Περιεχόμενο
Οι πρωτογενείς μεταβολίτες είναι βιολογικές ενώσεις απαραίτητες για την ανάπτυξη, την ανάπτυξη και την αναπαραγωγή ζωντανών οργανισμών. Περιλαμβάνουν υδατάνθρακες, πρωτεΐνες, λιπίδια και νουκλεϊκά οξέα. Αν και οι συζητήσεις για τους πρωτογενείς μεταβολίτες επικεντρώνονται γενικά στη βιολογία των φυτών, όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί έχουν αυτές τις ενώσεις.
Υδατάνθρακες
Οι υδατάνθρακες ή οι σακχαρίτες είναι σάκχαρα ποικίλης χημικής πολυπλοκότητας. Μπορούν να έχουν μία μονάδα ζάχαρης (μονοσακχαρίτες) ή δύο (δισακχαρίτες). Οι υδατάνθρακες που σχηματίζονται από μεγάλες αλυσίδες μονοσακχαριτών καλούνται πολυσακχαρίτες: τα άμυλα είναι οι πιο συνηθισμένες ενώσεις αυτού του τύπου. Τα φυτά παράγουν υδατάνθρακες μέσω της φωτοσύνθεσης: χρησιμοποιούν την ενέργεια του ηλιακού φωτός για να μετατρέψουν το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό σε ζάχαρη και οξυγόνο.
Νουκλεϊκά οξέα
Το DNA, ή το δεοξυριβονουκλεϊνικό οξύ, αποθηκεύει τη γενετική πληροφορία μέσα στον πυρήνα ενός κυττάρου. Αποτελείται από τις νουκλεοτιδικές βάσεις αδενίνη, κυτοσίνη, γουανίνη και θυμίνη, οργανωμένη σε διπλή έλικα. Οι δύο αλυσίδες αυτής της διπλής έλικας δεσμεύονται από δεσμό υδρογόνου. Για να αναπαραχθεί, το DNA διασπά τον δεσμό αυτόν, έτσι ώστε κάθε κλώνος να μπορεί να διαχωριστεί και να συνδεθεί με άλλο κλώνο. Το RNA, ή το ριβονουκλεϊκό οξύ, περιέχει αδενίνη, κυτοσίνη και ουρακίλη. Ως αγγελιοφόρος της γενετικής πληροφορίας, το RNA έχει την ικανότητα να μετακινείται μέσα στα κύτταρα. Παράγεται μέσω μεταγραφής: σε αυτή τη διαδικασία, ένα ένζυμο συνδέεται σε ένα τμήμα του DNA και σηματοδοτεί το DNA για να ξετυλιχθεί. Το ένζυμο διαβάζει το DNA και υποδεικνύει τη σύνθεση μιας συμπληρωματικής καρέκλας RNA.
Λιπίδια
Τα λιπίδια είναι μια μεγάλη ομάδα οργανικών μορίων, τα οποία περιλαμβάνουν λίπη, κεριά, φωσφολιπίδια και στεροειδή. Όλα είναι υδρόφοβα ή αδιάλυτα στο νερό. Όσον αφορά τους πρωτογενείς μεταβολίτες, ο όρος "λιπίδια" συνήθως αναφέρεται σε λίπη και στεροειδή. Ένα οργανίδιο που ονομάζεται λείο ενδοπλασματικό δίκτυο δημιουργεί λίπη μέσω της σύνθεσης αφυδάτωσης συνδυάζοντας ένα μόριο γλυκερόλης και τριών λιπαρών οξέων. Τα στεροειδή αποτελούνται από τέσσερις δομές συντηγμένου υδρογονάνθρακα, που ονομάζονται δακτύλιοι κυκλοαλκανίου. τα εξειδικευμένα κύτταρα συνθέτουν συγκεκριμένα στεροειδή από τη χοληστερόλη. Για παράδειγμα, τα κύτταρα των ωοθηκών μετατρέπουν τη χοληστερόλη σε οιστρογόνα.
Πρωτεΐνες
Οι πρωτεΐνες είναι πολυμερή μακρομόρια, που αποτελούνται από αλυσίδες αμινοξέων. είναι απαραίτητες για όλες τις κυτταρικές λειτουργίες. Η σύνθεση πρωτεϊνών έχει δύο φάσεις: μεταγραφή και μετάφραση. Στη φάση μεταγραφής, η γενετική πληροφορία του DNA αντιγράφεται στο αγγελιαφόρο RNA (mRNA). Το mRNA, στη συνέχεια, μετακινείται από τον πυρήνα του κυττάρου στα ριβοσώματα, τα οποία είναι δομές που βρίσκονται στο κυτταρόπλασμα που παράγουν πρωτεΐνες. Στο στάδιο μετάφρασης, τα αμινοξέα αλυσίδας ριβοσωμάτων σχηματίζουν τις πρωτεΐνες, σύμφωνα με τις οδηγίες του mRNA.