Bahan organik adalah senyawa kimia yang mengandung karbon. Satu-satunya pengecualian adalah asam karbonat, karbida, karbonat, sianida dan oksida karbon.
Sejarah
Istilah "zat organik" sendiri muncul dalam kehidupan sehari-hari para ilmuwan pada tahap awal perkembangan kimia. Pada saat itu, pandangan dunia vitalistik mendominasi. Itu adalah kelanjutan dari tradisi Aristoteles dan Pliny. Selama periode ini, para pakar sibuk membagi dunia menjadi hidup dan tidak hidup. Pada saat yang sama, semua zat, tanpa kecuali, jelas dibagi menjadi mineral dan organik. Diyakini bahwa untuk sintesis senyawa zat "hidup", diperlukan "kekuatan" khusus. Itu melekat pada semua makhluk hidup, dan elemen organik tidak dapat terbentuk tanpanya.
Pernyataan ini, menggelikan bagi ilmu pengetahuan modern, mendominasi untuk waktu yang sangat lama, sampai pada tahun 1828 Friedrich Wöhler secara eksperimental membantahnya. Ia mampu memperoleh urea organik dari amonium sianat anorganik. Ini mendorong chemistry ke depan. Namun, pembagian zat menjadi organik dan anorganik telah dipertahankan di masa sekarang. Ini mendasari klasifikasi. Hampir 27 juta senyawa organik diketahui.
Mengapa ada begitu banyak senyawa organik?
Materi organik, dengan beberapa pengecualian, adalah senyawa karbon. Sebenarnya, ini adalah elemen yang sangat aneh. Karbon mampu membentuk rantai dari atom-atomnya. Sangat penting bahwa koneksi di antara mereka stabil.
Selain itu, karbon dalam zat organik menunjukkan valensi - IV. Dari sini dapat disimpulkan bahwa elemen ini dapat membentuk ikatan dengan zat lain tidak hanya tunggal, tetapi juga ganda dan rangkap tiga. Seiring bertambahnya jumlah mereka, rantai atom akan menjadi lebih pendek. Pada saat yang sama, stabilitas koneksi hanya meningkat.
Selain itu, karbon memiliki kemampuan untuk membentuk struktur datar, linier, dan tiga dimensi. Itulah mengapa ada begitu banyak zat organik yang berbeda di alam.
Komposisi
Seperti disebutkan di atas, bahan organik adalah senyawa karbon. Dan ini sangat penting. Senyawa organik muncul ketika dikaitkan dengan hampir semua elemen tabel periodik. Di alam, paling sering komposisinya (selain karbon) termasuk oksigen, hidrogen, belerang, nitrogen, dan fosfor. Elemen yang tersisa jauh lebih langka.
Properti
Jadi, bahan organik adalah senyawa karbon. Namun, ada beberapa kriteria penting yang harus dipenuhi. Semua zat yang berasal dari organik memiliki sifat yang sama:
1. Ada di antara atomtipologi ikatan yang berbeda pasti mengarah pada munculnya isomer. Pertama-tama, mereka dibentuk oleh kombinasi molekul karbon. Isomer adalah zat berbeda yang memiliki berat molekul dan komposisi yang sama, tetapi sifat kimia dan fisiknya berbeda. Fenomena ini disebut isomerisme.
2. Kriteria lain adalah fenomena homologi. Ini adalah rangkaian senyawa organik, di mana rumus zat tetangganya berbeda dari yang sebelumnya oleh satu kelompok CH2. Sifat penting ini diterapkan dalam ilmu material.
Apa kelas zat organik?
Ada beberapa kelas senyawa organik. Mereka dikenal semua orang. Ini adalah protein, lipid dan karbohidrat. Kelompok-kelompok ini dapat disebut polimer biologis. Mereka terlibat dalam metabolisme pada tingkat sel dalam organisme apa pun. Juga termasuk dalam kelompok ini adalah asam nukleat. Jadi kita dapat mengatakan bahwa bahan organik adalah apa yang kita makan setiap hari, terbuat dari apa kita.
Protein
Protein terdiri dari komponen struktural - asam amino. Ini adalah monomer mereka. Protein disebut juga protein. Sekitar 200 jenis asam amino diketahui. Semuanya ditemukan dalam organisme hidup. Tetapi hanya dua puluh di antaranya yang merupakan komponen protein. Mereka disebut dasar. Tetapi dalam literatur Anda juga dapat menemukan istilah yang kurang populer - asam amino proteinogenik dan pembentuk protein. Rumus golongan bahan organik ini mengandung komponen amina (-NH2) dan karboksil (-COOH). Mereka terhubung satu sama lain oleh ikatan karbon yang sama.
