Name: biomolecules and their tests
Uploaded: 2019-01-29T11:04:45.000Z
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North Carolina K-12 Science Standard Course of Study

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Biology

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From Molecules to Organisms- Structures and Processes

LS.Bio.1.1

Macromolecules

Savoir ce que sont les macromolécules est une étape importante pour comprendre comment les nutriments sont absorbés et utilisés par les cellules. Le terme macromolécules signifie simplement de grosses molécules et fait référence à quatre composés différents, les glucides, les lipides, les protéines et les acides nucléiques. Chacun d’entre eux a une structure et une fonction uniques. Parlons d'abord des glucides. 
Tous les glucides sont composés de carbone, d’hydrogène et d’oxygène. Ceux qui ont des structures simples sont appelés monosaccharides ou sucres. Les monosaccharides peuvent se joindre pour former des chaînes de glucides plus complexes appelées polysaccharides ou amidon. La forme normale de l'amidon ressemble à un ressort enroulé en raison des angles de liaison dans la chaîne polymère. 
Le prochain type de macromolécule dont nous parlerons est la protéine. Les protéines sont construites à partir de chaînes d’acides aminés, des composés organiques qui ont chacun un groupe amino ou N-terminal à une extrémité et un groupe carboxyle, ou C-terminal à l’autre. Il existe 20 acides aminés standard et, bien qu’ils aient tous une structure de base similaire, chacun a une chaîne latérale unique connue sous le nom de groupe R. Différents acides aminés peuvent se lier pour former une chaîne reliée par des liaisons peptidiques et créer une protéine. 
La dernière classe de macromolécules que nous examinerons est celle des lipides. Les types de lipides les plus courants sont les graisses, également appelées triglycérides car elles sont composées d’une molécule de glycérol reliée à trois chaînes d’acides gras. 
Parlons maintenant de la détection de ces macromolécules en laboratoire. Le réactif de Benedict est couramment utilisé pour détecter les monosaccharides. Le réactif de Benedict est normalement bleu car il contient des ions cuivre sous forme de sulfate de cuivre. Ce sel métallique est un exemple d’agent oxydant. Les monosaccharides qui contiennent un groupe hémiacétal, comme le glucose, sont considérés comme des sucres réducteurs. Dans une solution aqueuse, les monosaccharides avec des groupes hémiacétals existent à la fois sous forme cyclique et sous forme de chaîne ouverte qui a un aldéhyde réactif. À partir de cet aldéhyde, un électron est transféré à l’ion cuivre II. Cela réduit l’ion cuivre II en ion cuivre I et oxyde le sucre réducteur. Parce que les ions cuivre I sont vus comme étant rouge rouille, la solution commencera à changer de couleur. En présence de petites quantités de monosaccharide, la solution passera au vert. Des concentrations plus élevées de monosaccharide entraîneront une réduction plus importante du cuivre et la couleur de la solution changera plus radicalement, devenant finalement un orange rougeâtre.
Les amidons peuvent être détectés à l’aide de l’indicateur d’iode normalement jaune-brun. Cet indicateur contient diverses espèces d’anions polyiodures telles que I-3 négatif, I-5 négatif et I-7 négatif. Les iodes chargés négativement dans chaque anion agissent comme des donneurs de charge tandis que les iodes neutres agissent comme des accepteurs de charge. Il s’agit d’un complexe de transfert de charge et les électrons de ces complexes sont facilement excités par la lumière à un niveau d’énergie plus élevé. La lumière est absorbée dans le processus et sa couleur complémentaire peut être vue par l’œil humain. Les absorptions des différentes espèces dans cette solution sont ce qui lui donne la couleur jaune-brun. Lorsqu’un amidon est ajouté, il forme un nouveau complexe de transfert de charge avec les anions polyiodures. L’amidon agissant comme un donneur de charge et le polyiodure comme un accepteur. Bien que les détails de la réaction ne soient pas connus, on pense que l’iode et l’amidon se combinent pour former un homopolymère polyiodure infini. Ce complexe absorbe la lumière d’une longueur d’onde différente, rendant la couleur de la solution bleu foncé.
Les protéines peuvent être détectées à l'aide du réactif de Biuret, une solution bleue qui contient des ions de cuivre mais se lie à l'azote présent dans les liaisons peptidiques, formant des complexes chélatés. Les complexes chélates impliquant trois à quatre liaisons peptidiques produisent une couleur violette, ce qui change la couleur de la solution. L’intensité de la couleur est directement liée à la concentration de la liaison peptidique. Plus la concentration est importante, plus la couleur violette sera intense. 
Enfin, les lipides peuvent être détectés dans une solution à l’aide du test Sudan IV. Sudan IV est un colorant qui n’est pas soluble dans l’eau, mais il est soluble dans les lipides, donc lorsqu’il est ajouté à une solution contenant des lipides, il les colore en rouge. 
Dans ce laboratoire, vous déterminerez quelles macromolécules se trouvent dans les solutions mystères fournies à l’aide de quatre réactifs indicateurs différents.

macromolécules

<h4>Biomolécules</h4>
Les organismes contiennent une grande variété de molécules organiques avec de nombreuses fonctions qui dépendent des structures chimiques et des propriétés de ces molécules. Toutes les molécules organiques contiennent un squelette de carbone et des atomes d’hydrogène. L’atome de carbone joue un rôle central dans la formation d’une grande variété de molécules organiques de taille, de forme et de complexité diverses. Les molécules inorganiques, en revanche, ont généralement des structures plus simples. La couche la plus externe d’un atome de carbone libre peut accueillir huit électrons, mais n’est occupée que par quatre électrons, elle peut donc former quatre liaisons covalentes et se lier avec jusqu’à quatre atomes. Alternativement, il peut également se lier avec moins d’atomes en formant des liaisons doubles ou triples. Cette polyvalence des atomes de carbone permet aux molécules organiques d’afficher des structures complexes, telles que des chaînes, des branches et des anneaux, entre autres.
Les molécules organiques naturellement présentes dans les organismes sont appelées biomolécules. Outre le carbone et l’hydrogène, les biomolécules contiennent également d’autres éléments tels que l’oxygène, l’azote, le phosphore et le soufre. En général, de plus petites unités de biomolécules se regroupent, sous forme de séquences répétitives, pour former des biomolécules plus grandes. Ces petites unités modulaires de biomolécules sont appelées monomères. Deux monomères se joignent généralement pour former un dimère par un processus connu sous le nom de synthèse par déshydratation, qui consiste simplement à retirer un atome d’hydrogène d’un monomère et un ion hydroxyle (OH-) de l’autre monomère pour créer une molécule d’eau à expulser tout en liant les deux monomères avec une liaison covalente. L’inverse de ce processus s’appelle l’hydrolyse, dans laquelle la molécule se divise en ses monomères d’origine, une molécule d’eau fournissant un atome d’hydrogène à un monomère et un ion hydroxyle à l’autre. De nombreux monomères peuvent être attachés ensemble par déshydratation pour former des polymères. Parfois, différents polymères peuvent s’assembler pour former des molécules encore plus grandes et plus complexes, appelées macromolécules biologiques.
Les biomolécules sont classées en fonction des éléments qui les composent, ainsi que de leur structure et de leur fonction à l’intérieur des organismes vivants. Presque toutes les biomolécules peuvent être classées dans l’une des quatre grandes catégories : glucides, lipides, protéines et acides nucléiques.
<h4>Glucides</h4>
Les glucides signifient simplement « eau carbonée » car ces molécules sont composées d’atomes de carbone, d’hydrogène et d’oxygène dans un rapport d’environ 1:2:1. Les monomères glucidiques sont connus sous le nom de monosaccharides, également appelés sucres simples. Le glucose (C6H12O6) est le monosaccharide le plus courant dans les organismes vivants et est une sous-unité de nombreux polysaccharides. De nombreux organismes synthétisent également d’autres monosaccharides à six atomes de carbone avec la même formule chimique que le glucose, mais des structures légèrement différentes, comme le fructose et le galactose. Lorsque deux monosaccharides sont liés ensemble, ils forment des disaccharides. Par exemple, le saccharose est composé de glucose et de fructose, tandis que le lactose contient du glucose et du galactose. Ces monosaccharides et disaccharides sont utilisés pour le stockage d’énergie à court terme dans les organismes vivants. Le maltose est un autre disaccharide composé de deux molécules de glucose et se forme généralement lorsque les chaînes polysaccharidiques telles que l’amidon et le glycogène sont décomposées pendant la digestion. L’amidon est un polysaccharide qui sert de molécule de stockage d’énergie dans les plantes et est composé de deux types de polymères de glucose : l’amylose et l’amylopectine. L’amylose constitue 10 à 20 % de l’amidon et est un polymère hélicoïdal du glucose. L’amylopectine constitue la majeure partie de l’amidon et est un polymère ramifié du glucose. Le glycogène est pratiquement le même que l’amidon, mais il est synthétisé, stocké et utilisé dans le foie et les tissus musculaires des animaux.
En plus de servir de réserves d’énergie, les glucides ont également d’autres fonctions dans les organismes. Les monosaccharides à cinq atomes de carbone, le ribose et le désoxyribose, sont intégrés dans la structure des acides nucléiques et sont présents dans chaque cellule vivante. De plus, le polysaccharide cellulose, qui est un long polymère composé de glucose, sert de matériau structurel rigide chez les plantes. Les humains n’ont pas d’enzymes digestives pour décomposer la cellulose dans les aliments, également appelée fibre alimentaire. Cependant, la consommation de fibres alimentaires aide à maintenir une flore intestinale saine, ce qui contribue à la santé des systèmes digestif et immunitaire1. À l’instar des plantes, certains animaux et champignons utilisent un autre polysaccharide, la chitine, comme molécule structurelle. Les arthropodes utilisent la chitine pour construire et entretenir leurs exosquelettes, tandis que les champignons l’incorporent dans leurs parois cellulaires pour maintenir la rigidité.
<h4>Lipide</h4>
La deuxième classe de macromolécules biologiques sont les lipides, qui comprennent les graisses, les huiles et les cires. Les lipides sont des molécules hydrophobes presque entièrement constituées d’atomes de carbone et d’hydrogène. Souvent, les lipides sont regroupés en trois grandes catégories ; triglycérides, phospholipides et stéroïdes.
Le type de lipide le plus courant est les triglycérides, qui comprennent les graisses d’origine animale et les huiles de plantes. Les triglycérides servent généralement de molécules de stockage d’énergie à long terme, à l’exception des cires non digestibles, qui sont plutôt utilisées comme substance imperméabilisante chez les plantes et les animaux. Les triglycérides contiennent trois chaînes d’acides gras, qui peuvent être saturées ou insaturées, reliées à une molécule de glycérol. Les chaînes d’acides gras saturés sont des molécules linéaires avec un nombre maximal d’atomes d’hydrogène, où chaque carbone de la chaîne est connecté par une seule liaison. D’autre part, les chaînes d’acides gras insaturés ont des plis dus à la présence d’au moins une double liaison. De plus, les graisses insaturées peuvent être des graisses « trans » si les hydrogènes autour de la double liaison s’opposent les uns aux autres. Bien que les gras trans soient naturellement présents, ils sont générés lors de la production industrielle d’huiles végétales saturées d’hydrogène. Semblables aux acides gras saturés, les gras trans s’empilent très bien en raison de leur linéarité relative. Cependant, les gras trans causent des problèmes pour la santé cardiaque humaine, tels que l’endommagement de la muqueuse des artères et l’inflammation lors de la digestion2.
Les phospholipides sont similaires aux triglycérides, cependant, l’une des chaînes d’acides gras est remplacée par un groupe polaire contenant du phosphate. Par conséquent, les phospholipides ont une tête hydrophile et deux queues d’acides gras hydrophobes. Ces propriétés des phospholipides sont cruciales pour la structure et la fonction de la membrane cellulaire.
Les stéroïdes sont des lipides composés d’anneaux de carbone fusionnés avec des groupes fonctionnels variables. Le cholestérol est un stéroïde qui est également un composant de la membrane cellulaire. De plus, le cholestérol est utilisé pour synthétiser d’autres stéroïdes, y compris les hormones sexuelles telles que l’œstrogène et la testostérone. Bien que le cholestérol soit essentiel à la structure de la membrane cellulaire et à la synthèse hormonale, des niveaux élevés de cholestérol plasmatique sont impliqués dans l’accumulation de plaque à l’intérieur des vaisseaux sanguins et provoquent des maladies coronariennes3.
<h4>Protéine</h4>
La troisième classe de macromolécules biologiques sont les protéines, qui sont constituées de chaînes d’acides aminés. Il existe 20 acides aminés différents, tous avec une structure de base similaire, mais chacun a une chaîne latérale unique appelée « groupe R ». Un seul acide aminé a une extrémité N-terminale qui est un groupe amino (NH3+) et une extrémité C-terminale qui est un groupe carboxyle (-COOH). Ces groupes se lient, N-terminal à C-terminal, dans une chaîne reliée par des liaisons peptidiques. Les protéines sont importantes pour le maintien des fonctions corporelles en tant qu’enzymes, hormones, composants structurels et molécules de transport, et jouent un rôle essentiel dans la contractibilité musculaire, l’immunité et la coagulation du sang. Cependant, des problèmes peuvent survenir dans la structure et la fonction des protéines, et ces problèmes sont souvent génétiques. Par exemple, les globules rouges normaux sont ronds, mais chez les personnes atteintes d’anémie falciforme, les cellules ont une forme incurvée avec une région hydrophobe exposée, causée par une mutation dans une protéine appelée hémoglobine S. Cette forme réduit la capacité de transport de l’oxygène et provoque le coincement des cellules dans les vaisseaux sanguins. Cela se traduit par de nombreux symptômes néfastes pour la personne porteuse de la mutation, et les personnes qui héritent de deux copies du gène de la drépanocytose souffrent souvent d’effets néfastes ou même meurent peut-être en raison de la capacité réduite des cellules falciformes à transporter l’oxygène. De quelque manière, les personnes qui ne portent qu’une seule copie du gène sont résistantes à l’infection par le paludisme, de sorte que la maladie a pu être transmise et persiste dans les pays où les taux d’infection palustre sont élevés4.
