html)] via Wikimedia Commons)

Les acides gras sont des hydrocarbures, c'est-à-dire que des atomes de carbone et d'hydrogène se sont unis ensemble.

L'association de plusieurs lipides bicouches est ce qui rend possible la formation d'une membrane et les caractéristiques d'hydrophobicité de cette structure, ainsi que la présence de protéines complètes et périphériques, en font une structure semi-perméable.

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- Eau

Photographie de José Manuel Suárez [CC par (https: // CreativeCommons.Org / licences / par / 2.0)], via Wikimedia Commons

L'eau (H2O) est l'un des éléments chimiques les plus importants pour les êtres vivants et les cellules qui les composent. Une grande partie du poids corporel des animaux et des plantes est composée de ce liquide incolore.

Grâce à la photosynthèse que les plantes effectuent, l'eau est la principale source d'oxygène que les animaux respirent et aussi les atomes d'hydrogène qui font partie des composés organiques.

Il est considéré comme le solvant universel et ses propriétés le rendent particulièrement important pour le développement de pratiquement toutes les réactions biochimiques qui caractérisent les organismes vivants.

S'il est envisagé du point de vue cellulaire, l'eau est divisée en "compartiments":

• L'espace intracellulaire, où le cytosol est formé par l'eau avec d'autres substances mixtes, du liquide dans lequel les organites cellulaires eucaryotes sont suspendus.
• L'espace extracellulaire, qui consiste dans l'environnement qui entoure les cellules, soit dans un tissu, soit dans un environnement naturel (organismes unicellulaires).

- Ions

Une grande partie des éléments chimiques des cellules se présentent sous la forme des biomolécules mentionnées ci-dessus et beaucoup d'autres ont omis dans ce texte. Cependant, d'autres éléments chimiques importants se présentent sous la forme d'ions.

Les membranes cellulaires sont généralement imperméables aux ions dissous dans l'environnement interne ou externe des cellules, afin qu'ils puissent entrer ou les laisser par des transporteurs ou des canaux spéciaux.

La concentration ionique du milieu extracellulaire ou cytosol influence les caractéristiques osmotiques et électriques des cellules, ainsi que dans différents processus de signalisation cellulaire qui en dépendent.

Parmi les ions les plus importants pour les tissus animaux et végétaux figurent le calcium, le potassium et le sodium, le chlore et le magnésium.

Les références

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