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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 Diskussion über Primärmetaboliten im Allgemeinen auf die Pflanzenbiologie konzentriert, haben alle lebenden Organismen diese Verbindungen.
Kohlenhydrate
Kohlenhydrate oder Saccharide sind Zucker unterschiedlicher chemischer Komplexität. Sie können eine Zuckereinheit (Monosaccharide) oder zwei (Disaccharide) haben. Kohlenhydrate, die durch große Ketten von Monosacchariden gebildet werden, werden Polysaccharide genannt: Stärken sind die häufigsten Verbindungen dieses Typs. Pflanzen produzieren Kohlenhydrate durch Photosynthese: Sie nutzen Sonnenenergie, um Kohlendioxid und Wasser in Zucker und Sauerstoff umzuwandeln.
Nukleinsäuren
DNA oder Desoxyribonukleinsäure speichert genetische Informationen im Zellkern. Es besteht aus den Nukleotidbasen Adenin, Cytosin, Guanin und Thymin, die in Doppelhelix organisiert sind. Die beiden Ketten dieser Doppelhelix werden durch eine Wasserstoffbrücke zusammengehalten. Um sich zu replizieren, bricht DNA dieses Glied, so dass sich jede Kette trennen und einer anderen Kette anschließen kann. RNA oder Ribonukleinsäure enthält Adenin, Cytosin und Uracil. Als Botenstoff der genetischen Information hat RNA die Fähigkeit, sich innerhalb von Zellen zu bewegen. Es wird durch Transkription hergestellt: Bei diesem Prozess verbindet sich ein Enzym mit einem DNA-Abschnitt und signalisiert der DNA, sich zu entfalten. Das Enzym liest 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 von ihnen sind hydrophob oder wasserunlöslich. In Bezug auf Primärmetaboliten bezieht sich der Begriff "Lipide" häufig auf Fette und Steroide. Eine Organelle, die als glattes endoplasmatisches Retikulum bezeichnet wird, produziert Fette durch Synthese durch Dehydratisierung, indem ein Molekül Glycerin und drei Moleküle Fettsäuren kombiniert werden. Steroide bestehen aus vier kondensierten Kohlenwasserstoffstrukturen, die als Cycloalkanringe bezeichnet werden. spezialisierte Zellen synthetisieren spezifische Steroide aus Cholesterin. Zum Beispiel wandeln Eierstockzellen Cholesterin in Östrogene um.
Proteine
Proteine sind polymere Makromoleküle, die aus Ketten von Aminosäuren bestehen; sind für alle zellulären Funktionen essentiell. Die Proteinsynthese besteht aus zwei Phasen: Transkription und Translation. In der Transkriptionsphase wird die genetische Information aus der DNA in die Messenger-RNA (mRNA) kopiert. Die mRNA bewegt sich dann vom Zellkern zu den Ribosomen, die im Zytoplasma befindliche Strukturen sind, die Proteine produzieren. In der Translationsphase reihen Ribosomen Aminosäuren gemäß mRNA-Anweisungen aneinander, um Proteine zu bilden.
