Lerntext Biomoleküle

Navid und Antonin, 18.11.2017

Dieser Hypertext präsentiert das Ergebnis einer Internet-Recherche über Biomoleküle.

Gliederung

	Was ist ein Biomolekül?
	Lipide
	Phospholipide
	Glycolipide
	Sterol
	Vitamine
	Homone
	Neurotransmitter
	Biomoleküle und Wasser

Ein Biomolekül ist eine in Lebewesen vorkommende chemische Verbindung. Biomoleküle in Lebewesen sind hauptsächlich aus Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel und Phosphor zusammengesetzt. Biomoleküle sind Bausteine des Lebens und erfüllen wichtige Funktionen in Lebewesen. Zu den kleinen Biomolekülen zählen: Lipide, Phospholipide, Glycolipide, Sterol, Vitamine, Hormone und Neurotransmitter.

Lipide ist eine Sammelbezeichnung für ganz oder zumindest größtenteils wasserunlösliche (hydrophobe) Naturstoffe, die sich dagegen aufgrund ihrer geringen Polarität sehr gut in hydrophoben bzw. lipophilen Lösungsmitteln wie Hexan lösen. Ihre Wasserunlöslichkeit rührt vor allem von den langen Kohlenwasserstoff-Resten, welche die allermeisten Lipide besitzen.

In lebenden Organismen werden Lipide hauptsächlich als Strukturkompenente in Zellmembranen, als Energiespeicher oder als Signalmoleküle gebraucht. Die meisten biologischen Lipide sind amphiphil, besitzen also einen lipophilenKohlenwasserstoff-Rest und eine polare hydrophile Kopfgruppe, deshalb bilden sie in polaren Lösungsmitteln wie Wasser Micellen oder Membranen. Oft wird der Begriff Fett als Synonym für Lipide gebraucht, jedoch stellen die Fette nur eine Untergruppe der Lipide dar (nämlich die Gruppe der Triglyceride).

Die Lipide können in sieben Gruppen eingeteilt werden: Fettsäuren, Triacylglyceride (Fette und Öle), Wachse, Phospholipide, Sphingolipide, Lipopolysaccharide und Isoprenoide (Steroide, Carotinoide etc.)

Phospholipide sind phosphorhaltige Lipide. Sie gehören zur Familie der Membranlipide und bilden den Hauptbestandteil der Doppellipidschicht, einer Biomembran. Sie setzen sich aus einem hydrophilen Kopf und zwei hydrophoben Kohlenwasserstoffschwänzen zusammen. Sie sind somit amphiphil.

Phospholipide bilden in Wasser eine Doppellipidschicht (Liposom). Die häufigsten in einer Zellmembran auftretenden Phospholipide sind Phosphatidylcholine (auch Lecithine, kurz PC), Phosphatidylethanolamine (PE), Phosphatidylserine und Sphingomyeline.

Glycolipide auch Glycolipoide oder Glykolipide sind phosphorfreie Strukturlipide oder Membranlipide (Bestandteile von Zellmembranen), bei denen ein oder mehrere Mono- oder Oligosaccharideglycosidisch an ein Lipid-Molekül gebunden sind. Das Lipid besteht aus Fettsäuren, die über Ester-Bindungen mit Glycerin oder über Amid-Bindungen mit Sphingosin verbunden sind. Glycolipide kommen in allen Geweben vor, allerdings ausschließlich auf der Außenseite der Lipiddoppelschicht.

Steroide, auch Sterole, sind eine Gruppe von biochemisch wichtigen Naturstoffen aus der Obergruppe der Steroide. Grundgerüst ist das Sterin, ein Steran mit einer 3ß-Hydroxylgruppe.

Vitamine sind organische Verbindungen, die der Organismus nicht als Energieträger, sondern für andere lebenswichtige Funktionen benötigt, die jedoch der Stoffwechsel zum größten Teil nicht synthetisieren kann. Sie müssen deshalb mit der Nahrung aufgenommen werden. Einige Vitamine werden dem Körper als Vorstufen (Provitamine) zugeführt, die der Körper dann erst in die Wirkform umwandelt. Man unterteilt Vitamine in fettlösliche (lipophile) und wasserlösliche (hydrophile) Vitamine.

Hormone übermitteln innerhalb eines Lebewesens Informationen von einem Organ zum anderen oder von einem Gewebe zum anderen. Im Gegensatz zur hohen Geschwindigkeit bei der durch Nerven vermittelten Information können von der Hormonausschüttung bis zu ihrer Wirkung einige Sekunden (z.B. Adrenalin) bis Stunden vergehen. Hormone in tierischen Lebewesen werden durch den Blutkreislauf zu ihren Zielorganen transportiert. Eine Ausnahme bilden Gewebshormone, die im selben Organ gebildet werden und wirken.

Neurotransmitter sind heterogene biochemische Stoffe, welche die Information von einer Nervenzelle zur anderen über die Kontaktstelle der Nervenzellen, der Synapse, weitergeben. In die Synapse einlaufende elektrische Impulse (Aktionspotenziale) veranlassen die Ausschüttung der chemischen Botenstoffe aus ihren Speicherorten, den synaptischen Vesikeln. Das geschieht durch einen exocytotischen Mechanismus. Durch die Fusion der Vesikelmembran mit der Membran der präsynaptischen Nervenendigung gelangen die Transmittermoleküle in den synaptischen Spalt, durch den sie zu den Rezeptoren des nachgeschalteten postsynaptischen Neurons diffundieren. Die Neurotransmitter werden nach ihrer Ausschüttung auf verschiedene Weise deaktiviert und/oder abgebaut.

Die meisten Biomoleküle können nur im Lösungsmittel Wasser ihre Form und Funktion entfalten. Im Wasser finden der zelluläre Transport, die enzymkatalysierten Reaktionen des Stoffwechsels sowie die Übertragung der chemischen Energie statt. Wasser fungiert auch als ein chemisches Reagenz, denn es ist als Reaktionspartner an vielen biochemischen Reaktionen (beispielsweise der Photosynthese) beteiligt.

Navid und Antonin, CC BY-NC-SA 4.0