Es gibt vier Haupttypen oder Klassen von organischen Verbindungen, die in allen Lebewesen vorkommen: Kohlenhydrate, Lipide, Proteine, und Nukleinsäuren. Darüber hinaus gibt es andere organische Verbindungen, die in einigen Organismen vorkommen oder von diesen produziert werden können. Alle organischen Verbindungen enthalten Kohlenstoff, der normalerweise an Wasserstoff gebunden ist (andere Elemente können ebenfalls vorhanden sein). Schauen wir uns die wichtigsten Arten organischer Verbindungen genauer an und sehen Beispiele für diese wichtigen Moleküle.
Kohlenhydrate sind organische Verbindungen aus den Elementen Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff. Das Verhältnis von Wasserstoffatomen zu Sauerstoffatomen in Kohlenhydratmolekülen beträgt 2: 1. Organismen verwenden Kohlenhydrate als Energiequellen, Struktureinheiten und für andere Zwecke. Kohlenhydrate sind die größte Klasse organischer Verbindungen in Organismen.
Kohlenhydrate werden danach klassifiziert, wie viele Untereinheiten sie enthalten. Einfache Kohlenhydrate werden Zucker genannt. Ein Zucker aus einer Einheit ist a
Monosaccharid. Wenn zwei Einheiten miteinander verbunden werden, wird ein Disaccharid gebildet. Komplexere Strukturen bilden sich, wenn diese kleineren Einheiten miteinander verbunden sind, um Polymere zu bilden. Beispiele für diese größeren Kohlenhydratverbindungen umfassen Stärke und Chitin.Lipide bestehen aus Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Sauerstoffatomen. Lipide haben ein höheres Verhältnis von Wasserstoff zu Sauerstoff als Kohlenhydrate. Die drei Hauptgruppen von Lipiden sind Triglyceride (Fette, Öle, Wachse), Steroide und Phospholipide. Triglyceride bestehen aus drei Fettsäuren, die an ein Glycerinmolekül gebunden sind. Steroide haben jeweils ein Rückgrat aus vier miteinander verbundenen Kohlenstoffringen. Phospholipide ähneln Triglyceriden, außer dass anstelle einer der Fettsäureketten eine Phosphatgruppe vorhanden ist.
Lipide werden zur Energiespeicherung, zum Aufbau von Strukturen und als Signalmoleküle zur Unterstützung der Kommunikation zwischen Zellen verwendet.
Proteine bestehen aus Ketten von Aminosäuren, die Peptide genannt werden. Ein Protein kann aus einer einzelnen Polypeptidkette hergestellt sein oder eine komplexere Struktur aufweisen, in der sich Polypeptiduntereinheiten zu einer Einheit zusammenschließen. Proteine bestehen aus Wasserstoff-, Sauerstoff-, Kohlenstoff- und Stickstoffatomen. Einige Proteine enthalten andere Atome wie Schwefel, Phosphor, Eisen, Kupfer oder Magnesium.
Proteine erfüllen in Zellen viele Funktionen. Sie werden verwendet, um Strukturen aufzubauen, biochemische Reaktionen zu katalysieren, eine Immunantwort zu erhalten, Materialien zu verpacken und zu transportieren und um die Replikation von genetischem Material zu unterstützen.
Eine Nukleinsäure ist eine Art biologisches Polymer, das aus Ketten von Nukleotidmonomeren besteht. Nukleotide, wiederum bestehen aus einer stickstoffhaltigen Base, einem Zuckermolekül und einer Phosphatgruppe. Zellen verwenden Nukleinsäuren, um die genetische Information eines Organismus zu codieren.
Zusätzlich zu den vier Hauptarten organischer Moleküle, die in Organismen vorkommen, gibt es viele andere organische Verbindungen. Dazu gehören Lösungsmittel, Arzneimittel, Vitamine, Farbstoffe, künstliche Aromen, Toxine und Moleküle, die als Vorläufer für biochemische Verbindungen verwendet werden. Hier sind einige Beispiele: