Proteins (PDF)
Document Details
Uploaded by InvincibleElPaso
Tags
Summary
This document provides information about proteins, including their structure, function, and types. It explains amino acids and peptide bonds. The document is likely part of a biology textbook or study guide.
Full Transcript
البروتينات Proteins الربط بالكيمياء تتأ َّلــف الربوتينــات مــن وحــدات بنائيــة أساســية تُسـ ّ ـمى...
البروتينات Proteins الربط بالكيمياء تتأ َّلــف الربوتينــات مــن وحــدات بنائيــة أساســية تُسـ ّ ـمى احلمــوض األمينيــة املجموعــة الوظيفيــة :جمموعــة مــن ،Amino Acidsوترتبــط احلمــوض األمينيــة م ًعــا بروابــط تســامهية ببتيديــة الــذ ّرات يف ا ُملركَّــب العضــوي،َّ .Peptide Bonds تُسـ ِ ـهم يف متييــز ُمر َّكــب عــن غــره تشــرك احلمــوض األمينيــة -يف مــا بينهــا -يف صيغتهــا العامــة التــي حتــوي مــن ا ُملركَّبــات ،ومــن أمثلتهــا: نوعــن مــن املجموعــات الكيميائيــة ،مها :جمموعــة الكربوكســيل (،)COOH -جمموعة اهليدروكسيل ).)OH وجمموعــة األمــن ) ،)NH2إضاف ـ ًة إىل سلســلة جانبيــة ُير َمــز إليهــا بالرمــز ،R -جمموعة الكربوكسيل (.)COOH ـكل محــض أمينــي خصائــص وختتلــف مــن محــض أمينــي إىل آخــر؛ مــا جيعــل لـ ِّ -جمموعة األمني (.(NH2 ينفــرد هبــا عــن غــره ،أنظــر الشــكل (.)5 -جمموعة الفوسفات (.)PO43- جمموعة أمني. سلسلة جمموعة كربوكسيل. جانبية. الشكل ( :)5الصيغة البنائية العامة للحموض األمينية. حيتــوي احلمــض األمينــي غاليســن Glycineعــى أبســط سلســلة جانبيــة ،Rوهــي َذ َّرة اهليدروجــن ،Hيف حــن حتتــوي السلســلة اجلانبيــة يف احلمــوض األمينيــة األُخــرى عــى الكربــون ،ومــن األمثلــة عــى هــذه السالســل اجلانبيــة: ،CH2SH، CH2OHأنظــر الشــكل (.(6 الشكل ( :)6بعض أنواع احلموض األمينية. (ج) سستيني. (ب) سريين. (أ) غاليسني. ُأحــدِّ د السلســلة اجلانبيــة يف كل محــض أمينــي ورد ذكــره يف الشــكل. 14 محضــا أمين ًّيــا خمتل ًفــا ،ويســتطيع يدخــل يف تركيــب الربوتينــات عــرون ً أتح َّقق :ما الذي ُيم ِّيز ً حمضا محضــا أمين ًّيــا منهــا فقــط.أ ّمــا احلمــوض جســم اإلنســان تصنيــع أحــد عــر ً أمين ًّيا من آخر؟ األمينيــة التســعة األُخــرى فيحصــل عليهــا اجلســم مــن الغــذاء ،وهــي تُسـ ّ ـمى احلمــوض األمينيــة األساســية.تُصنَّــف احلمــوض األمينيــة َوف ًقــا خلصائــص السالســل اجلانبيــة التــي حتوهيــا إىل جمموعتــن رئيســتني ،مهــا :احلمــوض األمينيــة ا ُمل ِح َّبــة للــاء ،واحلمــوض األمينيــة الكارهــة للــاء. الربط بالصحة النفسية أثر الرتبتوفان يف حتسني املزاج حيتــاج جســم اإلنســان إىل احلمــض األمينــي تربتوفــان ،Tryptophan الــذي ُي َعــدُّ أحــد احلمــوض األمينيــة األساســية التــي تدخــل يف تصنيــع الناقــل أيضــا هرمــون الســعادة. ســمى ً العصبــي اهلرمــوين الســروتونني ،و ُي ّ أن احلمــض األمينــي تربتوفــان ُيسـ ِ ـهم يف وقــد أشــارت دراســات منشــورة إىل َّ حتســن املــزاج وختفيــف التو ُّتــر لــدى األشــخاص مــن خمتلــف األعــار ،فضـ ً ـا الر َّضــع عــى هــذا احلمــض عــن وجــود عالقــة بــن احتــواء حليــب األطفــال ُّ وخلودهــم إىل النــوم براحــة وهــدوء. 