Fungsi Protein
Protein dalam tubuh tumbuhan dan hewan melakukan banyak fungsi penting. Tapi yang utama adalah struktural. Protein adalah komponen utama membran sel dan matriks organel dalam sel. Dalam tubuh kita, semua dinding arteri, vena dan kapiler, tendon dan tulang rawan, kuku dan rambut sebagian besar terdiri dari protein yang berbeda.
Fungsi selanjutnya adalah enzimatis. Protein berperan sebagai enzim. Mereka mengkatalisis reaksi kimia dalam tubuh. Mereka bertanggung jawab atas pemecahan nutrisi di saluran pencernaan. Pada tumbuhan, enzim memperbaiki posisi karbon selama fotosintesis.
Beberapa jenis protein membawa berbagai zat di dalam tubuh, seperti oksigen. Bahan organik juga dapat bergabung dengan mereka. Beginilah cara kerja fungsi transportasi. Protein membawa ion logam, asam lemak, hormon dan, tentu saja, karbon dioksida dan hemoglobin melalui pembuluh darah. Transportasi juga terjadi pada tingkat antar sel.
Senyawa protein - imunoglobulin - bertanggung jawab atas fungsi pelindung. Ini adalah antibodi darah. Misalnya, trombin dan fibrinogen secara aktif terlibat dalam proses koagulasi. Dengan demikian, mereka mencegah lebih banyak kehilangan darah.
Protein juga bertanggung jawab untuk melakukan fungsi kontraktil. Karena fakta bahwa protofibril miosin dan aktin terus-menerus melakukan gerakan geser relatif satu sama lain, serat otot berkontraksi. Tetapi bahkan pada organisme uniseluler, serupaproses. Pergerakan flagela bakteri juga berhubungan langsung dengan gesernya mikrotubulus yang bersifat protein.
Oksidasi bahan organik melepaskan sejumlah besar energi. Tapi, sebagai aturan, protein dikonsumsi untuk kebutuhan energi sangat jarang. Ini terjadi ketika semua stok habis. Lipid dan karbohidrat paling cocok untuk ini. Oleh karena itu, protein dapat melakukan fungsi energi, tetapi hanya dalam kondisi tertentu.
Lipid
Senyawa seperti lemak juga merupakan zat organik. Lipid termasuk dalam molekul biologis paling sederhana. Mereka tidak larut dalam air, tetapi terurai dalam larutan non-polar seperti bensin, eter, dan kloroform. Mereka adalah bagian dari semua sel hidup. Secara kimia, lipid adalah ester alkohol dan asam karboksilat. Yang paling terkenal di antaranya adalah lemak. Dalam tubuh hewan dan tumbuhan, zat ini melakukan banyak fungsi penting. Banyak lipid digunakan dalam pengobatan dan industri.
Fungsi lipid
Bahan kimia organik ini, bersama dengan protein dalam sel, membentuk membran biologis. Tapi fungsi utamanya adalah energi. Ketika molekul lemak dioksidasi, sejumlah besar energi dilepaskan. Ini pergi ke pembentukan ATP dalam sel. Dalam bentuk lipid, sejumlah besar cadangan energi dapat terakumulasi dalam tubuh. Kadang-kadang mereka bahkan lebih dari yang diperlukan untuk pelaksanaan kehidupan normal. Dengan perubahan patologis dalam metabolisme sel "lemak", itu menjadi lebih. Meskipundalam keadilan, perlu dicatat bahwa cadangan berlebihan seperti itu hanya diperlukan untuk hewan dan tumbuhan yang berhibernasi. Banyak orang percaya bahwa pohon dan semak memakan tanah selama periode dingin. Pada kenyataannya, mereka menggunakan cadangan minyak dan lemak yang mereka buat selama musim panas.
Dalam tubuh manusia dan hewan, lemak juga dapat melakukan fungsi pelindung. Mereka disimpan di jaringan subkutan dan di sekitar organ seperti ginjal dan usus. Dengan demikian, mereka berfungsi sebagai perlindungan yang baik terhadap kerusakan mekanis, yaitu kejutan.
