الكيمياء الحيوية: الجزيئات الحيوية الرئيسية

مقدمة

• الكيمياء الحيوية هي فرع من علم الكيمياء يهتم بدراسة التفاعلات الكيميائية التي تحدث داخل الكائنات الحية.
• تركز على المركبات العضوية، والعمليات البيولوجية التي تحكمها.
• تدرس الكيمياء الحيوية أساسًا الجزيئات الحيوية الرئيسية، مثل البروتينات، والكربوهيدرات، والدهون، والأحماض النووية.

الجزيئات الحيوية الرئيسية

• البروتينات:

  • تتكون من سلاسل من الأحماض الأمينية المرتبطة ببعضها البعض بروابط ببتيدية.
  • لها وظائف متنوعة، بما في ذلك التفاعلات الإنزيمية، ونقل الجزيئات، ودعم الهياكل.
  • تصنف البروتينات حسب تركيبها ووظيفتها.
  • تُصنف أيضًا حسب شكلها (كروية أو ليفية) ووظيفتها (نسيجية أو هرمونية أو إنزيمية).

• الكربوهيدرات:

  • مركبات عضوية تحتوي على الكربون والهيدروجين والأكسجين.
  • تصنف حسب عدد وحدات السكر (مونوساكاريدات، ديساكاريدات، بوليساكاريدات).
  • تلعب دورًا حيويًا رئيسيًا في توليد الطاقة و تخزينها.
  • تُعرف أيضًا باسم السكريات.

• الدهون:

  • جزيئات عضوية غير قابلة لذوبان في الماء.
  • تصنف إلى ثلاثي الجليسريدات، والدهون غير المشبعة، والدهون المشبعة.
  • تقوم بتخزين الطاقة وتشكل مكونات مهمة للأغشية.
  • تلعب دورًا في تنظيم درجة حرارة الجسم وتماثله.

• الأحماض النووية:

  • تشمل الحمض النووي الريبي (RNA) والحمض النووي الدنا (DNA).
  • تحمل معلومات وراثية الكائنات الحية.
  • تتكون من وحدات متكررة تسمى النيوكليوتيدات.
  • تعمل على تشفير المعلومات الجينية للإنتاج البروتيني.
  • تشارك في عمليات النسخ والترجمة.

التفاعلات الكيميائية

• التفاعلات الأيضية:

  • التفاعل المتزامن للعديد من العمليات الكيميائية المترابطة داخل الكائنات الحية.
  • تهتم الكيمياء الحيوية بدراسة مسارات الأيض المختلفة (مثل تحلل الجلوكوز، ودورة كريبس).
  • تعتمد على الإنزيمات كمحفزات حيوية.

• الإنزيمات:

  • بروتينات تعمل كمحفزات حيوية في التفاعلات الأيضية.
  • تقلل من طاقة التنشيط اللازمة لإتمام التفاعلات.
  • لكل إنزيم تركيب فريد يحدد وظيفتها.
  • يؤثر على سرعة التفاعل الأيضي.

العمليات الحيوية

• التنفس الخلوي:

  • عملية تحويل الطاقة الكيميائية في الغذاء إلى طاقة قابلة للاستخدام للخلية (ATP).
  • تتضمن ثلاث مراحل رئيسة: تحلل السكر، ودورة كريبس، وسلسلة نقل الإلكترون.
  • عملية أساسية للحياة الخلوية.

• التركيب الضوئي:

  • عملية تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية في النباتات.
  • تنتج السكروز، الذي يستخدمه الكائن الحي كمصدر رئيسي للطاقة.
  • عملية حيوية أساسية في النظام البيئي.

العلاقة مع المجالات الأخرى

• ترتبط الكيمياء الحيوية ارتباطًا وثيقًا بالكيمياء العضوية، وعلم الأحياء، والبيولوجيا الجزيئية.
• تسلط الضوء على الجوانب الكيميائية للعمليات البيولوجية.
• تلعب دورًا محوريًا في تطوير الأدوية، وتكنولوجيا الحمض النووي، وقطاعات أخرى.

في هذا الاختبار، هنستكشف الجزيئات الحيوية الرئيسية في الكيمياء الحيوية. هنتناول البروتينات، الكربوهيدرات، والدهون بالإضافة لأهميتها ودورها في العمليات الحيوية في الكائنات الحية.