15 استقبال املواد الكيميائية. اإلسهام يف االستجابة املناعية. حتفيز التفاعالت الكيميائية. نقل الغازات يف الدم. ُمستقبِل بروتيني هيد كربو رات إنزيامت هضم الكربوهيدرات ُسكَّريات بسيطة ُمستقبِل بروتيني لبعض جسم مضاد. اإلنزيامت. اهليموغلوبني. أنواع اهلرمونات. الشكل ( :)7بعض وظائف الربوتينات. ُمُت ِّثــل الربوتينــات أكثــر مــن 50%مــن الكتلــة اجلافــة ملعظــم اخلاليــا ،وهــي تــؤ ّدي وظائــف خمتلفــة يف أجســام الكائنــات احل َّيــة ،مثــل أليــاف الكوالجــن ـوة ،أنظــر الشــكل ( )7الــذي ُيبـ ِّـن وظائف التــي متنــح الغضاريــف املرونــة والقـ َّ ُأخــرى للربوتينــات. كونــ ًة بروتينـــــات ُســــكَّرية بالســكَّرياتُ ،م ِّ قــد ترتبــط الربوتينــــات ُّ ُّ يحـث ديننـــا الحنيـــف على ،Glycoproteinsومــن األمثلــة عليهــا ُمو ِّلــدات الضــد Antigensالتي توجد االعتــــدال في المـــأكل والمشرب. عــى ســطوح خاليــا اجلســم ،وال ُيســ ِّبب وجودهــا يف احلــاالت الطبيعيــة قـال تعالى﴿ : حــدوث اســتجابة مناعيــة ضدهــا يف اجلســم ،يف حــن تُسـ ِّبب ُمو ِّلــدات الضــد ﴾ (سـورة األعراف، الغريبــة (غــر الذاتيــة) التــي تدخــل اجلســم حــدوث اســتجابة مناعيــة ضدهــا الم ِ توازن اآليـة ُ.)31ي ِ سـهم تنـاول الغـذاء ُ يف اجلســم. فـي المحافظـة علـى صحـة الجسـم. اعتمـا ًدا علـى مـا تع َّل ْمتُـه عـن وظائـف مــن األمثلــة عــى ُمو ِّلــدات الضــد يف جســم اإلنســانُ :مو ِّلــد الضــد ()A البروتينـــاتُ ،أب ِّيـن أثـر عــــدم تنــاول الــذي يوجــد عــى ســطوح خاليــا الــدم احلمــراء لــدى كل شــخص فصيلــة البروتينـات بكميات م ِ ناسـبة في صحــة ُ ِّ ووف ًقــا هلــذا النظــام ،فإنَّــه دمــه ( (Aبحســب نظــام ABOلفصائــل الــدمَ. جسـمي. توجــد أربــع فصائــل لــدم اإلنســان ،هــي ،O ،AB ،B ،A :وذلــك بنــا ًء عــى وجــود أحــد ُمو ِّلــدي الضــد ،Aأو ،Bأو كليهــا ،أو عــدم وجودمهــا ،أنظــر اجلــدول ( )2الــذي ُيبـ ِّـن ُمو ِّلــدات الضــد عــى ســطوح خاليــا الــدم احلمــراء واألجســام املضــادة يف البالزمــا لفصائــل الــدم األربــع بحســب نظــام .ABO 16 الجدول ( :)2فصائل الدم بحسب نظام .ABO فصيلة الدم خاليا الدم احلمراء ُمو ِّلدات الضد عىل ال يوجد سطوح خاليا الدم A , B B A احلمراء األجسام املضادة ال يوجد يف البالزما Anti- A Anti-B Anti-B Anti-A عرف بنظام العامل الريزييس ،Rhويشري إىل وجود ُمو ِّلد يوجد نظام آخر ُي َ م ًعا لن ُِنقذ حيا ًة سمى ُمو ِّلد الضد ،Dأو عدم وجوده.ويف ضد عىل سطــوح خاليا الدم احلمراء ُي ّ عرضــا تقديم ًّيــا هيــدف إىلُأ ِعــدُّ ً حال وجود ُمو ِّلد الضد Dعىل سطوح خاليا الدم احلمراءَ ، يوصف الشخص بأنَّه تعريــف املجتمــع املحــي بأمهيــة فيوصف الشخص بأنَّه موجب العامل الريزييس .Rh+أ ّما يف حال عدم وجوده، َ رع بالــدم ،وتشــجيعه عــى التــ ُّ سالب العامل الريزييس ،Rh-وال يوجد يف بالزما دمه أجسام مضادة (،)Anti-D ضمنًــا العــرض مــــا ذلــكُ ،م ِّ ّإاّل أنَّه ُينتِجها يف صورة استجابة مناعية إذا ن ُِقلت إليه خاليا دم محراء من شخص درســتُه مــن معلومــات عــن ْ نظامــي ABOو.Rh موجب العامل الريزييس. عند نقل خاليا دم محراء من شخص إىل آخر ،فإنَّه ُين َظر إىل ُمو ِّلدات الضد التي عىل سطوح خاليا الدم احلمراء لدى ا ُملت ِّربع ،Donorوإىل األجسام املضادة يف بالزما الدم لدى ا ُملستقبِل ً.Recipient فمثاًل ،عند نقل خاليا دم محراء من ُمت ِّربع فصيلة دمه Aإىل أتح َّقق :أذكــر األعــــراض فإن األجسام املضادة ( (Anti-Aالتي يف بالزما دم ا ُملستقبِل ُمستقبِل فصيلة دمه َّ ،B التـي قـد تظهـر على شـخص للمت ِّربعُ ،مس ِّبب ًة حت ُّللها؛ بمو ِّلدات الضد Aعىل سطوح خاليا الدم احلمراء ُ ترتبط ُ فصيلة دمـــه ( )Aعنــد نقـل فتظهر عىل ا ُملستقبِل أعراض عديدة ،مثل :القشعريرة ،واحلُ ّمى ،وقد يصاب بقصور يف خـلايا دم حمــــراء إليـه من وظائف الكُىل ،وقد يؤ ّدي ذلك إىل وفاته.ويف سياق ُمت َِّصل ،إذا كان الشخص سالب تبـرع فصيلة دمـه (.)B ُم ِّ العامل الريزييس Rh-فال ي ِ مكنه استقبال خاليا دم محراء من ُمت ِّربع موجب العامل ُ كون أجسا ًما مضاد ًة ( (Anti-Dيف بالزما دمه، الريزييسRh+؛ ذلك َّ أن جسمه س ُي ِّ 17 بوصفها استجاب ًة مناعي ًة ،فرتتبط األجسام املضادة ( )Anti-Dيف بالزما دم ا ُملستقبِل يحتـاج مريض فصيلـة دمه O- بمو ِّلدات الضد Dعىل سطوح خاليا الدم احلمراء يف دم ا ُملت ِّربع ،أنظر الشكل (.)8 ُ إلـى نقـل وحدتين من بالزمـا الدم.