<h4>Acides nucléiques</h4>
La quatrième classe de macromolécules biologiques sont les acides nucléiques, qui sont composés de monomères appelés nucléotides. Ces monomères sont composés de trois parties : un groupe phosphate, un sucre ribose et une base azotée. Les nucléotides diffèrent les uns des autres par leurs bases azotées et le type de ribose qu’ils contiennent. Les nucléotides simples agissent généralement comme des transporteurs d’énergie à l’intérieur des cellules, et fonctionnent comme des molécules messagères. Cependant, les polymères nucléotidiques ou acides nucléiques tels que l’acide désoxyribonucléique (ADN) ou l’acide ribonucléique (ARN) sont des molécules héréditaires qui contiennent l’information génétique nécessaire à la construction de produits cellulaires.
<h4>Détection de macromolécules</h4>
Les macromolécules biologiques présentes dans les aliments ou d’autres substances peuvent être détectées en utilisant leurs propriétés chimiques spécifiques. Par exemple, les monosaccharides ont des groupes aldéhyde libre (-CHO) ou cétone (-C=O) qui peuvent réduire d’autres composés, ce qui signifie qu’ils sont des substances qui font perdre des électrons à d’autres molécules, donc les monosaccharides sont également connus sous le nom de sucres réducteurs. Cette propriété est utilisée pour détecter la présence de monosaccharides avec un indicateur appelé réactif de Bénédicte. Cet indicateur contient des ions cuivre (Cu2+) qui sont réduits par les monosaccharides, comme observé avec un changement de couleur de la solution du bleu à un orange rougeâtre, bien que l’intensité de la couleur varie en fonction de la concentration initiale du sucre réducteur. Ainsi, l’observation d’une couleur verte signifie qu’il n’y a qu’une petite quantité de sucres réducteurs présents dans la solution. L’amylose contenue dans l’amidon existe dans une structure enroulée en raison des angles de liaison dans la chaîne polymère. L’indicateur d’iode, l’iodure de potassium (IKI), réagit avec ces molécules enroulées et va transformer la solution en un noir bleuâtre foncé pour indiquer la présence d’amylose. Cependant, si l’amylose d’amidon n’est pas présente, la réaction n’aura pas lieu et la solution restera de couleur brun jaunâtre. Un test Sudan IV est effectué pour tester la présence de lipides. Ce colorant est lipophile et solubilise lorsque des lipides sont présents, ainsi une couleur rouge est conservée en présence de lipides. Le réactif de Biuret, indicateur de la présence de protéines, contient des ions cuivre (Cu2+) qui réagissent avec les liaisons peptidiques et font passer la solution du bleu au violet foncé. Ce réactif doit réagir avec un nombre suffisant de ces liaisons peptidiques pour produire la couleur violette attendue, de sorte qu’une couleur rosâtre se produira si les chaînes d’acides aminés ne sont pas assez longues.
<h4>Références</h4>
<ol class="références">
	<li>Rasnik K. Singh, Hsin-Wen Chang, Di Yan, Kristina M. Lee, Derya Ucmak, Kirsten Wong, Michael Abrouk, Benjamin Farahnik, Mio Nakamura, Tian Hao Zhu, Tina Bhutani, Wilson Liao. Influence de l’alimentation sur le microbiome intestinal et implications pour la santé humaine. J Transl Med. 2017, vol. 15, 73 doi : 10.1186/s12967-017-1175-y.</li>
	<li>Siri-Tarino PW, Sun Q, Hu FB, Krauss RM. Méta-analyse d’études de cohorte prospectives évaluant l’association des graisses saturées avec les maladies cardiovasculaires. Am J Clin Nutr. 2010, vol. 91, 3 (535-46).</li>
	<li>Joseph L. Goldstein, Michael S. Brown. Un siècle de cholestérol et de coronaires : des plaques aux gènes en passant par les statines. cellule. 2015, vol. 161, 1 (161-72).</li>
	<li>Michael Aidoo, Dianne J Terlouw, Margarette S Kolczak, Peter D McElroy, Feiko O ter Kuile, Simon Kariuki, Bernard L Nahlen, Altaf A Lal, Venkatachalam Udhayakumar. Effets protecteurs du gène de la drépanocytose contre la morbidité et la mortalité du paludisme. lancette. 2002, vol. 359, 9314 (1311-1312).</li>
</ol>

