مقدمة في الكيمياء الحيوية

مقدمة في الكيمياء الحيوية

• الكيمياء الحيوية هي فرع من فروع علم الكيمياء يدرس التفاعلات الكيميائية التي تحدث داخل الكائنات الحية.
• تركز على دراسة المركبات العضوية، والعمليات الحيوية، والأنظمة البيولوجية، وتفاعلاتها.
• تهتم بدراسة التفاعلات البيوكيميائية، والعمليات الحيوية، والعمليات المتعلقة بتكوين الجزيئات العضوية، وتفككها.

مبادئ أساسية

• الجزيئات الحيوية: تشمل الكربوهيدرات، والدهون، والبروتينات، والأحماض النووية. كل منها له وظائف محددة حيوية.
• التفاعلات الأيضية: العمليات الكيميائية التي تحدث داخل الكائن الحي، سواءً لتكوين الجزيئات أو هدمها.
• الإنزيمات: بروتينات تعمل كمُحفزات بيولوجية لتسريع التفاعلات الأيضية دون أن تتغير في النهاية.
• الطاقة: ضرورية لجميع العمليات الحيوية، وتشمل التنفس الخلوي، والتمثيل الضوئي، وغيرها.
• التوازن الأيضي: الحفاظ على التركيز المثالي للمواد داخل الخلايا، لضمان الوظائف الحيوية المختلفة.
• العمليات الخلوية: دراسة تفاعلات وميكانيكيات التفاعل في مختلف المكونات الخلوية (الميتوكوندريا، الشبكة الإندوبلازمية، النواة،...).

فروع الكيمياء الحيوية

• علم الكيمياء الحيوية الهيكلي: يهتم بتشريح ودراسة الهياكل ثلاثية الأبعاد للأنظمة البيولوجية.
• أبحاث الكيمياء الحيوية: تركز على الفهم التفصيلي للتفاعلات والعمليات، واكتشاف مبادئ جديدة لإيجاد حلول لعلاجات أو أمراض مختلفة.
• الكيمياء الحيوية الطبية: أبحاث تركز على تطبيق الكيمياء الحيوية في مجال الطب، مثل تطوير الأدوية.

الكربوهيدرات

• جزيئات عضوية حيوية تتكون من الكربون، الهيدروجين، والأكسجين.
• لها وظائف مختلفة، مثل تخزين الطاقة، وتكوين الهياكل.
• تصنيفها على أساس عدد الوحدات المتكررة ( السكريات الأحادية، ثنائية، متعددة ).

الدهون

• مجموعة متنوعة من الجزيئات العضوية، تتميز بتفوق قابلية ذوبانها في المذيبات العضوية.
• لها دور أساسي في تخزين الطاقة، وتكوين أغشية الخلايا.
• تشمل الدهون المشبعة والغير مشبعة، والدهون الثلاثية، والفوسفوليبيدات.

البروتينات

• بُنى جزيئية معقدة تتكون من الأحماض الأمينية.
• أدوار متنوعة في الجسم، مثل التحفيز الحركي و نقل المواد، إنتاج الأجسام المضادة، ودعم بنية الأنسجة.
• مهمة لفهم العمليات داخل الخلايا.

الأحماض النووية

• تخزين وتعديل و نقل المعلومات الجينية. (حمض الريبوزي النووي DNA, حمض الريبوزي النووي RNA)

التنفس الخلوي والتمثيل الضوئي

• العمليات الأساسية لإنتاج الطاقة.
• تتضمن عدة مراحل كيميائية.
• ضرورية لنمو ووظائف الكائنات الحية.

الهرمونات

• مواد كيميائية تنتجها الغدد و تنتقل عبر الدم تؤثر على أجزاء الجسم.
• تنظيم وظائف الجسم المختلفة.

التفاعلات الأيضية

• استقلاب الجزيئات إعادة تشكيلها وإنتاج الطاقة أو مواد أخرى.
• تفاعلات تُنظم بعناية بواسطة الإنزيمات.

دراسة الكيمياء الحيوية

• تعتمد على techniques متطورة لدراسة الجزيئات مثل التحليل الطيفي، والهلام والتحليل الكمي للإنزيمات.
• استخدام التقنيات الحديثة للكشف عن العمليات الحيوية والقواعد وراءها.
• تُستخدم لمعالجة أمراض شائعة.