إذا توافـرت وحدتـا بالزمـا ،إحداهما من تبـرع فصيلـة دمـه ،AB+واألُخـرى ُم ِّ تبـرع فصيلـة دمــــه ،B+فهــل مـن ُم ِّ الشكل (:)8 مكـن اسـتخدام كلتا الوحدتيـن لنقلي ِ ُ ارتباط األجســام البالزمـا إليـه ،أم ُيكتفـى بإحداهمـا املضادة ((Anti-D بمو ِّلدات الضــد ناسـبة األُخـرى لدمـه؟ ُأ ِّ بـرر لعـدم ُم َ ُ .D إجابتي. Rh+ ُمو ِّلد الضد D اجلسم املضاد ((Anti-D مثال Rh- أُصيب شخص فصيلة دمه A-في حادث سير ،واستدعت حالته نقل خاليا دم حمراء إليه ،ورغب اثنان من أصدقائه الصديقين يُم ِكنه فقط التبرُّ ع ِ التبرُّ ع بخاليا دم حمراء له ،وكانت فصيلة دم أحدهما ،AB+وفصيلة دم اآلخر .O-أيُّ بأن المصاب لم تُنقَل إليه خاليا دم حمراء من قبلُ). له؟ (عل ًما َّ المعطيات: - + ال ُمتبرِّ عان ال ُمحت َمالن ،AB :و ،Oال ُمستقبِل.A : - المطلوب: ناسب الشخص المصاب (ال ُمستقبِل). ُ تحديد ال ُمتبرِّ ع الذي فصيلة دمه ت ِ الحل: تبرع الذي فصيلة دمه :AB+ )1في حالة ال ُم ِّ األجسام المضادة لدى ال ُمستقبِل الذي فصيلة دمه A- ُمولِّدات الضد لدى ال ُمتبرِّع ال ُمحت َمل األ َّول الذي فصيلة دمه AB+ Anti-B ،AوB سيُك ِّون ( Anti-Dاستجابة مناعية). D ألن األجسام المضادة ( (Anti-Bمن بالزما دم ال ُمستقبِل سترتبط ب ُمولِّدات الضد ال يُم ِكن لل ُمتبرِّع األ َّول التبرُّ ع بالدم؛ َّ Bعلى سطوح خاليا الدم الحمراء من دم ال ُمتبرِّ عُ ،مسبِّبةً تحلُّلها ،وستظهر على ال ُمستقبِل (المصاب) أعراض عديدة، مثل :القشعريرة ،وال ُح ّمى ،وقد يصاب بقصور في وظائف ال ُكلى ،وقد يؤ ّدي ذلك إلى وفاته. في ما يتعلَّق بنظام ،Rhسي ِّ ُكون ال ُمستقبِل أجسا ًما مضادةً ( - (Anti-Dبوصفها استجابةً مناعيةً -ترتبط ب ُمولِّدات الضد Dعلى سطوح خاليا الدم الحمراء من دم ال ُمتبرِّ ع. تبرع الذي فصيلة دمه :O- )2في حالة ال ُم ِّ األجسام المضادة لدى ال ُمستقبِل الذي فصيلة دمه A- ُمولِّدات الضد لدى ال ُمتبرِّع ال ُمحت َمل الثاني الذي فصيلة دمه O- Anti-B ــــــــــــــــــ إذن ،ال ُمتبرِّ ع الذي فصيلة دمه O-هو الذي يُم ِكنه التبرُّ ع بالدم (بخاليا دمه الحمراء) للمصاب؛ نظرًا إلى عدم وجود ُمولِّدات الضد ،Bو Dعلى سطوح خاليا الدم الحمراء في دم هذا ال ُمتبرِّ ع. 18 الرتكيب الرباعي. الرتكيب الثالثي. الرتكيب الثانوي. األويل. الرتكيب َّ الشكل ( :)9مستويات تركيب مستويات تركيب البروتينات Levels of Proteins Structure الربوتينات. ختتلــف الربوتينــات بعضهــا عــن بعــض تب ًعــا الختــاف احلمــوض األمينية التــي تدخــل يف تركيبهــا ،وعددها ،وتسلســلها. األويل توجــد أربعــة مســتويات تركيبيــة للربوتينــات ،هــي :الرتكيــب َّ ،Primary Structureوالرتكيب الثانــوي ،Secondary Strucrtureوالرتكيب الثالثــي ،Tertiary Structureوالرتكيــب الرباعــي ،Quaternary Structure ُأ ِ أنظــر الشــكل (.)9 نشــــئ ُخُم َّط ًطــــا مفاهيم ًّيــا باســتخدام رســوم األولي Primary Structure التركيب َّ SmartArtلتوضيــح مســتويات ترتبــط احلمــوض األمينيــة م ًعــا بروابــط تســامهية ببتيدية ،فتتشـكَّل سلســلة تركيـــب الربوتينــــات ،ثــم ويوصــف التسلســل اخل ّطــي للحمــوض األمينيــة يف سلســلة َ عديــد الببتيــد. ُأضيـــف إليــــه تدرجي ًّيـــا مــا األويل للربوتــن ،وتكــون جمموعــة األمــن عديــد الببتيــد بأنَّــه الرتكيــب َّ ســأتع َّلمه عنهــا يف الصفحــات ُســمى الطــرف ،)Nوتكــون جمموعــة الكربوكســيل يف هنايتهــا يف بدايتهــا (ت ّ التاليــة. ُســمى الطــرف ،)Cأنظــر الشــكل (.)10 (ت ّ أتح َّقــق :ملــاذا ُحُي َ تمــل ْ أن ختتلف سلسلتا عديـــــد ببتيد، إحدامهـــــا عــــن األُخــرى، تكوهنام مــــن بالرغــــــم من ُّ احلمــوض األمينيــة نفســها، األويل للربوتني (سلسلة عديد الببتيد). الشكل ( :)10الرتكيب َّ واحتوائهــا عــى العــدد نفســه ُيم ِّثــل الرتكيــب َّ األويل للربوتــن اهليــكل األســايس ملســتويات الربوتــن مــن هــذه احلمــوض؟ األوليــة. أي وظيفــة يف صورتــه َّاألُخــرى ،وهــو ال يــؤ ّدي َّ 19 التركيب الثانوي Secondary Structure تتكـون َّ ُأحـدِّ د َّ الـذ ّرات التـي ينتــج الرتكيــب الثانــوي مــن التفــاف سلســلة عديــد ببتيــد واحــدة، بينهـا روابـط هيدروجينية فـي حمضين وتكــون روابــط هيدروجينيــة يف مناطــق ُحُمــدَّ دة منهــا ،وهــي روابــط تعمــل ُّ أمينييـن عنـد التفـاف سلسـلة عديـد عــى تثبيــت الرتكيــب الثانــوي واســتقراره. وتكـون تركيـب حلـزون ألفا. ُّ الببتيـد، ســمى حلــزون يوجــد تركيبــان ثانويــان شــائعان ،أحدمهــا حلــزوين ُي ّ يتكــون َّ ســمى الصفيحــة املطويــة بيتــا .β-Sheetألفــا ،α-Helixواآلخــر ُي ّ ـون روابــط تركيــب حلــزون ألفــا عنــد التفــاف سلســلة عديــد الببتيــد ،وتكـ ُّ هيدروجينيــة بــن َذ َّرة األكســجني يف جمموعــة الكربوكســيل يف محــض أمينــي و َذ َّرة اهليدروجــن يف جمموعــة األمــن يف محــض أمينــي آخــر يبعــد عــن احلمض األول أربعــة محــوض أمينيــة ،أنظــر الشــكل ( /11أ).أ ّمــا تركيــب األمينــي َّ فيتكــون عنــد ارتبــاط جزأيــن أو أكثــر مــن سلســلة َّ الصفيحــة املطويــة بيتــا كونــة عديــد الببتيــد نفســها بروابــط هيدروجينيــة؛ إذ تكــون هــذه األجــزاء ا ُمل ِّ لسلســلة عديــد الببتيــد بجانــب بعضهــا يف شــكل ُمتعـ ِّـرج ()zig-zag؛ مــا يتيــح هلــا تكويــن الروابــط اهليدروجينيــة يف مــا بينهــا ،أنظــر الشــكل ( /11ب). رابطة هيدروجينية رابطة هيدروجينية الشكل ( :)11الرتكيب الثانوي للربوتني. (ب) الصفيحة املطوية بيتا. (أ) حلزون ألفا. التركيب الثالثي Tertiary Structure ــي الرتاكيــب الثانويــة يف سلســلة عديــد ينتــج الرتكيــب الثالثــي مــن َط ِّ مـا التراكيـب الثانويـة التي نتج الببتيــد.وتعمــل أنــواع خمتلفــة مــن الروابــط تكــون غال ًبا بــن َذ ّرات السالســل من ط ِّيهـا بروتيـن الميوغلوبين؟ اجلانبيــة Rلسلســلة عديــد الببتيــد عــى تثبيــت شــكل الرتكيــب الثالثــي ،أنظــر الشــكل (.)12 مــن األمثلــة عــى الربوتينــات ذات الرتكيــب الثالثــي :بروتــن امليوغلوبــن الــذي حيمــل األكســجني يف العضــات ،وينتــج مــن َطـ ِّ ـي الرتاكيــب الثانويــة حللــزون ألفــا.ويف حــال َف َقــدَ أحــد الربوتينــات تركيبــه الثالثــي ،فـ َّ ـإن ذلــك فقــده القــدرة عــى أداء وظيفتــه احليويــة ،كــا حيــدث يف اإلنزيــات. ي ِ ُ 20 الطرف C الطرف N الشكل ( :)12الرتكيب الثالثي للربوتني. حلزون ألفا تعمل روابط خمتلفة عىل تثبيت الرتكيب الثالثي للربوتني ،مثل: رابطة هيدروجينية. رابطة ثنائي الكربيتيد. رابطة أيونية. الصحيفة املطوية بيتا قوى ضعيفة ،مثل قوى فاندرفال. التركيب الرباعي Quaternary Structure تتكــون مــن َّ ُيط َلــق اســم الرتكيــب الرباعــي عــى الربوتينــات التــي األويل والرتكيــبسلســلتني أو أكثــر مــن عديــد الببتيــد ،خال ًفــا للرتكيــب َّ يتكـــون َّ أتح َّقـــق :كــيف كل منهــا مــن سلســلة عديــد ببتيــد يتكــون ٌّ َّ الثانــوي والرتكيــب الثالثــي؛ إذ التركيب الثالثي للبروتينات؟ واحــدة ،علـ ًـا بـ َّ ـأن الرتكيــب الرباعــي ُيث َّبــت عــن طريــق روابــط خمتلفــة ،شــأنه يف ذلــك شــأن الرتكيــب الثالثــي. سلسلةα - سلسلةβ - مــن األمثلــة عــى الربوتينــات ذات الرتكيــب الرباعــي :اهليموغلوبــن الــذي يتأ َّلــف مــن أربــع سالســل ببتيديــة؛ اثنتــان منهــا مــن النــوع ،α واثنتــان ُأخريــان مــن النــوع ،βأنظــر الشــكل ( ،)13لك ـ َّن ذلــك ال يعنــي بالــرورة َّ أن مجيــع الربوتينــات ذات الرتكيــب الرباعــي تتأ َّلــف مــن ـا هــو أربــع سالســل ببتيديــة؛ فالكوالجــن مثـ ً مــن الربوتينــات ذات الرتكيــب الرباعــيّ ،إاّل أ َّنــه ـون مــن ثــاث سالســل ببتيديــة. يتكـ َّ سلسلةα - ُيذكَــر َّ أن سلســلتي ألفــا وسلســلتي بيتــا يف سلسلةβ - اهليموغلوبــن ال تعنــي حلــزون ألفــا والصفيحــة الشكل ( :)13الرتكيب الرباعي للهيموغلوبني. املطويــة بيتــا. 