Tierisches Gewebe, pflanzliches Gewebe, Bakterien und Pilze enthalten organische Moleküle; Hörner und Nägel, abgefallene Blätter, Eier, Obst und Gemüse enthalten organische Verbindungen; Holz, Milch, Papier, Erdöl und Benzin enthalten organische Verbindungen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass alle lebende Materie, Teile oder Produkte von lebender Materie und Überreste von lebender Materie organische Verbindungen enthalten. Organische Moleküle, die mit lebenden Organismen verbunden sind, werden auch Biomoleküle genannt.

Organische Verbindungen sind Moleküle, die Kohlenstoffatome enthalten, die kovalent an Wasserstoffatome gebunden sind (C-H-Bindungen). Viele organische Verbindungen bestehen aus Ketten kovalent verbundener Kohlenstoffatome mit an die Kette gebundenen Wasserstoffatomen (Kohlenwasserstoffrückgrat). Dies bedeutet, dass alle organischen Verbindungen das Vorhandensein von Kohlenstoffatomen und Wasserstoffatomen gemeinsam haben. Darüber hinaus können verschiedene organische Verbindungen Sauerstoff, Stickstoff, Phosphor und andere Elemente enthalten. Kohlendioxid (CO2) hat keinen Wasserstoff; es ist also keine organische Verbindung. Wasser (H2O) hat keinen Kohlenstoff; es ist also keine organische Verbindung. Natriumchlorid hat weder Kohlenstoff noch Wasserstoff; es ist also keine organische Verbindung. Im Allgemeinen sind Gase und Mineralsalze (anorganische Substanzen, die im Boden, in Gewässern oder in Wasserläufen vorkommen) nicht organisch.

Abbildung \(\PageIndex{1}\) Organische Moleküle haben aufgrund der Fähigkeit des Kohlenstoffs, vier kovalente Bindungen zu bilden, eine Vielfalt von Formen und Größen. Kohlenstoff kann lange Ketten (wie die Fettsäure in a), verzweigte Ketten (wie in b), Ringe (wie das Cholesterin in c) oder verzweigte Ketten von Ringen (wie in d) bilden.

Die meisten organischen Verbindungen, aus denen unsere Zellen und unser Körper bestehen, gehören zu einer der vier Klassen: Kohlenhydrate, Lipide, Proteine und Nukleinsäuren. Diese Moleküle werden mit der Nahrung, die wir zu uns nehmen, in unseren Körper aufgenommen. Im Allgemeinen sind die Moleküle dieser vier Klassen sehr groß, und wir bezeichnen große Moleküle oft als Makromoleküle (Makro- = „sehr groß“ oder „in großem Maßstab“).

Abbildung \(\PageIndex{2}\) Kohlenhydratreiche Nahrung

Abbildung \(\PageIndex{3}\) Eiweißreiche Nahrung

Abbildung \(\PageIndex{4}\) Lipidreiche Lebensmittel

Abbildung \(\PageIndex{5}\) Zwei Arten von Nukleinsäuren, RNA und DNA

Die Anzahl der Kohlenstoffe, die das Rückgrat einer organischen Verbindung bilden, und ihre Form (lange Kette, verzweigte Kette, Ring) sind nicht die einzigen Merkmale, die die Eigenschaften organischer Verbindungen bestimmen. Gruppen von Atomen anderer Elemente, die mit dem Kohlenstoffrückgrat verbunden sind, verleihen den Millionen von verschiedenen Arten organischer Moleküle einzigartige Eigenschaften. Eine bestimmte Gruppe von Atomen, die durch starke kovalente Bindungen verbunden sind, wird als funktionelle Gruppe bezeichnet. Es gibt viele wichtige funktionelle Gruppen in der menschlichen Physiologie. Einige von ihnen sind Hydroxyl-, Carboxyl-, Amino-, Methyl- und Phosphatgruppen.