생물의 종류는 매우 다양하지만 여러 생물을 구성하는 원소는 거의 비슷하다. 생명 체를 구성하는 원소들은 작은 분자나 이온의 형태로 존재하기도 하지만 대부분 서로 결합하여 탄수화물, 단백질, 지질, 핵산 등의 고분자 물질을 이룬다.
물
물은 생명체를 구성하는 물질 중 구성 비율이 가장 높은 성분으로 혈액, 림프 액 등 체액의 주성분이며, 극성을 띤다. 물은 각종 영양소를 비롯한 여러 종류의 물질을 녹이는 용매로 작용하며, 체내로 흡수된 양분, 호르몬, 산소, 노폐물 등을 운반한다. 또 체내의 화학반응과 체온 유지 등에 관여한다. 물은 극성을 띠는 물 분자 사이에 형성되는 수소 결합 때문에 기화열과 비열이 커서 체온을 일정하게 유지하는 데 도움을 준다.
탄수화물
탄수화물은 우리 몸에서 에너지를 얻는 데 주로 이용되는 물질로 탄소, 수소, 산소로 이루어지며, |그림 II - 2|와 같이 단당류, 이당류, 다당류로 구분된다. 단당류는 탄수화물의 구성단위로 포도당, 과당, 갈락토스 등이 있다. 이당류는 단당류 2개가 결합한 것으로 엿당, 설탕, 젖당 등이 있다. 다당류는 생명체의 구성 성분이 되거나 에너지 저장 물질로 이용되며, 주로 수백에서 수천 개의 단당류가 결합한 것이다. 다당류 인 셀룰로스는 식물의 세포벽을 구성하고, 녹말은 식물에서, 글리 코젠은 동물에서 에너지 저장 물질로 이용된다.
지질
지질은 물에는 잘 녹지 않고 알코올이나 에테르와 같은 유기 용매에 잘 녹 는 물질로 주로 탄소, 수소, 산소로 이루어지며, 구성 성분이나 화학 구조에 따라 |그 림 II - 3|과 같이 중성 지방, 인지질, 스테로이드 등으로 구분된다. 중성 지방은 글리세롤 1분자와 지방산 3 분자가 결합한 화합물로 생명체 내에서 에 너지 저장 물질로 이용된다. 또 피부 밑의 지방층을 구성하여 체온 유지에 중요한 역할을 한다. 인지질은 글리세롤 1 분자에 지방산 2 분자와 인산이 결합한 화합물로 세포 막이나 핵막과 같은 생체막의 주요 구성 성분이다. 스테로이드는 탄소로 구성된 고리 화합물 4개가 연결된 구조로 콜레스테롤, 성호르몬, 부신 겉질 호르몬 등이 있다.
단백질
단백질은 우리 몸을 구성하는 주성분으로 물 다음으로 많은 양을 차지하 고, 탄소, 수소, 산소, 질소로 구성되며, 황을 함유하는 것도 있다. 단백질은 효소, 호 르몬, 항체, 근육, 헤모글로빈 등의 성분이며, 생명체 내의 화학 반응과 생리 작용을 조절하고, 방어 작용에 관여한다. 단백질은 20종의 아미노산으로 구성되며, 수많은 아미노산이 |그림 II - 4|와 같이 펩타이드 결합으로 연결되어 있다. 이처럼 여러 개의 아미노산이 연결된 것을 폴리 펩 타이드라고 한다. 단백질을 구성하는 아미노산의 종류와 수, 배열 순서에 따라 단백질의 구조가 결정 되고, 단백질의 구조에 따라 기능이 결정된다. |그림 II - 5|와 같이 하나의 폴리 펩타 이드는 단백질을 구성하는 아미노산 사이의 상호 작용으로 꼬이고 구부러지고 접혀 서 특정한 형태의 입체 구조를 나타낸다. 이러한 폴리펩타이드는 대부분 구형이며, 세포에 들어 있는 대부분의 효소가 이에 해당한다. 이와 같은 폴리펩타이드는 둘 또 는 그 이상이 모여 특정 기능을 나타내는 하나의 집합체를 구성하기도 한다. 대표적인 예는 척추동물의 적혈구 속에 들어 있어 산소 운반 역할을 하는 헤모글로빈이다. 헤모글로빈은 2개의 a 사슬과 2개의 b 사슬, 총 4개의 폴리펩타이드로 구성된다.
핵산
핵산은 생명체 내에서 유전 정보를 저장하거나 전달하는 물질로 탄소, 수 소, 산소, 질소, 인으로 구성되며, DNA와 RNA가 있다. DNA는 이중 나선 구조이며 유전 정보를 저장한다. RNA는 단일 가닥이며 유전 정 보에 따라 단백질을 합성하는 과정에 관여하고, 일부 바이러스에서는 유전 정보를 RNA에 저장한다. 핵산의 구성단위는 뉴클레오타이드이다. 뉴클레오타이드는 인산, 당, 염기로 구성 되며, 뉴클레오타이드의 구성 성분인 당에는 리보스와 디옥시 리보스 두 가지가 있다. DNA는 디옥시 리보스를 가지는 디옥시리보 뉴클레오타이드로 연결된 핵산이고, RNA는 리보스를 가지는 리보 뉴클레오타이드로 연결된 핵산이다. 염기는 질소 원자를 가지고 있는 유기 화합물로, DNA를 구성하는 염기는 아데닌(A), 타이 민(T), 구 아닌(G), 사이토신(C)이고, RNA를 구성하는 염기는 타이 민 대신 유라실(U)이 있다.
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