Gli esseri viventi e il loro funzionamento sono oggetto di studio della biologia. Un organismo vivente è costituito da cellule, ad eccezione dei virus, che sono formate da unità strutturali e funzionali dette cellule. Gli organismi possono essere unicellulari, composti da una cellula, o pluricellulari, composti da più cellule. Gli organismi crescono, si sviluppano, si riproducono, regolano il proprio metabolismo e rispondono agli stimoli. Inoltre, possiedono informazione genetica contenuta in un programma costituito da geni, formati da DNA. Le popolazioni di esseri viventi sono soggette a evoluzione, adattandosi ai cambiamenti dell'ambiente circostante.
Bioelementi
Dei 92 elementi chimici presenti in natura, solo una ventina fa parte della composizione della materia vivente. Tra questi, i bioelementi quantitativamente più importanti sono ossigeno, carbonio, idrogeno e azoto, insieme a fosforo e zolfo. Questi costituiscono il 99% della sostanza vivente. I bioelementi sono il primo livello organizzativo degli organismi e si legano fra loro a formare le biomolecole.
Biomolecole
Le biomolecole, dette anche molecole organiche, sono composti importanti dal punto di vista biologico e appartengono a 4 gruppi principali: carboidrati, proteine, lipidi e acidi nucleici. Sono molecole complesse formate dalla ripetizione di molecole semplici, i monomeri. I monomeri si uniscono tramite reazioni di condensazione, che richiedono energia e l'eliminazione delle molecole d'acqua. Un polimero può essere scisso nei monomeri che lo compongono attraverso l'idrolisi, reazione contraria alla condensazione che avviene per aggiunta di acqua.
Carboidrati
I carboidrati, anche detti zuccheri o glucidi, sono composti ternari contenenti carbonio, ossigeno e idrogeno. Si dividono in monosaccaridi, disaccaridi e polisaccaridi. I monosaccaridi rappresentano la principale fonte di energia per la maggior parte degli organismi. I disaccaridi sono formati da due molecole di monosaccaride unite, mentre i polisaccaridi svolgono importanti funzioni biologiche, costituendo una riserva di energia e facendo parte delle membrane e delle pareti cellulari.
Proteine
Le proteine, o protidi, sono composti organici quaternari formati da carbonio, idrogeno, ossigeno e azoto. Sono polimeri biologici risultanti dall'unione di 20 diversi amminoacidi, uniti tra loro dal legame peptidico. La sintesi delle proteine è controllata dal DNA e possono avere ruolo strutturale o funzione catalitica. Una proteina può presentare 4 livelli di struttura: primaria, secondaria, terziaria e quaternaria.
Conclusivamente, le biomolecole rappresentano componenti cruciali per il funzionamento degli organismi e il loro studio è fondamentale per comprendere la biologia e la chimica organica.
