Inhalt
Primärmetaboliten sind biologische Verbindungen, die für das Wachstum, die Entwicklung und die Reproduktion lebender Organismen notwendig sind. Dazu gehören Kohlenhydrate, Proteine, Lipide und Nukleinsäuren. Obwohl sich die Diskussionen über Primärmetaboliten im Allgemeinen auf die Pflanzenbiologie konzentrieren, verfügen alle lebenden Organismen über diese Verbindungen.
Kohlenhydrate
Kohlenhydrate oder Saccharide sind Zucker unterschiedlicher chemischer Komplexität. Sie können eine Einheit Zucker (Monosaccharide) oder zwei (Disaccharide) aufweisen. Kohlenhydrate, die aus großen Ketten von Monosacchariden gebildet werden, werden Polysaccharide genannt: Stärken sind die häufigsten Verbindungen dieses Typs. Pflanzen produzieren durch Photosynthese Kohlenhydrate: Sie nutzen die Energie des Sonnenlichts, um Kohlendioxid und Wasser in Zucker und Sauerstoff umzuwandeln.
Nukleinsäuren
DNA oder Desoxyribonukleinsäure speichert die genetische Information im Zellkern einer Zelle. Es besteht aus den Nukleotidbasen Adenin, Cytosin, Guanin und Thymin, die in Doppelhelix organisiert sind. Die beiden Ketten dieser Doppelhelix sind durch eine Wasserstoffbrücke gebunden. Um zu replizieren, bricht die DNA diese Bindung, so dass jeder Strang sich trennen und einen anderen Strang verbinden kann. RNA oder Ribonukleinsäure enthält Adenin, Cytosin und Uracil. Als Bote genetischer Informationen kann RNA sich innerhalb von Zellen bewegen. Es wird durch Transkription hergestellt: In diesem Prozess bindet ein Enzym an einen DNA-Abschnitt und signalisiert der DNA, dass es sich abwickeln kann. Das Enzym liest die DNA und zeigt die Synthese eines komplementären RNA-Stuhls an.
Lipide
Lipide sind eine große Gruppe organischer Moleküle, zu denen Fette, Wachse, Phospholipide und Steroide gehören. Alle sind hydrophob oder wasserunlöslich. In Bezug auf primäre Metaboliten bezieht sich der Begriff "Lipide" gewöhnlich auf Fette und Steroide. Eine Organelle, die als glattes endoplasmatisches Retikulum bezeichnet wird, produziert durch Dehydratisierungssynthese Fette, indem ein Molekül Glycerin und drei Fettsäuren kombiniert werden. Steroide bestehen aus vier kondensierten Kohlenwasserstoffstrukturen, den sogenannten Cycloalkanringen. Die spezialisierten Zellen synthetisieren spezifische Steroide aus Cholesterin. Beispielsweise wandeln Ovarialzellen Cholesterin in Östrogen um.
Proteine
Proteine sind polymere Makromoleküle, die aus Aminosäureketten bestehen. sind für alle zellulären Funktionen unerlässlich. Die Proteinsynthese besteht aus zwei Phasen: Transkription und Translation. In der Transkriptionsphase wird die genetische Information der DNA in die Messenger-RNA (mRNA) kopiert. Die mRNA wandert dann vom Zellkern zu den Ribosomen, Strukturen, die sich im Zytoplasma befinden und Proteine produzieren. Im Translationsstadium ketten die Ribosomen Aminosäuren zu den Proteinen gemäß den Anweisungen der mRNA.