生物大分子

生物大分子或生物分子是一个宽泛的术语，指存在于生物体内对一个或多个典型生物过程（如细胞分裂、形态发生或发育）至关重要的分子。生物大分子包括大型大分子（或聚电解质），如蛋白质、碳水化合物、脂类和核酸，以及小分子，如初级代谢物、次级代谢物和天然产物。这类材料的一个更普遍的名称是生物材料。生物大分子是生物体的一个重要元素，那些生物大分子通常是内源性的，在生物体内产生，但生物体通常需要外源性的生物大分子，例如某些营养物质，才能生存。生物学及其子领域生物化学和分子生物学研究生物大分子及其反应。大多数生物大分子是有机化合物，只有四种元素--氧、碳、氢和氮--构成了人体质量的96%。但许多其他元素，如各种生物金属，也以少量存在。特定类型的分子（生物大分子）和某些代谢途径的统一性是广泛的生命形式中不变的特征；因此，这些生物大分子和代谢途径被称为生物化学的普遍性或生物的物质统一性理论，与细胞理论和进化理论一样，是生物学的统一概念。生物大分子的类型存在多种多样的生物大分子，包括。小分子：脂类、脂肪酸、糖脂、甾醇、单糖维生素激素、神经递质代谢物单体、寡聚体和聚合物：核苷和核苷酸核苷是将核碱基连接到核糖或脱氧核糖环上形成的分子。这些例子包括胞苷（C）、尿苷（U）、腺苷（A）、鸟苷（G）和胸苷（T）。核苷可以被细胞中的特定激酶磷酸化，产生核苷酸。DNA和RNA都是聚合物，由聚合酶从单核苷酸的重复结构单元或单体组装而成的长线分子组成。DNA使用脱氧核苷酸C、G、A和T，而RNA使用核糖核苷酸（在戊糖环上有一个额外的羟基）C、G、A和U。修改过的碱基相当常见（如在碱基环上有甲基），在核糖体RNA或转移RNA中发现，或在复制后用于区分DNA的新旧链。每个核苷酸由一个无环氮基、一个戊糖和一至三个磷酸基组成。它们含有碳、氮、氧、氢和磷。它们作为化学能量的来源（三磷酸腺苷和三磷酸鸟苷），参与细胞信号传递（环状单磷酸鸟苷和环状单磷酸腺苷），并被纳入酶反应的重要辅助因子（辅酶A、黄素腺嘌呤二核苷酸、黄素单核苷酸和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸）。DNA和RNA结构DNA结构主要是由C与G和A与T的Watson-Crick碱基配对形成的著名的双螺旋，这被称为B型DNA，而且绝大多数是DNA最有利和最常见的状态；其高度特异和稳定的碱基配对是可靠的遗传信息存储的基础。DNA有时可以以单链的形式出现（通常需要通过单链结合蛋白来稳定），或以A型或Z型螺旋的形式出现，偶尔也会出现更复杂的三维结构，如DNA复制过程中霍利迪接头的交叉。相比之下，RNA形成大型复杂的三维三级结构，让人联想到蛋白质，以及构成信使RNA分子的具有局部折叠区域的松散单链。这些RNA结构包含许多绵延的A型双螺旋，通过单链环、凸起和连接处连接成明确的三维排列。

例如tRNA、核糖体、核糖酶和核糖开关。这些复杂的结构得益于这样一个事实：RNA主干的局部灵活性不如DNA，但却有一大套不同的构象，显然是因为核糖上额外的OH的正负相互作用。结构化的RNA分子可以对其他分子进行高度特异性的结合，并且自身可以被特异性地识别；此外，它们可以进行酶的催化作用（当它们被称为核糖酶时，最初由TomCech及其同事发现）。

单糖是碳水化合物的最简单形式，只有一个单糖。它们的结构中基本上含有一个醛基或酮基。