Selain itu, lemak memiliki tingkat konduktivitas termal yang rendah, yang membantu untuk tetap hangat. Ini sangat penting, terutama di iklim dingin. Pada hewan laut, lapisan lemak subkutan juga berkontribusi terhadap daya apung yang baik. Tetapi pada burung, lipid juga melakukan fungsi anti air dan pelumas. Lilin melapisi bulu mereka dan membuatnya lebih elastis. Beberapa spesies tumbuhan memiliki lapisan yang sama pada daunnya.
Karbohidrat
Rumus organik C (H2O)m menunjukkan apakah senyawa tersebut termasuk kelas karbohidrat. Nama molekul ini mengacu pada fakta bahwa mereka mengandung oksigen dan hidrogen dalam jumlah yang sama dengan air. Selain unsur-unsur kimia ini, senyawa mungkin mengandung, misalnya, nitrogen.
Karbohidrat dalam sel adalah kelompok utama senyawa organik. Ini adalah produk utama dari proses fotosintesis. Mereka juga merupakan produk awal sintesis pada tanaman lainzat seperti alkohol, asam organik dan asam amino. Karbohidrat juga merupakan bagian dari sel hewan dan jamur. Mereka juga ditemukan di antara komponen utama bakteri dan protozoa. Jadi, di sel hewan jumlahnya 1 sampai 2%, dan di sel tumbuhan jumlahnya bisa mencapai 90%.
Hari ini, hanya ada tiga kelompok karbohidrat:
- gula sederhana (monosakarida);
- oligosakarida, terdiri dari beberapa molekul gula sederhana yang terhubung secara berurutan;
- polisakarida, mengandung lebih dari 10 molekul monosakarida dan turunannya.
Fungsi Karbohidrat
Semua zat organik di dalam sel melakukan fungsi tertentu. Jadi, misalnya, glukosa adalah sumber energi utama. Ini dipecah dalam sel-sel semua organisme hidup. Ini terjadi selama respirasi seluler. Glikogen dan pati adalah sumber energi utama, dengan yang pertama pada hewan dan yang terakhir pada tumbuhan.
Karbohidrat juga melakukan fungsi struktural. Selulosa merupakan komponen utama dinding sel tumbuhan. Dan pada arthropoda, kitin melakukan fungsi yang sama. Hal ini juga ditemukan dalam sel-sel jamur yang lebih tinggi. Jika kita mengambil oligosakarida sebagai contoh, maka oligosakarida adalah bagian dari membran sitoplasma - dalam bentuk glikolipid dan glikoprotein. Juga, glikokaliks sering terdeteksi dalam sel. Pentosa terlibat dalam sintesis asam nukleat. Dalam hal ini, deoksiribosa termasuk dalam DNA, dan ribosa termasuk dalam RNA. Juga, komponen ini ditemukan dalam koenzim, misalnya, di FAD,NADP dan NAD.
Karbohidrat juga mampu melakukan fungsi perlindungan dalam tubuh. Pada hewan, zat heparin secara aktif mencegah pembekuan darah yang cepat. Ini terbentuk selama kerusakan jaringan dan menghalangi pembentukan bekuan darah di pembuluh darah. Heparin ditemukan dalam jumlah besar di sel mast dalam granula.
Asam nukleat
Protein, karbohidrat, dan lipid tidak semuanya merupakan kelas zat organik yang diketahui. Kimia juga termasuk asam nukleat. Ini adalah biopolimer yang mengandung fosfor. Mereka, berada di inti sel dan sitoplasma semua makhluk hidup, memastikan transmisi dan penyimpanan data genetik. Zat ini ditemukan berkat ahli biokimia F. Miescher, yang mempelajari spermatozoa salmon. Itu adalah penemuan "kebetulan". Beberapa saat kemudian, RNA dan DNA juga ditemukan di semua organisme tumbuhan dan hewan. Asam nukleat juga telah diisolasi dalam sel jamur dan bakteri, serta virus.
Secara total, dua jenis asam nukleat ditemukan di alam - ribonukleat (RNA) dan deoksiribonukleat (DNA). Perbedaannya terlihat dari judulnya. DNA mengandung deoksiribosa, gula lima karbon. Dan ribosa ditemukan dalam molekul RNA.
Asam nukleat dipelajari oleh kimia organik. Topik untuk penelitian juga ditentukan oleh kedokteran. Ada banyak penyakit genetik yang tersembunyi di dalam kode DNA yang belum ditemukan oleh para ilmuwan.
