أساسيات الكيمياء الحيوية للخلية

أساسيات الكيمياء الحيوية للخلية

• مكونات الكائنات الحية تتشكل بنسبة كبيرة من الماء، حوالي 70% في جسم الإنسان.

خصائص الماء

• الالتصاق والتماسك: تساعد هذه الخصائص الماء على الصعود في النبات ضد الجاذبية.
• حرارة نوعية عالية: الماء يمتص الحرارة ببطء ويخسرها ببطء مما يساعد على تنظيم درجة حرارة أجسام الكائنات الحية.
• كثافة الماء عند 4 درجات مئوية: تختلف كثافته مع تغير درجة الحرارة، فعند درجات حرارة أقل من 4 درجات مئوية يزيد حجم الماء وتقل كثافته مما يسمح له بالطفو على السطح، وهذا يعتبر شذوذًا في سلوك الماء.
• المذيب: الماء مذيب جيد للأملاح والمركبات العضوية مما يساعد على نقل المواد الكيميائية في الجسم.
• التوتر السطحي: خاصية مميزة تجعل حشرة عنكبوت الماء قادرة على السير فوق سطح الماء دون الغطس.

المركبات غير العضوية في الكائنات الحية

• العناصر الكيميائية الأساسية: تشكل نسبة كبيرة من جسم الكائن الحي، منها الأكسجين، الكربون، الهيدروجين، النيتروجين، الكالسيوم، والفوسفور.
• العناصر الكيميائية الاخرى: ضرورية لأداء وظائف حيوية، مثل الكبريت، البوتاسيوم، الكلور، الصوديوم، المغنيسيوم.
• تأثير نقص بعض العناصر: يؤدي نقص بعض العناصر إلى اضطرابات فسيولوجية أو حتى الموت.

المركبات العضوية

• خصائص المركبات العضوية: من أهم الخصائص قدرتها على تكوين سلاسل طويلة ومتفرعة، وتتضمن هذه المركبات الكربون والهيدروجين، والأكسجين، وبعض العناصر الأخرى مثل الكبريت والنيتروجين والفوسفور.

الكربوهيدرات

• الصيغة العامة: (CH₂O)ₙ
• أنواعها:
  • أحادية السكريات: مثل الجلوكوز، الفركتوز، والجالاكتوز.
  • ثنائية السكريات: مثل المالتوز، اللاكتوز، والسكروز.
  • متعددة السكريات: مثل النشا، الجلايكوجين، والسليلوز.
• أهمية الكربوهيدرات: تمثّل المصدر الأول للطاقة للخلية.

الدهون

• تعريف مختصر: مركبات عضوية تتكون من احماض دهنية وجليسرول.
• أنواعها:
  • مشبعة: دهون صلبة عادةً.
  • غير مشبعة: دهون سائلة عادةً.
• الستيرويدات: نوع من الدهون، تشمل الكوليسترول.
• أهميتها: تمثل المصدر الثاني للطاقة، بناء المواد الحيوية، وتدخل في تركيب الهرمونات.

البروتينات

• تركيبها: سلاسل من الأحماض الأمينية.
• وظائفها: عدة وظائف حيوية، منها: الدعم الهيكلي، التخزين، النقل، الإشارات الخلوية، الحركة، والدفاع ضد الأمراض.
• أنواعها: إنزيمات، بروتينات دفاعية، بروتينات تخزين، بروتينات نقل.

الانزيمات

• وظيفتها: تسريع التفاعلات الكيميائية في الكائن الحي.

حاملات الطاقة (ATP/ADP/AMP)

• وظيفتها: تخزين ونقل الطاقة في الخلايا.

الأحماض النووية (DNA و RNA)

• الوظيفة الرئيسية: تخزين وتشفير المعلومات الوراثية.
• نوعان: DNA وRNA.
• أوجه الاختلاف بينهم: تشمل نوع القواعد النيتروجينية، نوع السكر في تركيبهما، وعدد السلاسل في تركيب كل منهما.

الفيتامينات

• تعريفها: مواد عضوية لا تُنتج من قبل الجسم، إلا أن لها أهمية كبيرة في عمليات الأيض الغذائي ووقاية الجسم من الأمراض.