21 تصنيف البروتينات Classification of Proteins تُصنَّف الربوتينات َوف ًقا لشكلها النهائي الثالثي األبعاد إىل نوعني ،مها: البروتينــات الكــروية َّ :Globular Proteins يتكون هذا النوع من بروتينات تركيبها ثالثي أو رباعي ،مثل اهليموغلوبني ومعظم اإلنزيامت. دورا يف عمليــات اجلســم احليويــة ،وتكــون تــؤ ّدي الربوتينــات الكرويــة ً أتح َّقق :لمــــاذا تكـــون ذائبــة يف املــاء ؛ نظـ ًـرا إىل وجــود سالســلها اجلانبيــة Rالقطبيــة (ا ُمل ِح َّبــة للــاء) يف اجتــاه اخلــارج م ِ البروتينات الكروية ذائبــة واجه ـ ًة املحاليــل املائيــة التــي حتيطهــا ،ووجــود سالســلها ُ في الماء؟ اجلانبيــة Rغــر القطبيــة (الكارهــة للــاء) يف اجتــاه الداخــل. البروتينــات الليفيــة :Fibrous Proteinsيتكـ َّ ـون هــذا النــوع مــن بروتينــات تركيبهــا ثانــوي ،أو ثالثــي ،أو رباعــي ،ومــن أمثلتــه :بروتــن الفايربيــن Fibrinالــذي لــه دور يف جت ُّلــط الــدم. ال تكــون الربوتينــات الليفيــة غال ًبــا ذائبــة يف املــاء ؛ َّ ألن سالســلها اجلانبيــة ُأخلِّـــص وظائـــف Rغــر القطبيــة (الكارهــة للــاء) تكــون يف اجتــاه اخلــارج م ِ واجه ـ ًة املحاليــل درســـتُها الليبيـــدات التـــي ْ ُ املائيــة. احلـــي ِّ يف أجســـام الكائـــن ـون مــن أجــزاء ليفيــة و ُأخــرى كرويــة ،مثــل بروتــن توجــد بروتينــات تتكـ َّ مســـتعينًا بصـــور مـــن شـــبكة امليوســن يف العضلــة اهليكلية. اإلنرتنـــت ،ثـــم أســـتخدم برجمي ــة Power pointلعرضه ــا الليبيدات Lipids أمـــام زمالئـــي /زميـــايت يف لليبيــدات وظائــف ِعــدَّ ة يف أجســام الكائنــات احل َّيــة؛ إذ تُشــكِّل طبقــة الصـــف. عازلــة حتــت جلــد اإلنســان وبعــض احليوانــات؛ مــا حيــول دون فقــدان احلــرارة مــن أجســامهم ،وتدخــل يف تركيــب األغشــية البالزميــة ،واهلرمونــات الســتريويدية ،ويف تركيــب الفيتامينـــــات الذائبــة يف الدهون (فيتامــن ،Aو،K ٍ مصــدر طاقــة ُم ِه ًّ ــا للكائنــات احل َّيــة. َ و ،Eو ،)Dو ُت َعــدُّ تُصنَّـف الليبيـدات إىل أنـواع ِعـدَّ ة ،منهـا :احلمـوض الدهنيـة ،والدهـون الثالثيـة ،والليبيـدات ا ُملفسـ َفرة ،والسـتريويدات.توجـد صفـة مشتركة بين الليبيـدات مجيعهـا ،تتم َّثـل يف عـدم امتزاجهـا باملـاء. الربط بالصحة ُجُتــرى فحــوص خمربيــة لتعـ ُّـرف مســتويات بعــض الربوتينــات واإلنزيــات يف الــدم؛ مــا يســاعد عــى كشــف اإلصابة ـمى (Alanine Aminotransferase (ALT؛ وهــو ُفحــص ع ِّينــة الــدم للكشــف عــن إنزيــم ُيسـ ّ بمــرض ُمعـ َّـن.فمثـ ً ـا ،ت َ ـرب هــذا إنزيــم يوجــد يف خاليــا الكبــد ،ويعمــل عــى حتويــل احلمــض األمينــي أالنــن إىل بريوفيــت.ويف حــال تـ َّ ِ ـإن مســتوياته يف الــدم ســرتفعُ.أعــدُّ منشـ ً ـورا لتوعيــة اإلنزيــم مــن الكبــد إىل الــدم نتيجــة خلــل يف خاليــا الكبــد ،فـ َّ املجتمــع املحــي بأمهيــة الفحــوص الطبيــة الدوريــة يف املحافظــة عــى الصحــة. 