Macromolécules

Biomolécules
Les organismes contiennent une grande variété de molécules organiques avec de nombreuses fonctions qui dépendent des structures chimiques et des propriétés de ces ...

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Biologie

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Fondamentaux

biomolecules and their tests

Biomolecules are the organic molecules that living things use for structure, energy, and heredity. They all have a carbon backbone and hydrogen atoms, and carbon can form four covalent bonds. That bonding flexibility lets carbon build chains, branches, rings, and other complex shapes. Biomolecules also commonly include oxygen, nitrogen, phosphorus, and sulfur.

Small building blocks join together to make larger molecules. These units are called monomers. Two monomers can form a dimer through dehydration synthesis, which removes a hydrogen atom from one monomer and a hydroxyl group from the other. This releases water and creates a covalent bond. The reverse reaction is hydrolysis, where water helps split the molecule back into its original monomers. Many monomers can link into polymers, and different polymers can combine into biological macromolecules. Most biomolecules fall into four main groups: carbohydrates, lipids, proteins, and nucleic acids.

Carbohydrates are often called carbon water because they contain carbon, hydrogen, and oxygen in about a 1:2:1 ratio. Their monomers are monosaccharides, or simple sugars. Glucose is the most common monosaccharide in living organisms, and fructose and galactose are other six-carbon sugars with the same formula but different structures. When two monosaccharides join, they form disaccharides such as sucrose, lactose, and maltose. These sugars support short-term energy storage.

Larger carbohydrate polymers also have important jobs. Starch stores energy in plants and includes amylose and amylopectin. Amylose makes up about 10-20% of starch and forms a helical chain, while amylopectin is the main branched form. Glycogen is very similar to starch, but animals store and use it in liver and muscle tissue. Ribose and deoxyribose are five-carbon sugars found in nucleic acids. Cellulose is a rigid plant polymer made of glucose, and humans cannot digest it because they do not have the right enzymes. Even so, dietary fiber helps support healthy gut flora. Chitin is another structural polysaccharide. Arthropods use it in exoskeletons, and fungi use it in cell walls.

Lipids include fats, oils, and waxes. They are hydrophobic, which means they do not mix well with water, and they are made mostly of carbon and hydrogen. The main lipid groups are triglycerides, phospholipids, and steroids. Triglycerides contain glycerol and three fatty acid chains. They usually serve as long-term energy storage, while waxes act as waterproofing substances in plants and animals. Fatty acid chains can be saturated or unsaturated. Saturated chains are straight and have only single bonds. Unsaturated chains contain at least one double bond and have kinks. Some unsaturated fats are trans fats, which can form during industrial hydrogenation of vegetable oils. These fats stack well, but they can damage artery linings and promote inflammation. Phospholipids have a polar phosphate head and two hydrophobic tails. This structure helps form cell membranes. Steroids are fused carbon-ring lipids. Cholesterol is one steroid found in cell membranes, and it is also used to make sex hormones such as estrogen and testosterone. However, high plasma cholesterol can contribute to plaque buildup and coronary disease.

