مقدمة في الكيمياء الحيوية

Study Notes

مقدمة في الكيمياء الحيوية

الكيمياء الحيوية هي فرع من العلوم الطبيعية يدرس التفاعلات الكيميائية التي تحدث في الكائنات الحية.
تركز على التركيب والوظيفة والتفاعلات الكيميائية للمواد الحيوية مثل البروتينات والكربوهيدرات والدهون والأحماض النووية.
تدرس الكيمياء الحيوية كيف تنتج هذه التفاعلات الطاقة وكيف تنظم هذه التفاعلات داخل الخلايا.

مبادئ أساسية في الكيمياء الحيوية

الماء: يُعد الماء المذيب الرئيسي في الكائنات الحية، وهو ضروري لتفاعلات كثيرة.
الأحماض الأمينية: وحدة البناء الأساسية للبروتينات.
البروتينات: تؤدي وظائف حيوية كثيرة، مثل الإنزيمات التي تحفز التفاعلات الكيميائية.
الكربوهيدرات: مصادر رئيسية للطاقة.
الدهون: تخزن الطاقة وتشكل أغشية الخلايا.
الأحماض النووية: حمض DNA وحمض RNA، يحملان المعلومات الوراثية.

التفاعلات الكيميائية في الكائنات الحية

التفاعلات الأيضية: جميع التفاعلات الكيميائية التي تحدث في الكائن الحي.
الاستقلاب: مجموع التفاعلات الأيضية في الكائن الحي.
التصنيع الحيوي: عملية بناء المركبات العضوية المعقدة من مركبات أبسط.
تكسر المركبات: عملية تحطيم المركبات المعقدة إلى مركبات أبسط.
التوازن الكيميائي: ضروري لحدوث التفاعلات بشكل فعال.
عملية التمثيل الضوئي: عملية معقدة تعتمد على الطاقة الضوئية لتحويل ثاني أكسيد الكربون والماء إلى سكر.
التنفس الخلوي: عملية تحويل الطاقة المخزنة في السكر إلى طاقة قابلة للاستخدام.

الإنزيمات

الإنزيمات هي بروتينات تعمل كمحفزات حيوية لتسريع التفاعلات الكيميائية في الكائنات الحية.
تعمل الإنزيمات عن طريق خفض طاقة التنشيط اللازمة لبدء تفاعل كيميائي.
لها مواقع نشطة تُنشط التفاعلات بمجرد ارتباط المواد التفاعلية بها.
تتأثر الإنزيمات بالدرجة الحرارية والتركيز.

الهياكل الكبيرة في الكيمياء الحيوية

البروتينات: تتكون من الأحماض الأمينية، وتؤدي وظائف متنوعة.
الكربوهيدرات: تتكون من السكريات البسيطة، وتعمل كمصادر للطاقة.
الدهون: تتكون من الأحماض الدهنية، وتخزن الطاقة وتشكل أغشية الخلايا.
الأحماض النووية: تتكون من النيوكليوتيدات، وتحتوي على المعلومات الوراثية.

الأمراض من منظور الكيمياء الحيوية

العديد من الأمراض ناتجة عن خلل في التفاعلات الكيميائية داخل الكائن الحي.
يمكن للكيمياء الحيوية أن تفسر آليات عمل العديد من الأمراض.
تساعد دراسة الكيمياء الحيوية على تطوير علاجات وعلاجات جديدة.

الفيتامينات والمعادن

الفيتامينات والمعادن ضرورية للعديد من التفاعلات البيولوجية.
تلعب دورًا محوريًا في النمو والصحة.
تحتاج أجسامنا للفيتامينات والمعادن بكميات محددة.

الأحماض الأمينية

هناك 20 نوعًا شائعًا من الأحماض الأمينية.
تصنف الأحماض الأمينية على أساس مجموعتها الجانبية.
تُصنف كـ (أحماض أمينية أساسية) وأخرى (غير أساسية).

العلاقة بين الكيمياء الحيوية وبعض التخصصات الأخرى

ترتبط الكيمياء الحيوية ارتباطًا وثيقًا بالبيولوجيا، وخاصة علم الأحياء الخلوي والجزيئي.
تساهم في فهم التفاعلات الحيوية في المستوى الجزيئي.
تُستخدم في استكشاف آليات عمل أدوية جديدة.

Description

الكيمياء الحيوية تدرس التفاعلات الكيميائية داخل الكائنات الحية. تتناول التركيبة والوظيفة للمواد الحيوية مثل البروتينات والكربوهيدرات. كما تشرح كيفية إنتاج الطاقة من خلال هذه التفاعلات.