Organische Moleküle: Bausteine des Lebens

Die Fähigkeit von Kohlenstoff, lange Ketten zu bilden, führt zu einer Vielzahl von organischen Molekülen, die für das Leben unerlässlich sind. Zu diesen gehören Kohlenhydrate, Lipide, Proteine und Nukleinsäuren.

Kohlenhydrate: Energiequellen des Körpers

Kohlenhydrate, auch als Zucker oder Saccharide bekannt, bestehen hauptsächlich aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff. Bekannte Beispiele sind Glukose, Laktose und Stärke.

Bei ihrer Verbrennung liefern Kohlenhydrate eine hohe Menge an Wärme, Wasser und Kohlendioxid. Der Energiegehalt von Kohlenhydraten wird nicht sofort freigesetzt, sondern langsam durch progressive Oxidationsprozesse.

Lipide: Vielseitige Bausteine und Energiespeicher

Lipide sind eine heterogene Gruppe von Molekülen, die sich nicht in Wasser lösen (hydrophob sind) und eine geringe Dichte aufweisen.

Wichtige Funktionen von Lipiden

• Energiespeicher: Lipide liefern pro Gramm mehr Energie als Kohlenhydrate und dienen als langfristige Energiereserve im Fettgewebe.
• Struktur: Sie sind wesentliche Bestandteile von Zellmembranen.
• Schutz: Lipide bieten Schutz vor äußeren Einflüssen und mechanischen Belastungen.
• Transport: Sie sind am Transport fettlöslicher Vitamine und anderer Substanzen im Blut beteiligt.
• Biokatalysator: Einige Lipide wirken als Vorläufer für Hormone oder erleichtern Stoffwechselreaktionen.
• Isolation: Sie isolieren Nervenimpulse (z.B. Myelin) und tragen zur Wärmeregulierung bei.

Klassifizierung von Lipiden

• Gesättigte Fette: Diese sind hauptsächlich tierischen Ursprungs. Ein Überschuss kann in der Leber zur Produktion von Cholesterin beitragen.
• Einfach ungesättigte Fette: Sie beeinflussen den Cholesterinspiegel im Allgemeinen nicht negativ und können sogar vorteilhaft sein.
• Mehrfach ungesättigte Fette: Diese Fette sind essenziell, da der Körper sie nicht selbst herstellen kann. Sie beeinflussen den Cholesterinspiegel nicht negativ, sind gut für die Knochenentwicklung und stärken das Immunsystem.

Proteine: Die vielseitigen Arbeitsmoleküle

Proteine sind große, komplexe Moleküle, die aus der Verknüpfung kleinerer Einheiten, den sogenannten Aminosäuren, gebildet werden. Sie bestehen hauptsächlich aus Kohlenstoff, Sauerstoff, Wasserstoff und Stickstoff. Oft sind auch andere Elemente wie Phosphor oder Schwefel in ihrer Zusammensetzung enthalten.

Diese Moleküle erfüllen eine Vielzahl entscheidender Funktionen im Körper:

Wichtige Funktionen von Proteinen

1. Enzymatische Funktion: Alle chemischen Reaktionen, die in Zellen ablaufen und für das Leben unerlässlich sind, werden von Proteinen, den sogenannten Enzymen, reguliert.
2. Strukturelle Funktion: Proteine sind unverzichtbare Moleküle für den Aufbau neuer Zellen sowie für die Reparatur und den Erhalt bestehender Zellstrukturen.
3. Transportfunktion: Hämoglobin (Hb) in roten Blutkörperchen transportiert beispielsweise Sauerstoff im Blut von Wirbeltieren.
4. Hormonelle Funktion: Viele Proteine wirken als Hormone, wie zum Beispiel Insulin, das den Glukosegehalt im Blutplasma reguliert.
5. Verteidigungsfunktion: Antikörper, die den Körper gegen mikrobielle Invasionen verteidigen, sind ebenfalls Proteine.
6. Nährstofffunktion: Einige Proteine dienen als Nährstoffreserve, beispielsweise das Eiweiß im Vogelei.

Nukleinsäuren: Träger der Erbinformation

Nukleinsäuren sind Moleküle, die aus Kohlenstoff, Sauerstoff, Wasserstoff, Stickstoff und Phosphor bestehen. Sie sind die Träger der genetischen Information und spielen eine zentrale Rolle bei der Proteinsynthese.

Typen von Nukleinsäuren

1. DNA (Desoxyribonukleinsäure): Die DNA organisiert alle Zellaktivitäten und ist der primäre Träger des genetischen Materials, das von Generation zu Generation weitergegeben wird.
2. RNA (Ribonukleinsäure): Die RNA entsteht aus der DNA und ist maßgeblich an der Produktion von Proteinen beteiligt.