تعريف الكيمياء الحيوية

تعريف الكيمياء الحيوية

• الكيمياء الحيوية هي فرع من فروع علم الكيمياء يُعنى بدراسة التفاعلات الكيميائية التي تحدث داخل الكائنات الحية.
• تُركز على الكيمياء العضوية، وخاصة التفاعلات التي تشكل أساس عمليات الحياة، مثل التمثيل الغذائي والنمو والتكاثر.
• تُدرس الكيمياء الحيوية بنية ووظيفة الجزيئات الحيوية الأساسية من أحماض أمينية، سكريات، دهون، وقواعد نيتروجينية.

الجزيئات الحيوية الأساسية

• الكربوهيدرات:

  • تُعد مصدرًا رئيسيًا للطاقة.
  • تتكون من وحدات سكرية.
  • تصنف إلى سكريات بسيطة (مثل الجلوكوز)، سكريات مركبة (مثل النشا واللاكتوز)، والسكريات المعقدة (مثل السليلوز).

• البروتينات:

  • تلعب أدوارًا حيوية متعددة، من بينها الإنزيمات، الهياكل، والنقل.
  • تتكون من وحدات أحماض أمينية.
  • بنية البروتين تُحدد وظيفته.

• الدهون (الليبيدات):

  • تُمثل مصدرًا مهمًا للطاقة.
  • تُشكل الأغشية الخلوية.
  • تتضمن الدهون المشبعة، الدهون غير المشبعة، والدهون الثلاثية.

• الحموض النووية:

  • DNA (حمض نووي الريبوزي منقوص الأكسجين): يحمل المعلومات الوراثية.
  • RNA (حمض نووي الريبوزي): يشارك في عملية بناء البروتينات.
  • تتكون الحموض النووية من وحدات نووية تتكون من قاعدة نيتروجينية وسكر ريبوزي وفوسفات.

التمثيل الغذائي

• التمثيل الغذائي هو مجموعة من التفاعلات الكيميائية المُرتبة التي تحدث داخل الكائن الحي.
• يُقسم التمثيل الغذائي إلى:
  • عملية البناء (الأنابوليزم): عملية بناء الجزيئات المعقدة من الجزيئات البسيطة.
  • عملية الهدم (الكَتَابُولِيزم): عملية تحطيم الجزيئات المعقدة إلى جزيئات بسيطة لإطلاق الطاقة.
• تتضمن أهم عمليات التمثيل الغذائي:
  • التنفس الخلوي: عملية هدم الجلوكوز لإنتاج الطاقة.
  • التمثيل الضوئي: عملية صنع الغذاء من خلال ضوء الشمس للكائنات الحية المُنتجة.

الإنزيمات

• الإنزيمات هي بروتينات تعمل كمحفزات بيولوجية.
• تُسريع التفاعلات الكيميائية داخل الكائن الحي دون أن تُستهلك نفسها.
• تُحدد بنية الإنزيم وظيفته، بما في ذلك موقع مُفعله.

البيولوجيا الجزيئية

• يهتم هذا المجال بدراسة الجزيئات الحيوية على المستوى الجزيئي.
• يركز على كيفية عمل الجينات وتعبيرها، وكيف تُؤثر على البنية الخلوية والوظائف الحيوية.

الكيمياء الحيوية والطب

• تلعب الكيمياء الحيوية دورًا مهمًا في فهم الأمراض وتطوير الأدوية.
• تُساعد في تحديد أسباب الأمراض الجزيئية، وتطوير علاجات مُخصصة.
• تُستخدم في تطوير أدوية تهدف لمعالجة اختلالات التمثيل الغذائي.

تطبيقات الكيمياء الحيوية

• تُطبق الكيمياء الحيوية في العديد من المجالات، منها:
  • الصناعة الغذائية
  • إنتاج الأدوية
  • الهندسة الوراثية
  • الوقاية من الأمراض
  • علم الجينوم

الكيمياء الحيوية تهتم بدراسة التفاعلات الكيميائية داخل الكائنات الحية. تركز على الجزيئات الحيوية الأساسية مثل الكربوهيدرات، البروتينات، والدهون. هذا المجال يوضح كيف تؤثر تلك الجزيئات على عمليات الحياة مثل التمثيل الغذائي والنمو.