Leerdoel
- Bepaal de vier hoofdklassen van biologische macromoleculen
Kernpunten
- Biologische macromoleculen zijn belangrijke cellulaire componenten en vervullen een breed scala aan functies die noodzakelijk zijn voor het overleven en de groei van levende organismen.
- De vier belangrijkste klassen van biologische macromoleculen zijn koolhydraten, lipiden, eiwitten en nucleïnezuren.
Termen
- polymeerEen relatief groot molecuul dat bestaat uit een keten of netwerk van vele identieke of soortgelijke monomeren die chemisch aan elkaar zijn gebonden.
- monomeerEen betrekkelijk klein molecuul dat covalente bindingen kan vormen met andere moleculen van dit type om een polymeer te vormen.
Nutriënten zijn de moleculen die levende organismen nodig hebben om te overleven en te groeien, maar die dieren en planten niet zelf kunnen synthetiseren. Dieren verkrijgen voedingsstoffen door voedsel te consumeren, terwijl planten voedingsstoffen uit de bodem halen.
Veel kritische voedingsstoffen zijn biologische macromoleculen. De term “macromolecuul” werd in de jaren twintig van de vorige eeuw voor het eerst gebruikt door Nobelprijswinnaar Hermann Staudinger. Staudinger was de eerste die voorstelde dat veel grote biologische moleculen worden opgebouwd door kleinere biologische moleculen covalent aan elkaar te koppelen.
Biologische macromoleculen spelen een cruciale rol in de celstructuur en -functie. De meeste (maar niet alle) biologische macromoleculen zijn polymeren, dat wil zeggen moleculen die zijn opgebouwd door vele kleinere moleculen, monomeren genaamd, aan elkaar te koppelen. Gewoonlijk zijn alle monomeren in een polymeer hetzelfde, of lijken zij althans sterk op elkaar, en worden zij steeds weer aan elkaar gekoppeld om het grotere macromolecuul op te bouwen. Deze eenvoudige monomeren kunnen in veel verschillende combinaties aan elkaar worden gekoppeld om complexe biologische polymeren te maken, net zoals een paar soorten legoblokjes alles kunnen bouwen, van een huis tot een auto.
Voorbeelden van deze monomeren en polymeren zijn te vinden in de suiker die je in je koffie of thee doet. Gewone tafelsuiker is de disacharide sucrose (een polymeer), die is samengesteld uit de monosachariden fructose en glucose (die monomeren zijn). Als we veel koolhydraatmonomeren aan elkaar zouden rijgen, zouden we een polysacharide zoals zetmeel kunnen maken. De voorvoegsels “mono-” (één), “di-” (twee), en “poly-” (veel) geven aan hoeveel van de monomeren in een molecuul zijn samengevoegd.
Biologische macromoleculen bevatten allemaal koolstof in ring- of ketenvorm, wat betekent dat ze als organische moleculen worden geclassificeerd. Zij bevatten gewoonlijk ook waterstof en zuurstof, alsmede stikstof en andere minder belangrijke elementen.
Vier Klassen van Biologische Macromoleculen
Er zijn vier grote klassen van biologische macromoleculen:
- koolhydraten
- lipiden
- eiwitten
- nucleïnezuren
Elk van deze typen macromoleculen vervult een breed scala aan belangrijke functies binnen de cel; een cel kan zijn rol binnen het lichaam niet vervullen zonder veel verschillende typen van deze cruciale moleculen. In combinatie vormen deze biologische macromoleculen het grootste deel van de droge massa van een cel. (Watermoleculen vormen het merendeel van de totale massa van een cel.) Alle moleculen zowel binnen als buiten de cellen bevinden zich in een op water gebaseerd (d.w.z. waterig) milieu, en alle reacties van biologische systemen vinden in datzelfde milieu plaats.