22 الحموض الدهنية Fatty Acids تدخل احلموض الدهنية يف تركيب معظم الليبيدات ،ومنها ما يكون ُح ًّرا. يتكـون احلمـض الدهنـي مـن جمموعـة كربوكسـيل ( ،)COOHوسلسـلة َّ جمموعة سلسلة هيدروكربونيـة ،أنظـر الشـكل (.)14 كربوكسيل. هيدروكربونية. تُصنَّف احلموض الدهنية إىل نوعني ،مها: الشكل ( :)14محض دهني. -احلمـوض الدهنيـة ا ُملشـ َبعة :وفيهـا تكـون الروابط مجيعهـا ُأحادية بين َذ ّرات الكربـون يف السلسـلة اهليدروكربونيـة ،أنظـر الشـكل ( ،)15ومـن أمثلتهـا: محـض البامليتـك Palmitic Acid؛ وهـو ا ُمل ِّ كـون الرئيـس لزيـت النخيـل. جمموعة سلسلة -احلمـوض الدهنيـة غير ا ُملشـ َبعة :وفيهـا توجـد رابطـة ثنائية واحدة على األقل كربوكسيل هيدروكربونية بين َذ ّرات الكربـون يف السلسـلة اهليدروكربونيـة ،أنظـر الشـكل ( ،)16ومـن الشكل ( :)15محض دهني ُمش َبع. أمثلتها:محـض األوليـك Oleic Acid؛ وهـو ا ُمل ِّ كـون الرئيـس لزيـت الزيتون. الدهون الثالثية Triglycerides رابطة ثنائية تتكـون مـن احتـاد َّ الدهـون الثالثيـة :Triglyceridesهـي الليبيـدات التـي جـزيء غليسرول واحـد مـع ثالثـة جزيئـات مـن احلمـوض الدهنيـة بروابـط الشكل ( :)16محض دهني غري ُمش َبع. تسـامهية إسترية ،أنظـر الشـكل (.)17 الربط بعلم التصنيع الغذائي ثالثة جزيئات من جزيء غليرسول. جزيء دهن ثالثي. احلموض الدهنية. تعمــل بعــض مصانــع الزيــوت عــى حتويــل الزيــوت الســائلة إىل ســمن نبــايت، أو زبــدة شــبه ُص ْلبــة ،عــن طريــق عمليــة إنزيم ُســمى هدرجــة الزيــوت، كيميائيــة ت ّ وذلــك بإضافــة اهليدروجــن إىل الزيــوت الســائلة غــر ا ُملشــ َبعة؛ لتحويلهــا إىل زيــوت ُمشـ َبعة ذات قــوام مرغــوب فيــه. رابطة إسرتية. حترر ثالثة ُّ هدرجــة مــن األمثلــة عــى الدهــون ا ُمل َ جزيئات من املاء صنـــاع ًّيا :السمـــــن النبــايت ،والزبــدة الصناعيــة (املارجريــن) ،وبعــض أنــواع الشكل (ُّ :)17 تكون دهن ثالثي. حــذرتزبــدة الفــول الســوداين.وقــد َّ ُأ ِّ وضح السبب الذي يؤ ّدي إىل إنتاج ثالثة جزيئات ماء عند ُّ تكون جزيء دهن ثالثي. ُمن َّظــات غذائيــة ِعــدَّ ة مــن اســتخدام نظــرا ً هدرجــة يف الغــذاء؛ الزيــوت ا ُمل َ تعتمـد خصائص الدهـون الثالثية عىل خصائـص احلموض الدهنيـة ا ُمل ِّ كونة ٍ أمــراض للقلــب، إىل مــا تُســـ ِّببه مــن هلـا؛ إذ تكـون معظم الدهون الثالثية غري ا ُملشـ َبعة سـائلة يف درجة حـرارة الغرفة، ـب للرشايــن ،وأوصــت بــرورة وتص ُّلـ ٍ قــراءة بطاقــة املعلومــات عــى املــواد مثـل معظـم الزيـوت النباتيـة ،يف حني تكـون الدهـون الثالثيـة ا ُملشـ َبعة ُص ْلبة يف الغذائيــة بعنايــة. ُسـمى دهونًا ،مثـل :الزبدة ،والسـمن احليواين. درجـة حـرارة الغرفة وت ّ 23 المفس َفرة Phospholipids الليبيدات ُ تتكـون مـن َّ المفسـ َفرة :Phospholipidsهـي الليبيـدات التـي الليبيـدات ُ ِ جـزيء غليسرول ُمرتبِـط بمجموعـة فوسـفات ،فيتشـكَّل رأس قطبـي ُحُم ٌّ ـب للماء.ويف الوقـت نفسـه ،يرتبـط جـزيء الغليسرول بجزيئين مـن احلمـوض الدهنيـة ،فيتشـكَّل ذيلان كارهـان للماء. زدوجـة من الليبيـدات ا ُملفسـ َفرة التي حيتـوي الغشـاء البالزمي على طبقة ُم َ ترتتَّـب يف ص َّفين ُمتقابِلين.وفيهـا تُقابِل الـرؤوس القطبيـة املاء ،يف حين تبتعد عنـه الذيـول الكارهة لـه ،أنظر الشـكل (.)18 ملـاذا َتت ِ َّجه ذيـول احلموض نظــرا ً متــر املــواد الذائبــة يف املــاء بســهولة عــر الغشــاء البالزمــي؛ ال ُّ الدهنيـة إىل الداخـل يف الغشـاء إىل وجــود اجلــزء غــر القطبــي (الذيــول الكارهــة للــاء) الــذي يقــع وســط البالزمـي؟ ـوق مــرور هــذه املــواد؛ مــا ُين ِّظــم حركــة املــواد بــن داخــل اخلليــة الغشــاء ،و ُيعـ ِّ وخارجهــا. المفس َفرة في الغشاء البالزمي. الشكل ( :)18توزيع الليبيدات ُ خلية رأس ِ مجموعة ب ُمح ٌ فوسفات للماء غليسرول غشاء بالزمي ذيالن كارهان للماء ب للماء ِ ذيالن كارهان للماء رأس ُمح ٌّ غشاء بالزمي 24 الستيرويدات Steroids جمموعة كيميائية تتكــون مــن أربــع َّ الســتيرويدات :Steroidsهــي الليبيــدات التــي لتحمــة؛ ثــاث منهــا سداســية ،وواحــدة مخاســية ،إضاف ـ ًة حلقــات كربونيــة م ِ ُ C D إىل جمموعــة كيميائيــة ترتبــط باحللقــة الرابعــة ،وختتلــف مــن ســتريويد إىل آخــر، A B أنظــر الشــكل (.)19 ـااًل عــى الســتريويدات ،ويســتطيع جســم اإلنســان ُي َعــدُّ الكولســرول مثـ ً الشكل ( :)19ستريويد. مكــن احلصــول عليــه مــن مصــادر غذائيــة حيوانيــة.وهوتصنيعــه يف الكبــد ،وي ِ ُ يدخــل يف تركيــب األغشــية البالزميــة احليوانيــة ،واهلرمونــات الســتريويدية، أتح َّقـقُ :أ ِّ وضــح الفــــرق دورا يف تنظيــم عمــل الوحــدة األنبوبيــة مثــل األلدوســتريون الــذي يــؤ ّدي ً بــني الدهــــون الثالثــــية الكلويــة.وبالرغــم مــن أمهيــة الكولســرول ،فـ َّ ـإن مســتوياته العاليــة يف الــدم والستــــريويدات مـن حيث قــد تكــون هلــا صلــة بأمــراض القلــب واألوعيــة الدمويــة. الرتكيب. الربط بعلم البحار دور الليبيدات يف تك ُّيف أسامك القرش عىل العيش يف أعامق البحار أودع اهلل تعــاىل خصائــص ِعــدَّ ة يف أســاك القــرش التــي تعيــش يف أعــاق البحــار تســاعدها عــى الطفــو ،منهــا :نســبة أن أكبــاد أســاك القــرش التــي تعيــش يفـوة عضالهتــا.وقــد أشــارت دراســات عديــدة إىل َّ الليبيــدات يف أكبادهــا ،وقـ َّ أعــاق البحــار هــي أكــر حجـ ًـا مــن أكبــاد مثيالهتــا التــي تعيــش يف امليــاه الضحلــةَّ ، وأن نســبة الليبيــدات يف أكبادهــا أيضــا. أكثــر ً أن نســبة األليــاف العضليــة يف أجســام أســاك القــرش هــذه هــي أقــل مــن نســبتها يف أجســام مثيالهتــا وجــد العلــاء َّ أن نســبة الليبيــدات املرتفعــة تُق ِّلــل التــي تعيــش يف امليــاه الضحلــة.وقــد انتهــت نتائــج الدراســات يف هــذا املجــال إىل َّ ناســب هلــا يف املــاء ،مــن دون بــذل مــن كثافــة أجســام أســاك القــرش؛ مــا يمكِّنهــا مــن الطفــو ،واحلفــاظ عــى ارتفــاع م ِ ُ ُ جمهــود عضــي كبــر ،وهــو مــا ُي َعــدُّ وســيلة لتقليــل اســتهالك الطاقــة يف بيئاهتــا الفقــرة بالغــذاء. 25 الحموض النووية Nucleic Acids مجموعة فوسفات ــت ســاب ًقا َّ أن احلمــوض النوويــة نوعــان :محــض نــووي رايبــوزي درس ُ ْ P `5 منقــوص األكســجني ،DNAومحــض نــووي رايبــوزي .RNA CH2 `4 `1 قاعدة نيتروجينية تتأ َّلــف احلمــوض النوويــة مــن وحــدات بنائيــة تُسـ ّ ـمى النيوكليوتيــدات OH `3 `2 ُسكَّر خماسي ويتكــون كل نيوكليوتيــد مــن إحــدى القواعــد النيرتوجينيــة، ،Nucleotides منقوص األكسجين َّ وســكَّر مخــايس ،وجمموعــة فوســفات ،أنظــر الشــكل (.)20 ُ الشــكل ( :)20تركيــب نيوكليوتيــد يف جــزيء .DNA تُصنَّــف القواعــد النيرتوجينيــة التــي تدخــل يف تركيــب النيوكليوتيــدات كل منهــا مــن حلقتــن ،وبرييميدينــات يتكــون ٌّ َّ إىل بيورينــات Purines يتكــون ٌّ كل منهــا مــن حلقــة واحــدة ،أنظــر الشــكل (.)21 َّ Pyrimidines بيورينات. أدينين (.)A غوانين (.)G الشكل ( :)21البيورينات والبرييميدينات. بيريميدينات. أي القواعد النيرتوجينية ُت َعدُّ من البيورينات؟ ُّ ُّأهُّيا ُت َعدُّ من البرييميدينات؟ سايتوسين (.)C ثايمين ( )Tفي يوراسيل ( )Uفي جزيء .DNA جزيء .RNA يعمــل احلمــض النــووي DNAعــى نقــل الصفــات الوراثيــة مــن اآلبــاء ـون مــن سلســلتني إىل األبنــاء.و ُيبـ ِّـن الشــكل ( )22جــزيء DNAالــذي يتكـ َّ مــن النيوكليوتيــدات ،تلت ّفــان عــى هيئــة ُســ َّلم حلــزوين ُم َ ــزدوج.ترتبــط النيوكليوتيــدات بعضهــا ببعــض يف السلســلة الواحــدة عــن طريــق روابــط فوســفاتية ثنائيــة اإلســتر ،Phosphodiester Bondsأنظــر الشــكل ( /22أ). ترتبــط البيورينــات يف إحــدى سلســلتي احلمــض النــووي DNA كملــة هلــا يف السلســلة ا ُملقابِلــة عــن طريــق روابــط بالبرييميدينــات ا ُمل ِّ هيدروجينيــة.أ ّمــا نســبة البيورينــات إىل نســبة البرييميدينــات يف DNAفثابتــة ـدة تُعـ َـرف بقاعــدة تشــارغاف Chargaff؛ ذلــك َّ أن البيوريــن يرتبــط وف ًقــا لقاعـ ٍ َ 26 Tثايمين. Aأدينين. O- ‘5 Gغوانين. -O P O O CH2 `4 `1 قاعدة نيتروجينية Cسايتوسين. رابطة `3 `2 O رابطة -Oإسترية P O ‘5 CH2 `4 قاعدة نيتروجينية فوسفاتية O `1 رابطة ثنائية `3 `2 إسترية O اإلستر -O P O ‘5 CH2 O `4 `1 قاعدة نيتروجينية `3 `2 (ب) (أ) OH الشكل ( :)22جزيء .DNA ـا ،إذا احتــوت قطعــة كمــل لــه يف السلســلة ا ُملقابِلــة.فمثـ ً دائـ ًـا بالبرييميديــن ا ُمل ِّ ـإن نســبة الثايمــن يف السلســلة ا ُملقابِلة مــن DNAعــى ( )25%مــن األدينــن ،فـ َّ تكــون ُمسـ ِ ـاوية هلــا. توصــل العامِلِــان واتســون Watsonوكريــك Crickإىل يف عــام 1953مَّ ، بنــاء نمــوذج جلــزيء ،DNAونــاال جائــزة نوبــل يف الفســيولوجيا والطــب تكريــا هلــا عــى هــذا اإلنجــاز ،أنظــر الشــكل ( /22ب). ً يتكــون احلمــض النــووي RNAغال ًبــا مــن سلســلة واحــدة مــن َّ قارن بني DNA أتح َّققُ :أ ِ النيوكليوتيــدات ،ولكـ َّن بعــض الفريوســات حتتوي عــى RNAمن سلســلتني. و RNAمن حيث: يوجــد يف RNAالقاعــدة النيرتوجينيــة يوراســيل بـ ً ـداًل مــن الثايمــن ،ويــؤ ّدي كل منهام. أ -وظيفة ٍّ ب -القواعد النيرتوجينية مهــا يف عمليــة تصنيــع بروتينــات اخلليــة. ًّ دورا جــزيء ً RNA كل منهام.الداخلة يف تركيب ٍّ مثال نسبة الثايمين في القطعة الثانية ،أحسُبُ نسبة السايتوسين حلَّل باحث قطعتي ،DNAفوجد َّ أن نسبة األدينين في والغوانين فيها: القطعة األولــى هي (َّ ،)31% وأن نسبة السايتوسين في 27% × 2 = 54% القطعة الثانيــــة هـي (.)27%أيُّ القطعتين تحوي نسبة ثم أطرح هذه النسبة من :100% أعلى من الثايمين؟ 100% - 54% = 46% المعطيات: إذن ،نسبة الثايمين واألدينين معًا هي (.)46% القطعة األولى من DNAتحوي ما نسبته ( )31%من قسم الناتج على :2إليجاد نسبة الثايمين ،أَ ِ األدينين ،والقطعــــة الثانيـــة من DNAتحوي ما نسبته 46% / 2= 23% ( )27%من السايتوسين. إذن ،نسبة الثايمين هي (.)23% المطلوب: فإن نسبة الثايمين في القطعة األولى أعلى منها في وبذلكَّ ، تحديد قطعة DNAالتي فيها نسبة أعلى من الثايمين. القطعة الثانية. الحل: نسبة الثايمين في DNAتساوي نسبة األدينين؛ لذاَّ ، فإن نسبة الثايمين في القطعة األولى هي (.)31%وإليجاد 27 مراجعة الدرس دورا واحدً ا ٍّ لكل منها في أجسام .1الفكرة الرئيسة :أذكر األنواع الرئيسة ُ للمركَّبات العضوية الحيويةُ ،محدِّ ًدا ً الكائنات الح َّية. ِ ستخد ًما المفاهيم المركَّب العضوي الذي تُم ِّثلهُ ،م مما يلي اسم ُ .2أكتب في الصندوق المجاور لكل صيغة بنائية ّ اآلتيةُّ :سكَّر ثنائي ،حمض أميني ،دهن ثالثي ،غالكتوز ،نيوكليوتيد ،غلوكوز. مجموعة فوسفات P `5 CH2 ُسكَّر خماسي `4 `1 قاعدة نيتروجينية منقوص األكسجين `3 `2 OH .3أذكر اثنين من أوجه االختالف بين األميلوبكتين والغاليكوجين. ُ.4أحدِّ د عدد الحموض األمينية وعدد الروابط الببتيدية التي توجد في سلسلة عديد الببتيد ُ المب َّينة في الشكل اآلتي. 28 ُ.5أصنِّف ُ المركَّبين العضويين اآلتيين إلى ليبيد ُمفس َفر ،ودهن ثالثيُ ،م ِّ فس ًرا إجابتي. (ب) (أ) ُ.6أجيب ّ عما يأتي: فيم يختلف التركيب الرباعي للبروتين عن التراكيب في المستويات األُخرى من حيث عدد سالسل عديد أَ - كونة ٍّ لكل منها؟ الم ِّ الببتيد ُ كونات الستيرويد ُيس ِّبب اختالف ستيرويد عن آخر؟ أي ُم ِّ بُّ - ُ.7أ ِّ فسر أهمية وجود الليبيدات في كبد سمكة قرش تعيش في أعماق البحار. يتبرع بخاليا دم حمراء لمريض فصيلة دمه B-؟ ُأ ِّبرر إجابتي. .8هل ي ِ مكن لشخص فصيلة دمه ْ A- أن َّ ُ .9تُم ِّثل الكرات في الشكل المجاور البيورينات والبيريميدينات عرِّب وضح في مفتاح الشكل.ما القاعدة العلمية التي ُي ِّ كما هو ُم َّ عنها الشكل؟ ُأ ِّ وضح هذه القاعدة. ُ.10أحدِّ د اسم الرابطة التسامهية التي تربط بني ٍّ كل ممّا يأيت: السكَّريات األُحادية. أُّ - A T C G ب -الحموض األمينية. جـ -الحموض الدهنية والغليسرول. 29