مقدمة في الكيمياء الحيوية

مقدمة في الكيمياء الحيوية

• الكيمياء الحيوية هي دراسة التفاعلات الكيميائية التي تحدث في الكائنات الحية.
• تشمل هذه التفاعلات العمليات الحيوية مثل التنفس الخلوي، والتمثيل الضوئي، والهضم.
• تعتمد الكيمياء الحيوية على مبادئ الكيمياء والبيولوجيا.
• تهدف الكيمياء الحيوية إلى فهم كيفية عمل الكائنات الحية على المستوى الجزيئي.

مبادئ أساسية في الكيمياء الحيوية

• الجزيئات الحيوية: تشمل الكربوهيدرات، والليبيدات، والبروتيينات، والأحماض النووية.

  • كل نوع من هذه الجزيئات له وظائف محددة في الجسم.
  • ترتبط هياكلها وظائفها.

• التفاعلات الكيميائية: تشمل التفاعلات الكيميائية الحيوية في الجسم.

  • تستخدم الإنزيمات في تحفيز هذه التفاعلات.
  • تسير التفاعلات في اتجاهات محددة، وتُدار بفعالية ودقة.

التفاعلات الأيضية

• التفاعلات المُتَكَامِلة: تشكل شبكة مترابطة من التفاعلات الكيميائية.

• التمثيل الغذائي: إجمالي العمليات الكيميائية في الكائن الحي.

• التَّمْثُيلُ الضَّوْيِيّ: عملية تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية.

  • تُستخدم في إنتاج الغذاء للكائنات الحية.
  • تستعمل النباتات والطحالب هذه العملية.

• التنفس الخلوي: عملية تحرير الطاقة المخزنة في الجزيئات العضوية.

  • تُستعمل هذه الطاقة في عمليات الجسم الحيوية.

• التَّخَمُّنْ: عملية تحويل الجلوكوز إلى حمض اللاكتيك.

البروتينات

• البنية: تتكون البروتينات من سلاسل من الأحماض الأمينية.

  • ترتبط هذه الأحماض الأمينية في تسلسل معين.
  • ترتيب الأحماض الأمينية يُحدد بنية البروتين.

• الوظائف: تختلف وظائف البروتين باختلاف بنيته.

  • تشمل وظائف البروتينات النقل، والتحفيز، والهيكل، والدفاع.

• التراكيب الثانوية:

  • حلزون ألفا.
  • ورقة بيتا المطوية.

الإنزيمات

• العوامل المُحفِّزة: تعمل الإنزيمات كمحفزات حيوية، مما يزيد من سرعة التفاعلات الكيميائية الحيوية.
• الفعالية: تتأثر فعالية الإنزيمات بظروف بيئية، مثل درجة الحرارة وتركيز الأس الهيدروجيني.
• الموقع النشط: منطقة محددة على سَطح الإنزيم يُرتبط بها المادة المتفاعلة.
• الروابط: تلعب الروابط الكهروستاتيكية، والهيدروجينية، والروابط غير التساهمية دورًا في ارتباط الإنزيم والمادة المتفاعلة.
• دورها في التفاعلات الحيوية المواتية: الإنزيمات تساهم في إحداث التفاعلات الحيوية بسرعة وكفاءة عالية.

الأحماض النووية

• الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (DNA): يحمل المعلومات الوراثية.

  • يحمل المعلومات اللازمة لتركيب البروتينات.

• الحمض النووي الريبوزي (RNA): يلعب أدوارًا مختلفة في تخليق البروتين.

  • يلعب دورًا رئيسيًا في نقل المعلومات الوراثية من DNA إلى الريبوسومات.

• تركيب الأحماض النووية: تتكون من وحدات بناء تسمى النيوكليوتيدات.

  • كل نيوكليوتيدة تحتوي على قاعدة نيتروجينية، وقاعدة سكرية، وفوسفات.

الجزيئات الحيوية الأخرى

• الكربوهيدرات: مصدر رئيسي للطاقة.
• الليبيدات: تخزين الطاقة وحماية الأعضاء.
• الفيتامينات: ضرورية لبعض التفاعلات الحيوية.
• الأملاح المعدنية: مهمة للعديد من وظائف الجسم.

التوازن الأيضي

• التوازن الديناميكي: الحفاظ على حالة توازن بين عمليات التمثيل الغذائي في الجسم.
• الآليات التنظيمية: تشارك في تعديل معدل التفاعلات الكيميائية.
  • تُعدِل هذه التغييرات حسب حاجة الجسم.

هذا الاختبار يقدم نظرة شاملة على الكيمياء الحيوية، والتي تشمل التفاعلات الكيميائية في الكائنات الحية. سوف تتعرف على الجزيئات الحيوية والتفاعلات الأيضية وكيفية عمل الدهون والكربوهيدرات في الجسم.