Proteins are chains of amino acids. There are 20 common amino acids, and each has the same basic structure plus a unique R-group, or side chain. Each amino acid has an N-terminal amino group and a C-terminal carboxyl group. Amino acids join from N-terminal to C-terminal through peptide bonds. Proteins work as enzymes, hormones, structural materials, and transport molecules. They also help with muscle contraction, immunity, and blood clotting. Protein changes can cause disease. In sickle cell anemia, a mutation in hemoglobin S changes red blood cell shape and exposes a hydrophobic region. This lowers oxygen transport and can make cells stick in blood vessels. People with two copies of the sickle cell gene can be severely affected. People with one copy are more resistant to malaria, which helps explain why the gene remains common in areas with malaria.

Nucleic acids store and pass on genetic information. Their monomers are nucleotides, each made of a phosphate group, a ribose sugar, and a nitrogen base. Nucleotides differ by their bases and by the type of sugar they contain. Single nucleotides can act as energy carriers and messenger molecules inside cells. Polymer forms of nucleotides include DNA and RNA, which contain the instructions used to build cellular products.

Biomolecules can be detected by using their chemical properties. Benedict’s reagent tests for reducing sugars, which are monosaccharides with free aldehyde or ketone groups that can reduce other compounds. Copper ions in the reagent change from blue to reddish orange, and a green color shows only a small amount of reducing sugar. IKI, or iodine-potassium iodide, tests for amylose in starch and turns dark bluish-black when amylose is present. If amylose is absent, the solution stays yellowish-brown. Sudan IV tests for lipids and leaves a red color when lipids are present. Biuret’s reagent tests for proteins by reacting with peptide bonds and changing from blue to dark violet. If the amino acid chain is too short, the color may appear pink instead of violet.

Biomolecules and Their Tests

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Scientific Method Steps and Controls

The scientific method gives scientists a way to solve problems and explain natural events. Its development grew alongside new ideas in science during the European Renaissance. Thinkers such as Francis Bacon, Galileo, and Isaac Newton helped formalize the process. Although the method has changed over time, much of its basic framework is still used today. The process begins with observation and a clear question. A scientist first notices a natural phenomenon and then asks why it happens. This...

diffusion and osmosis

Cell Membrane Transport and Water Balance

Cell membrane transport and water balance help cells move materials in and out of the cytoplasm. Cell membranes are semipermeable, which means some molecules can pass through while others cannot. The phospholipid bilayer and its embedded proteins control this movement. Some of these proteins act as transport channels for ions and carbohydrates that could not cross on their own. Cells stay small in part because of the surface-area to volume ratio. As a cell grows, its surface area does not keep...

cell structure

Cell Types and Organelles

Cells are the basic units of life, and their structures help explain how living things work. Cell theory says that every living organism is made of one or more cells, cells are the functional units of organisms, and new cells come from preexisting cells. Cells also share key features, including a plasma membrane, cytoplasm, DNA, and ribosomes. The plasma membrane is a phospholipid bilayer that surrounds the cell. It separates the cell from its environment and controls what enters and leaves.

macromolecules

Biomolecules are the organic molecules that living things use for structure, energy, and heredity. They all have a carbon backbone and hydrogen atoms, and carbon can form four covalent bonds. That bonding flexibility lets carbon build chains, branches, rings, and other complex shapes. Biomolecules also commonly include oxygen, nitrogen, phosphorus, and sulfur. Small building blocks join together to make larger molecules. These units are called monomers. Two monomers can form a dimer through...

physiology of the circulatory system

Circulatory System: Blood Flow and Pressure

The circulatory system moves blood, oxygen, nutrients, and wastes through the body to support homeostasis. Homeostasis is the stable internal balance that organisms must maintain even when the outside environment changes. Physiology is the study of how body systems work, and the circulatory system is one of the key systems that helps keep internal conditions steady. Body systems are built from cells, tissues, organs, and organ systems. Humans have 11 major organ systems, and they work together...

