انواع ترکیبات آلی: راهنمای جامع و کاربردی
ترکیبات آلی به دلیل ارتباط مستقیمشان با موجودات زنده، این نام را به خود گرفتهاند. این مولکولها سنگ بنای حیات هستند و به همین دلیل، در شاخههای شیمی آلی و بیوشیمی به طور گسترده مورد مطالعه قرار میگیرند.
چهار دسته اصلی از ترکیبات آلی در تمام موجودات زنده یافت میشوند: کربوهیدراتها، لیپیدها (چربیها)، پروتئینها و اسیدهای نوکلئیک. علاوه بر این، ترکیبات آلی دیگری نیز وجود دارند که ممکن است در برخی از موجودات زنده یافت یا تولید شوند. نکتهی مشترک همهی ترکیبات آلی، وجود کربن است که معمولاً به هیدروژن متصل است (البته ممکن است عناصر دیگری نیز وجود داشته باشند).
در ادامه، نگاهی دقیقتر به انواع اصلی ترکیبات آلی و مثالهایی از این مولکولهای حیاتی خواهیم داشت.
کربوهیدراتها: سوخت و ساز بدن و ساختار سلولی
کربوهیدراتها، ترکیبات آلی هستند که از عناصر کربن، هیدروژن و اکسیژن تشکیل شدهاند. نسبت اتمهای هیدروژن به اکسیژن در این مولکولها معمولاً ۲:۱ است. موجودات زنده از کربوهیدراتها به عنوان منبع انرژی، واحدهای سازنده و برای اهداف دیگر استفاده میکنند. کربوهیدراتها بزرگترین دسته از ترکیبات آلی موجود در بدن موجودات زنده به شمار میروند.
کربوهیدراتها بر اساس تعداد زیر واحدهای تشکیلدهندهشان طبقهبندی میشوند. کربوهیدراتهای ساده را قند مینامند. قندی که از یک واحد تشکیل شده باشد، مونوساکارید نامیده میشود. اگر دو واحد به هم متصل شوند، یک دیساکارید تشکیل میشود. ساختارهای پیچیدهتر زمانی شکل میگیرند که این واحدهای کوچکتر به هم متصل شده و پلیمرها را تشکیل دهند. نشاسته و کیتین مثالهایی از این ترکیبات کربوهیدراتی بزرگتر هستند.
نمونههایی از کربوهیدراتها:
- گلوکز
- فروکتوز
- سوکروز (شکر خوراکی)
- کیتین
- سلولز
لیپیدها: ذخیره انرژی، ساختار و پیامرسانی سلولی
لیپیدها از اتمهای کربن، هیدروژن و اکسیژن تشکیل شدهاند. نسبت هیدروژن به اکسیژن در لیپیدها بیشتر از کربوهیدراتها است. سه گروه اصلی لیپیدها عبارتند از تریگلیسیریدها (چربیها، روغنها، مومها)، استروئیدها و فسفولیپیدها. تریگلیسیریدها از سه اسید چرب متصل به یک مولکول گلیسرول تشکیل شدهاند. استروئیدها دارای یک ساختار اصلی از چهار حلقه کربنی متصل به یکدیگر هستند. فسفولیپیدها شبیه تریگلیسیریدها هستند، با این تفاوت که به جای یکی از زنجیرههای اسید چرب، یک گروه فسفات وجود دارد.
لیپیدها برای ذخیره انرژی، ساختن ساختارها و به عنوان مولکولهای سیگنالدهنده برای کمک به سلولها در برقراری ارتباط با یکدیگر استفاده میشوند.
نمونههایی از لیپیدها:
- کلسترول
- پارافین
- روغن زیتون
- مارگارین
- کورتیزول
- استروژن
- لایه دوگانه فسفولیپیدی که غشای سلول را تشکیل میدهد
پروتئینها: سازندگان و تسهیلگران حیات
پروتئینها از زنجیرههای اسیدهای آمینه به نام پپتید تشکیل شدهاند. یک پروتئین ممکن است از یک زنجیره پلیپپتیدی واحد ساخته شده باشد یا ساختار پیچیدهتری داشته باشد که در آن زیر واحدهای پلیپپتیدی برای تشکیل یک واحد با هم ترکیب میشوند. پروتئینها از اتمهای هیدروژن، اکسیژن، کربن و نیتروژن تشکیل شدهاند. برخی از پروتئینها حاوی اتمهای دیگری مانند گوگرد، فسفر، آهن، مس یا منیزیم هستند.
پروتئینها عملکردهای بسیاری در سلولها دارند. آنها برای ساختن ساختار، کاتالیز کردن واکنشهای بیوشیمیایی، پاسخ ایمنی، بستهبندی و انتقال مواد و کمک به تکثیر مواد ژنتیکی استفاده میشوند.
نمونههایی از پروتئینها:
- آنزیمها
- کلاژن
- کراتین
- آلبومین
- هموگلوبین
- میوگلوبین
- فیبرین
اسیدهای نوکلئیک: حافظان اطلاعات ژنتیکی
اسید نوکلئیک نوعی پلیمر زیستی است که از زنجیرههای مونومرهای نوکلئوتیدی تشکیل شده است. نوکلئوتیدها نیز به نوبه خود از یک باز نیتروژنی، یک مولکول قند و یک گروه فسفات تشکیل شدهاند. سلولها از اسیدهای نوکلئیک برای رمزگذاری اطلاعات ژنتیکی یک موجود زنده استفاده میکنند.
نمونههایی از اسیدهای نوکلئیک:
- DNA (دئوکسیریبونوکلئیک اسید)
- RNA (ریبونوکلئیک اسید)
سایر ترکیبات آلی: دنیای متنوع مولکولها
علاوه بر چهار نوع اصلی مولکولهای آلی که در موجودات زنده یافت میشوند، ترکیبات آلی بسیار دیگری نیز وجود دارند. این ترکیبات شامل حلالها، داروها، ویتامینها، رنگها، طعمدهندههای مصنوعی، سموم و مولکولهایی هستند که به عنوان پیشساز ترکیبات بیوشیمیایی استفاده میشوند.
در اینجا چند نمونه از این ترکیبات آورده شده است:
- استالدهید
- استامینوفن
- استون
- استیلن
- بنزآلدهید
- بیوتین
- برموفنل بلو
- کافئین
- تتراکلرید کربن
- فولرن
- هپتان
- متانول
- گاز خردل
- وانیلین
- شیمی
- علم
