炭素化合物の4つの分類

有機化合物は炭素を大量に含み、主に4つの大きなグループに分類されます。本稿では炭水化物、脂質、タンパク質、核酸の特徴と役割を解説します。

炭水化物

炭水化物は主にブドウ糖の形で、ほとんどすべての生物にとって主要なエネルギー源です。また、一部は構造材料や他の化合物のビルディングブロックとして機能します。炭水化物は炭素・水素・酸素から構成され、水素と酸素の比は2:1です。単糖類と二糖類が単純炭水化物、 多糖類が複合炭水化物に分類されます。

脂質

脂質も炭素・水素・酸素から成りますが、炭水化物に比べて酸素の割合が低くなります。脂質はステロイド、ワックス、脂肪の3つに大別され、脂肪は飽和脂肪酸と不飽和脂肪酸に分けられます。不飽和脂肪酸は二重結合を持ち、一般的に健康的な食事では不飽和脂肪酸の摂取が推奨されます。脂質は水に溶けず、エネルギーの貯蔵に利用されます。

タンパク質

タンパク質は最も複雑な有機化合物で、アミノ酸の鎖から構成されます。アミノ酸は主に炭素・水素・酸素・窒素を含み、硫黄、リン、鉄、銅などの微量元素を含むものもあります。アミノ酸はペプチド結合で連結され、短い鎖はペプチドと呼ばれます。タンパク質の配列は各生物の遺伝コードによって決まり、様々な機能を担います。

核酸

核酸は核酸塩基と糖、リン酸からなるヌクレオチドが多数結合した大きな分子です。DNAはデオキシリボースとチミン、RNAはリボースとウラシルを含み、これらの塩基はヘテロ環式芳香族化合物です。核酸は遺伝情報の保存と伝達に不可欠です。