CHON:C炭素、H水素、O酸素、N窒素は、生物を構成する化学元素のグループです。周期表上の位置のため、これらの原子は、有機分子や共有結合分子の形成に適した特性を共有しています。
これらの4つの化学要素は、生体要素または生体要素と呼ばれる生物の分子のほとんどを構成します。それらは生物の分子に95%含まれているため、主要または主要な生体要素のグループに属します。
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上の画像には、CHONの分子と原子が示されています。炭素の分子単位としての六角形のリング。H 2分子(緑色)。O 2の二原子分子(青色)。そして三重結合を持つN 2(赤)の二原子分子。
それらは、共通の特性とは別に、生体分子の形成に適している理由を説明するいくつかの特性または特徴を持っています。原子量または質量が低いため、電気陰性度が高く、安定した強力な高エネルギー共有結合が形成されます。
それらは結合して、タンパク質、炭水化物、脂質、核酸などの有機生体分子の構造の一部を形成します。彼らはまた、生命が存在するために不可欠な無機分子の形成に参加しています。水、H 2 O など。
CHONの共通機能
低原子質量
彼らは低い原子質量を持っています。C、H、O、Nの原子質量は、12u、1u、16u、14uです。これにより、原子半径が小さくなり、安定した強力な共有結合を確立できます。
共有結合は、分子の形成に関与する原子が価電子を共有するときに形成されます。
原子質量が低く、したがって原子半径が小さいと、これらの原子は非常に電気陰性になります。
高い電気陰性度
C、H、O、Nは電気陰性度が高く、分子内で結合を形成するときに共有する電子を強く引き付けます。
これらの化学要素について説明されているすべての一般的な特性は、それらが形成する共有結合の安定性と強度にとって好ましいものです。
それらが形成する共有結合は、同じ元素が結合すると、非極性になり、O 2などの二原子分子を形成します。また、Hに対してOの場合のように、原子の1つが他の原子よりも電気陰性の場合、極性(または比較的極性)になることもあります。
これらの化学要素は、生物と自然の生物地球化学サイクルとして知られている環境との間の動きを持っています。
特別な機能
以下では、これらの化学元素のそれぞれが持っている、生体分子の構造的機能の理由となるいくつかの特殊性または特性について説明します。
炭素原子C
-Cは4価であるため、Cは4つの異なるまたは等しい元素と4つの結合を形成し、多種多様な有機分子を形成できます。
-他の炭素原子に結合して、長鎖を形成することができます。
-それはまた環状または閉じた分子を形成することができます。
-単結合、二重結合、三重結合を持つ分子を形成できます。Cに加えて純粋なHが構造にある場合、炭化水素について話します。それぞれ、アルカン、アルケン、アルキンです。
-OまたはNと結合することにより、結合は極性を獲得し、それが発生する分子の溶解性を促進します。
-O、H、Nなどの他の原子と結合することにより、有機分子の異なるファミリーを形成します。アルデヒド、ケトン、アルコール、カルボン酸、アミン、エーテル、エステルなどの化合物を形成できます。
-有機分子は、機能や生物学的活動に関連する異なる空間構造を持っています。
H原子
-すべての化学元素の中で最小の原子番号を持ち、Oと結合して水を形成します。
・このH原子は、有機分子を構成する炭素骨格に多く含まれています。
-生体分子内のCH結合の量が多いほど、酸化によって生成されるエネルギーが大きくなります。このため、脂肪酸の酸化は、炭水化物の異化で生成されるよりも多くのエネルギーを生成します。
Oアトム
Hと一緒に水を形成するのは生体要素です。酸素は水素よりも電気陰性度が高いため、水分子に双極子を形成できます。
これらの双極子は、水素結合と呼ばれる強い相互作用の形成を促進します。Hブリッジなどの弱い結合は、分子の溶解性や生体分子の構造の維持に不可欠です。
N原子
-アミノ酸のアミノグループ、およびヒスチジンなどの一部のアミノ酸の可変グループに含まれています。
-他の有機分子の中でも、アミノ糖、ヌクレオチドの窒素含有塩基、補酵素の形成に不可欠です。
チョンを構成する分子
水
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HとOは、2HとOの割合で水を形成する共有結合によって結合されます。酸素は水素よりも電気陰性であるため、極性型の共有結合を形成します。
このタイプの共有結合を持つことにより、多くの物質がそれらと水素結合を形成することにより、それらを溶解させることができます。水は生物や生物の構造の約70〜80%です。
水は普遍的な溶剤であり、自然や生物の多くの機能を果たします。それは構造的、代謝的および規制機能を持っています。水性媒体では、生物の化学反応のほとんどが、他の多くの機能の中で実行されます。
ガス
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無極性共有結合型、つまり電気陰性度に差がない結合により、Oなどの等しい原子が結合し、窒素や分子状酸素など、環境や生物に不可欠な大気ガスが形成されます。
生体分子
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これらの生体要素は互いに、そして他の生体要素と結びつき、生物の分子を形成します。
それらは共有結合によって結合され、モノマー単位または単純な有機分子を生じさせます。これらは、共有結合によって結合され、複雑な有機分子または高分子と超分子を形成します。
したがって、アミノ酸はタンパク質を形成し、単糖は炭水化物または炭水化物の構造単位です。脂肪酸とグリセロールはケン化可能な脂質を構成し、モノヌクレオチドは核酸DNAとRNAを構成します。
超分子の中には、例えば、とりわけ、糖脂質、リン脂質、糖タンパク質、リポタンパク質がある。
参考文献
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