مبادئ الكيمياء الحيوية

مبادئ الكيمياء الحيوية

• الكيمياء الحيوية هي دراسة التفاعلات الكيميائية التي تحدث داخل الكائنات الحية.
• تركز الكيمياء الحيوية على الجزيئات البيولوجية الرئيسية، مثل البروتينات، والكربوهيدرات، والدهون، والأحماض النووية.
• تدرس الكيمياء الحيوية كيفية عمل هذه الجزيئات معًا للقيام بوظائف حيوية.
• تُعتبر الكيمياء الحيوية حجر الأساس لفهم العمليات البيولوجية المعقدة.

الجزيئات البيولوجية الرئيسية

• البروتينات: سلاسل من الأحماض الأمينية، وهي اللبنات الأساسية للحياة.
  • تؤدي وظائف متعددة، مثل الهضم، والإنزيمات، والهرمونات، والنقل، والدعم الهيكلي.
  • يُحدد ترتيب الأحماض الأمينية وظيفة البروتين.
• الكربوهيدرات: مصادر الطاقة الرئيسية.
  • تتكون من وحدات متكررة من السكريات، مثل الجلوكوز، والفركتوز، والسكروز.
  • تلعب أدوارًا هامة في تخزين الطاقة، وتكوين الهياكل، وتحديد الهوية الخلوية.
• الدهون: مخازن طاقة طويلة الأجل، وتكوّن أغشية الخلايا.
  • تتألف من أحماض دهنية بالإضافة إلى كحول.
  • تُصنف على أنواع مختلفة مثل المشبعة والغير مشبعة، بالإضافة إلى الأحماض الدهنية الأحادية غير المشبعة.
• الأحماض النووية: DNA و RNA.
  • تتحكم في التعبير الجيني، وتخزن المعلومات الوراثية.
  • يحمل DNA المعلومات الوراثية.
  • يحمل RNA رسالة لإنتاج البروتينات (مثل mRNA).

التفاعلات الكيميائية الحيوية

• التفاعلات الأيضية: كل التفاعلات الكيميائية التي تحدث داخل الكائن الحي.
  • تمكن الكائنات الحية من النمو، وإصلاح الأضرار، واستخراج الطاقة، والنمو.
• الإنزيمات: مُسرِّعات بيولوجية للحملات الأيضية.
  • قلل من طاقة التنشيط اللازمة للبدء بالتفاعلات.
  • تؤثر على سرعة التفاعل الكيميائي دون أن تستهلك.
• التمثيل الغذائي: عملية بناء أو تفكك الجزيئات في الكائنات الحية.
  • توجد مسارات (طرق) تمثيلية مختلفة للكائنات الحية، بعضها متشابه وبعضها مختلف.
• التنفس الخلوي: طريقة الجسم للحصول على الطاقة من الجلوكوز.
  • يتضمن سلسلة من التفاعلات الكيميائية التي تنتج الطاقة (ATP).

تقنيات الكيمياء الحيوية

• الطيف الضوئي: طريقة لقياس كمية الضوء الممتصة أو المنبعثة من الجزيئات.
  • تفيد في تحديد التركيب الكيميائي للجزيئات، والكشف عن وجودها وكميتها.
• الكروماتوجرافيا: طريقة فصل مزيج من المواد الكيميائية اعتمادًا على اختلاف خصائصها.
  • تُستخدَم هذه التقنية في فصل وتحديد مركبات الخلايا والأنظمة البيولوجية.
• الترسيب: طرق لتحليل محتوى العناصر ووجودها في جسم الإنسان والمواد المختلفة.
• التفاعلات المناعية: لقياس جزيئات محددة.
  • تعتمد على بروتينات مناعية تُسمى الأجسام المضادة.

مُحاور أساسية

• فهم الجزيئات الأساسية للحياة.
• معرفة كيفية بناء الجزيئات وكيفية تفاعلها.
• معرفة أنواع الطاقة في عمليات التمثيل الغذائي.
• تحديد كيف تحدث التفاعلات الكيميائية في الجسم.
• دراسة تقنيات الكيمياء الحيوية.