مبادئ أساسية في الكيمياء الحيوية

Study Notes

مبادئ أساسية في الكيمياء الحيوية

الكيمياء الحيوية هي دراسة المواد الكيميائية والعمليات الكيميائية التي تحدث في الكائنات الحية.
تركز على المركبات العضوية، وخاصة البروتينات، والكربوهيدرات، والدهون، والأحماض النووية.
تسعى لفهم كيفية عمل هذه الجزيئات داخل الخلايا، وكيفية تفاعلها مع بعضها البعض.
تشمل دراسة التمثيل الغذائي، وتوليد الطاقة، والعمليات الحيوية المختلفة.

بنية الجزيئات الحيوية

البروتينات: جزيئات معقدة تتكون من سلاسل من الأحماض الأمينية المرتبطة معاً.
- تلعب أدواراً حيوية كثيرة، مثل الإنزيمات، والهرمونات، والهياكل.
- ترتيب الأحماض الأمينية يؤثر على وظيفة البروتين.
- البنية الرباعية هي التركيب النهائي ثلاثي الأبعاد للبروتين.
الكربوهيدرات: مركبات عضوية تحتوي على الكربون والهيدروجين والأكسجين.
- مصدر رئيسي للطاقة للكائنات الحية.
- توجد في أشكال مختلفة مثل السكريات البسيطة والسكريات المعقدة.
الدهون: جزيئات عضوية غير قابلة للذوبان في الماء.
- تُستخدم لتخزين الطاقة، وتشكيل أغشية الخلايا.
- تشمل الدهون المشبعة، والدهون غير المشبعة، والفوسفوليبيدات.
الأحماض النووية: جزيئات كبيرة تحمل المعلومات الوراثية.
- تشمل الحمض الدنا (DNA) والحمض الرنا (RNA).
- تُستخدم في تخزين ونقل المعلومات الجينية.

التفاعلات الكيميائية في الكائنات الحية

التفاعلات الأيضية: تفاعلات كيميائية تحدث داخل الخلايا.
- تُحوّل هذه التفاعلات المواد الكيميائية من شكل إلى آخر.
- تضمن إمداد الجسم بالطاقة اللازمة للوظائف الحيوية.
- الأيض يتضمن العمليات الهدمية (التكسير) والعمليات التركيبية (البناء).
الإنزيمات: بروتينات تعمل كمحفزات حيوية.
- تسريع سرعة التفاعلات الكيميائية.
- تقلل من طاقة التنشيط اللازمة للبدء بالتفاعل.
- لها مواقع نشطة متخصصة.
الطاقة:
- تخزن الطاقة الكيميائية في روابط الجزيئات العضوية.
- تحرر الطاقة من خلال عمليات الأيض.
- تستخدم في عملية التمثيل الغذائي للكائنات الحية.
- الأكسدة والاختزال هما أساسيات عمليات نقل الطاقة في الكائنات الحية.

العمليات الحيوية المهمة

التنفس الخلوي: عملية تحويل الطاقة من الجلوكوز إلى أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP).
- يتضمن العديد من التفاعلات الأيضية.
- يمثل مصدر رئيسي للطاقة للخلايا.
البناء الضوئي: عملية تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية.
- تجرى في النباتات والحطام.
- تُستخدم ثاني أكسيد الكربون والماء لإنتاج الجلوكوز.
العمليات الأيضية الأخرى: - تخليق البروتينات - تخليق الأحماض النووية - الهضم - الإخراج - انقسام الخلايا

تنظيم العمليات الحيوية

الهرمونات: جزيئات تُنظم العمليات الحيوية في الجسم.
- تُفرز من الغدد.
- تُسافر عبر الدم.
- تُؤثر على وظائف الأعضاء والأنسجة.
التنظيم الجيني:
- تحكم الجينات في عملية التمثيل الغذائي.
- تنظيم الجينات يضبط توليد البروتينات الضرورية للعمليات الحيوية.

بعض الأمثلة التطبيقية

الأمراض الوراثية: ناتجة عن طفرات في الجينات.
- قد تُؤثر على عملية التمثيل الغذائي.
- تختلف أعراضها بنوع الطفرة.
العلاج بالأدوية: تستهدف الجزيئات الحيوية، مثل الأدوية المضادة للالتهابات أو الأدوية المُحفزة للمنشطات الإنزيمية.
علم الزراعة: فهم خصائص البناء الضوئي للزراعة، و الإكثار من المحاصيل الزراعية المحسنة وراثيًا.
الكيمياء الحيوية والصحة:
- تقييم تأثير الدواء على الجزيئات الحيوية قبل استخدام أي دواء.
- فهماً لكيفية عمل الأدوية في الجسم والآليات التي من خلالها تؤثر على الصحة.

Description

تتناول هذه المادة الكيمياء الحيوية، وتركز على دراسة المركبات العضوية وعملها داخل الكائنات الحية. سيساعدك هذا الاختبار في فهم البروتينات، الكربوهيدرات، والدهون، وكيفية تفاعلها في العمليات الحيوية. ستكتسب معرفة حول أدوارها الحيوية وتأثيرها على الحياة.