Τέσσερις κύριες ομάδες οργανικών ενώσεων που συνθέτουν ζωντανούς οργανισμούς

Οι επιστήμονες συνήθως αναφέρονται σε ενώσεις που περιέχουν το στοιχείο άνθρακας ως οργανικές, αν και ορισμένες ενώσεις που περιέχουν άνθρακα δεν είναι οργανικές. Ο άνθρακας είναι μοναδικός μεταξύ άλλων στοιχείων επειδή μπορεί να συνδεθεί με σχεδόν απεριόριστους τρόπους με στοιχεία όπως το υδρογόνο, το οξυγόνο, το άζωτο, το θείο και άλλα άτομα άνθρακα. Κάθε ζωντανό ον χρειάζεται τέσσερις τύπους οργανικών ενώσεων για να επιβιώσει -- υδατάνθρακες, λιπίδια, νουκλεϊκά οξέα και πρωτεΐνες. Οι οργανισμοί συναντούν αυτές τις θεμελιώδεις ενώσεις στη διατροφή τους ή μπορεί να τις κάνουν μέσα στο σώμα τους.

Υδατάνθρακες

Οι υδατάνθρακες είναι οργανικές ενώσεις που περιέχουν άτομα άνθρακα, υδρογόνου και οξυγόνου σε αναλογία 1-2-1. Οι επιστήμονες αναγνωρίζουν τρεις διαφορετικούς τύπους υδατανθράκων που ποικίλλουν ως προς τον αριθμό των μορίων ζάχαρης που περιέχουν, σύμφωνα με τη Δρ Mary Jean Holland του Τμήματος Φυσικών Επιστημών στο Baruch College. Οι μονοσακχαρίτες, όπως η γλυκόζη, περιέχουν ένα μόριο σακχάρου. Οι δισακχαρίτες όπως η σακχαρόζη και η λακτόζη έχουν δύο μόρια σακχάρου. Οι πολυσακχαρίτες όπως το άμυλο και η κυτταρίνη είναι σύνδεσμοι πολυάριθμων μορίων σακχάρου. Οι οργανισμοί χρησιμοποιούν τους υδατάνθρακες ως ενέργεια, σε ορισμένες κυτταρικές δομές και ως τρόπο αποθήκευσης ενέργειας για μελλοντική χρήση. Ο καθηγητής William Reusch, στο Virtual Textbook of Organic Chemistry, αναφέρει ότι οι υδατάνθρακες είναι οι πιο άφθονες οργανικές ενώσεις στους οργανισμούς, με τη γλυκόζη να είναι η πιο γνωστή μορφή υδατανθράκων.

Λιπίδια

Τα λιπίδια αποτελούνται από ενώσεις όπως λίπη, έλαια και κεριά. Αυτές οι οργανικές ενώσεις αποθηκεύουν ενέργεια, σχηματίζουν δομικά συστατικά μέσα στα κύτταρα και χρησιμεύουν ως μόνωση στους οργανισμούς. Ο Δρ Alfred Merrill και η Dr. Rachel Shireman, γράφοντας στο Journal of Nutrition, δηλώνουν ότι η ανθρώπινη διατροφή πρέπει να περιλαμβάνει μόνο μερικούς βασικούς τύπους λιπιδίων:λινολεϊκό οξύ και τις βιταμίνες A, D, E και K. Η Διαιτητική Διατροφή του Υπουργείου Γεωργίας των ΗΠΑ το 2005 Οι κατευθυντήριες γραμμές για τους Αμερικανούς συνιστούν στους ενήλικες να περιορίσουν το λίπος στη διατροφή τους σε 20 έως 35 τοις εκατό των ημερήσιων θερμίδων.

Νουκλεϊκά Οξέα

Υπάρχουν δύο τύποι νουκλεϊκών οξέων στα ζωντανά όντα:το δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ (DNA) και το ριβονουκλεϊκό οξύ (RNA). Συχνά περιγράφεται ως το «σχέδιο» της ζωής, το DNA υπαγορεύει τους γενετικούς κώδικες των οργανισμών, οι οποίοι, με τη σειρά τους, καθορίζουν τα χαρακτηριστικά τους. Το DNA αποθηκεύει τις πληροφορίες για να δημιουργήσει έναν ειδικό τύπο RNA που ονομάζεται αγγελιοφόρο RNA ή mRNA. Το RNA είναι άμεσα υπεύθυνο για την παραγωγή πρωτεϊνών. Το DNA αποτελείται από μεμονωμένες μονάδες που ονομάζονται νουκλεοτίδια, που παίρνουν τη μορφή δύο χωριστών κλώνων που τυλίγονται μαζί σε ένα στριμμένο σχήμα που μοιάζει με σκάλα που ονομάζεται διπλή έλικα. Το RNA, που αποτελείται επίσης από νουκλεοτίδια, σχηματίζει έναν μόνο κλώνο πολύ στενά συνδεδεμένο με το DNA. Η μεταβλητότητα στις αλληλουχίες των νουκλεοτιδίων στο DNA και το RNA μας μας κάνει άτομα προσδιορίζοντας τις διάφορες πρωτεΐνες που παράγει το σώμα μας και, τελικά, τα χαρακτηριστικά που έχουμε.

Πρωτεΐνες

Οι πρωτεΐνες είναι πιθανώς η πιο ευέλικτη από όλους τους τύπους οργανικών ενώσεων που βρίσκονται στα ζωντανά όντα. Κάνουν ορισμένες αντιδράσεις δυνατές στους οργανισμούς, μεταφέρουν άλλες ενώσεις σε όλο το σώμα, βοηθούν τα μέρη του σώματος να κινούνται, παρέχουν δομή και βασικά συμβάλλουν σε όλες τις λειτουργίες μέσα στο σώμα. Όπως και άλλες οργανικές ενώσεις, οι πρωτεΐνες αποτελούνται από μικρότερα δομικά στοιχεία που ονομάζονται αμινοξέα. Οι περισσότερες πρωτεΐνες στη γη περιέχουν συνδυασμούς μόλις 20 αμινοξέων, σύμφωνα με το Hypertextbook Biotechnology του Πανεπιστημίου του Κολοράντο.