الكيمياء الحيوية: المبادئ الأساسية

الكيمياء الحيوية

• دراسة العمليات الكيميائية التي تحدث في الكائنات الحية.

مبادئ أساسية

• تركيز الكيمياء الحيوية على فهم ردود الفعل الكيميائية والمسارات الأيضية في الكائنات الحية.
• دراسة العمليات الكيميائية الحيوية مثل التمثيل الغذائي، والنمو، والتربية، والإشارات الخلوية.
• اهتمام بدراسة المركبات العضوية المعقدة، مثل البروتينات، والدهون، والكربوهيدرات، والأحماض النووية.

الجزيئات الحيوية

• البروتينات: سلاسل من الأحماض الأمينية المترابطة، ذات وظائف متعددة، تشمل الإنزيمات، الهرمونات، وهياكل الخلايا.
• الكربوهيدرات: توفر الطاقة، وتشمل السكريات البسيطة والسكريات المعقدة (مثل النشا والسكريات المتعددة).
• الدهون: مصدر رئيسي للطاقة، تشكل أغشية الخلايا، تتضمن الأحماض الدهنية والزيوت.
• الأحماض النووية: تحمل المعلومات الوراثية، تشمل الحمض النووي الريبي (DNA) والحمض النووي الريبوزي (RNA).

التمثيل الغذائي

• مجموعة من التفاعلات الكيميائية في الكائنات الحية للحفاظ على الحياة.
• يشمل عمليات بناء (الابتنائية) وهدم (الهدمية).
• يُنظم بواسطة الإنزيمات، والتي تُعتبر بروتينات محفزة لتفاعلات كيميائية محددة.

الإنزيمات

• بروتينات محفزة لتفاعلات كيميائية في الكائنات الحية.
• تُقلل طاقة التنشيط اللازمة لبدء التفاعلات.
• تحدد خصائص الإنزيم، بمنطقة فعالة تُرتبط بالركيزة.
• سرعة تفاعلات الإنزيم تتأثر بالعوامل مثل درجة الحرارة، تركيز الركيزة، درجة الحموضة.

التفاعلات الكيميائية الحيوية

• تزدحم في المسارات الأيضية: سلسلة من التفاعلات الكيميائية المترابطة.
• تُتحكم في استقلاب المادة في الكائنات الحية.
• تتطلب تنظيمًا دقيقًا لضمان حدوث التفاعلات في الطرق الصحيحة وفي الأوقات المطلوبة.

الحموض النووية

• تخزين ونسخ المعلومات الوراثية.
• تشمل الحمض النووي الريبي (DNA) والحمض النووي الريبوزي (RNA).
• يتكون DNA من سلسلتين من النيوكليوتيدات ملتفتين حول بعضهما البعض.
• RNA يحتوي على سلسلة واحدة من النيوكليوتيدات.

التنظيم الخلوي

• تنظيم دقيق للتمثيل الغذائي لتلبية احتياجات الخلية بظروف بيئية مختلفة.
• يشمل تنظيم إنتاج الإنزيمات والتحكم في نشاطها.
• اختلال التوازن في المسارات الأيضية قد يؤدي إلى أمراض.

العمليات الأيضية الرئيسية

• التنفس الخلوي: إنتاج الطاقة من السكر.
• التخمر: إنتاج الطاقة من السكر في غياب الأكسجين.
• التمثيل الضوئي: إنتاج الكربوهيدرات من ثاني أكسيد الكربون والماء باستخدام الطاقة الضوئية.

العمليات الأيضية بالتفصيل

• تفاصيل عميقة حول مسارات التمثيل الغذائي، مثل دورة كريبس، سلسلة نقل الإلكترون، مسار البنتوز، تحويلات الجليكوجين، وغيرها.

العوامل المُؤثِّرة

• تؤثر الظروف البيئية (مثل درجة الحرارة ودرجة الحموضة) على تنظيم وتسريع التفاعلات الكيميائية.
• عوامل أخرى مثل المنبهات والمثبطات الإنزيمية تُؤثر على التفاعلات الكيميائية الحيوية.

استخدامات الكيمياء الحيوية

• تطبيقات في المجالات الطبية، الزراعية، والصناعية.