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Learn how carbohydrates, lipids, proteins, and nucleic acids are built, what they do, and how common lab tests identify them.

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For many years, scientists thought that enzyme-substrate binding took place in a simple &#34;lock-and-key&#34; fashion. This model stated that the enzyme ...

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Background
Cells represent the most basic biological units of all organisms, whether it be simple, single-celled organisms like bacteria, or large, ...

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Overview of Myosin Structure and Function

Myosins are a family of molecular motor proteins, first identified in the skeletal muscles, where they are responsible for muscle contraction. Along with ...

Visualizing Onion and Cheek Cells
ExpandImmediately before the experiment, wash and peel onion bulbs for the class.
Remove the entire brown outer skin and ...

Microtubules

Microtubules are the thickest cytoskeletal filaments with a diameter of 25 nm. In prokaryotic organisms, microtubules are commonly found in locomotory ...

The Structure of Intermediate Filaments

The intermediate filaments are one of three widely studied cytoskeletal filaments. They are so named as their diameter (10 nm) is in between that of ...

Types of Intermediate Filaments

The intermediate filaments are an essential component of the cytoskeleton. Presently six types of intermediate filament have been identified. Type I and ...

Gap Junctions

Multicellular organisms employ a variety of ways for cells to communicate with each other. Gap junctions are specialized proteins that form pores between ...

The Extracellular Matrix

In order to maintain tissue organization, many animal cells are surrounded by structural molecules that make up the extracellular matrix (ECM). Together, ...

Tissues

Cells with similar structure and function are grouped into tissues. A group of tissues with a specialized function is called an organ. There are four main ...

Plant Cell Wall

The plant cell wall gives plant cells shape, support, and protection. As a cell matures, its cell wall specializes according to the cell type. For ...

Plasmodesmata

The organs in a multicellular organism&#x2019;s body are made up of tissues formed by cells. To work together cohesively, cells must communicate. One way ...

Use models to explain how the structure of organelles determines its function and supports overall cell processes.

LS.Bio.1.3

Cells are the smallest and basic units of life, whether it is a single cell that forms the entire organism, e.g., in a bacterium, or trillions of them, ...

the-tree-of-life-bacteria-archaea-and-eukaryotes

The Tree of Life - Bacteria, Archaea, and Eukaryotes

Prokaryotes are small unicellular organisms that include the domains &#8212; Archaea and Bacteria. Bacteria include many common microorganisms, such as ...

Prokaryotic vs. Eukaryotic Cells

Prokaryotic and eukaryotic cells represent two fundamental types of cellular organization, differing significantly in structure, complexity, and function. ...

Construct explanations to compare prokaryotic and eukaryotic cells in terms of structures and degree of complexity.

LS.Bio.1.4

The DNA Helix

Deoxyribonucleic acid, or DNA, is the genetic material responsible for passing traits from generation to generation in all organisms and most viruses. DNA ...

The Central Dogma

The central dogma explains the flow of genetic information from DNA nucleotides to the amino acid sequence of proteins.
RNA is the Missing Link Between ...

What is Gene Expression?

A gene is a stretch of DNA that serves as the blueprint for functional RNAs and proteins. Since DNA is comprised&#160; of nucleotides and proteins are ...

RNA Structure

The basic structure of RNA consists of a string of ribonucleotides attached by phosphodiester bonds. Although most RNA is single-stranded, it can form ...

Types of RNA

Three main types of RNA are involved in protein synthesis: messenger RNA (mRNA), transfer RNA (tRNA), and ribosomal RNA (rRNA). These RNAs perform diverse ...

Transcription

Transcription is the synthesis of RNA from a DNA sequence by RNA polymerase. It is the first step in producing a protein from a gene sequence. ...

Bacterial RNA Polymerase

Eukaryotic RNA Polymerases

General Transcription Factors

Tissue-specific transcription factors contribute to diverse cellular functions in mammals. For example, the gene for beta globin, a major component of ...

RNA Polymerase II Accessory Proteins

Transcription Elongation Factors

Alternative RNA Splicing

Construct an explanation to summarize how DNA and RNA direct the synthesis of proteins.

LS.Bio.1.5

Analyze how the relationship between structure and function supports life processes within organisms.

Biomolecules and Their Tests

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