Chemistry of life PDF

Chemistry of life 🔬🧪 (‫)كيمياء احلياة‬ S ‫ستة عناصر...

Chemistry of life 🔬🧪 (‫)كيمياء احلياة‬ S ‫ستة عناصر كيميائية‬ H ‫اقدر اربطهم في ربط بسيط ونقول عنهم ؟‬ O N First of all let’s talk about the building blocks of all living things.. Oxygen S,H O Sulfur Sulfur, Hydrogen, Nitrogen, Oxygen, Phosphorus, Carbon P C ‫شنو بس‬ Hydrogen Carbon C P N Nitrogen Micro = small Phosphorus Macro = Large ‫معظم‬ ‫كتلة الخلية الجافة‬ Biological macromolecules : are large molecules, make up the majority of a cell’s dry mass. :‫هي جزيئات كبيرة تشكل غالبية الكتلة اجلافة للخلية وتشمل‬ Carbohydrates Biological macromolecules include 4 forms : Lipids Carbon: common building block of macromolecules. Proteins Nucleic acids Why? Let’s to take quick look about the structure of these macromolecules: Ex: Ex: Ex: Ex: Carbohydrates Lipids Proteins Nucleic acids Notice : life depends on water. Why? It’s represent about 60-70 of body weight. For this reason when we need to build up or breakdown of macromolecules we need water or remove water... ‫قبل ال نعرف كال التفاعلني خلونا ناخذ مصطلحات بسيطة‬ Synthesis macromolecules Remove water De = remove 1- Dehydration synthesis ‫ حذف املاء‬-1 Hydration = the process of adding ‫ بناء جزيئات كبيرة‬-2 ‫ البناء يحتاج طاقة‬-3 Already we have two reactions: Hydro = Water large ‫ الى‬small ‫ يبدأ من‬-4 2- Hydrolysis Lysis = Break ‫ اضافة املاء‬-1 ‫ هدم جزيئات كبيرة‬-2 ‫ الهدم ينتج طاقة‬-3 small ‫ الى‬large ‫ يبدأ من‬-4 Compare between two reactions : Dehydration synthesis : Hydrolysis : Building up macromolecules from smaller subunits by removing water. Breaking down of macromolecules by addition of water. Remove water Add water Need energy Release of energy From small to large From large to small Building Polymer Breaking Monomer Polymer Monomer N87 ‫لَيْتَ شِعْري اَلِلشﱠقاءِ وَلَدَتْني اُمّي‬ How it’s happened? Monomer Monomer many biological molecules are made of repeating subunits, called monomers. Monomer Monomer Monomer Monomers Monomer Polymer When many monomers join the result called polymer. Monomer Monomer Monomer Monomer Polymer For example, amino acid monomer join to form protein polymer Amino acid monomer Amino acid monomer Amino acid monomer Polymer ( protein ) Glucose Glucose Glucose Glucose For example, Glucose monomer combine to form complex carbohydrates monomer monomer monomer monomer Polymer ( complex carbohydrates ) H Monomer OH H Monomer OH Biological polymers formed by : Dehydration synthesis reactions. H2O As u can see here, each of the monomers in this reaction has a hydrogen ( H ) H OH H Monomer OH And a hydroxyl ( OH ) group. Monomer in the course of the reaction, the hydrogen is removed from one monomer and the hydroxyl group from the other. After removing the hydroxyl group and hydrogen combine to form water. H2O And a bond links the two monomers. H Monomer Monomer OH Hydrolysis is the opposite of a dehydration synthesis reactions H Monomer Monomer OH Polymer During a hydrolysis reaction, A polymer is reduced to its monomer subunits by addition of water. Hydro = Water H2O Lysis = Break in fact, the word hydrolysis literally means to “ break water “ H Monomer Monomer OH ‫خلنا ناخذها ببساطة اذا حذفنا املياه راح يربط لنا املونمر‬ H Monomer OH H Monomer OH ‫واذا اضفنا راح يفصل لنا املونمر‬ Carbohydrates ‫اِلـهي اَتَراكَ بَعْدَ االْميانِ بِكَ تُعَذّبُني‬ What does mean by “ Carbohydrates “ ? Carbohydrates mean ( sugars ) Oxygen Carbon Oxygen + hydrogen Carbohydrates composed of what ? Hydrogen Carbon What is the monomers of the carbohydrates ? Monosaccharides 1- Glucose 2- Galactose Six carbons ( Hexose ) 3- Fructose 4- Ribose Monosaccharides Five carbons Carbohydrates ( Pentose ) 5- Deoxyribose Types of sugar : Mnemonic : Notice: table sugar Formed by dehydration synthesis. 1- Sucrose 1- Sucrose Glowing friendship ‫صداقة متوهجة‬ ( ‫) سكر املائدة‬ The bond between two monomers is glycosidic bond. Glucose Fructose Sucrose Milk sugar 2- Lactose 2- Lactose Leave Gardens Glowing Disaccharides ( ‫) سكر الحليب‬ ‫اترك احلدائق متوهجة‬ Lactose Galactose Glucose Malt sugar glycosidic bond. 3- Maltose ( ‫) سكر الشعير‬ Gangam 3- Maltose H Monomer Monomer OH Glucose Glucose Maltose : ‫التنسون هذه اجلملة‬ Disaccharide !‫التطيح احلليب ! وماتنسى الشعير ! وسكر الطاولة‬ The storage form of carbohydrates in plants ‫متفرعة‬ 1- Starch are polymers of glucose. They occur in long, branched chains. They are stored in plant-based foods and are relatively easy to digest. ‫نسبيًا‬ The storage form of carbohydrates in animal Polysaccharides ‫عضالت‬ ‫كبد‬ 2- Glycogen is a polymer of glucose, but it is stored in the tissues of animals, especially in the muscles and liver. ‫مكون اساسي‬ ‫جدار خلوي‬ is the primary component of the cell wall of green plants occurs as a very long straight chains. ‫سالسل مستقيمة وطويلة‬ 3- Cellulose N87 In humans, cellulose ( ber) is not digestible. ‫جدًا‬ Mono = one ‫تعزز‬ It promotes a healthy digestive tract. ‫جهاز هضمي صحي‬ 90-80% of sugar which I take in my diet is Polysaccharides A diet high in ber is thought to reduce the risk of heart disease and possibly some forms of cancer. Di = Two Human will not get a single molecule of glycogen in these ion, why? Poly = hundreds and thousands Hardly take any glycogen In our diet, so if somebody ask me. ‫تقلل من خطر امراض القلب‬ ‫وبعض اشكال السرطان‬ What is the major polysaccharides in ur diet? It’s starch  Carbohydrates Monosaccharides Disaccharides Polysaccharides Hundreds or Monomer One Two thousands 1- Glucose 1- Sucrose 1- Starch Example 2- Galactose 2- Lactose 2- Glycogen 3- Fructose 3- Maltose 3- Cellulose ‫يعطي نكهة جيدة‬ ‫الطول يدعم احلركة‬ ‫ميكن تخزينها‬ Fructose Glycogen Mnemonic Gives Good Flavour Length Supports Movement Can Gets Stored Sucrose Maltose Cellulose Starch Lactose Galactose Glucose Function of carbohydrates : ‫الدماغ‬ ‫اجلهاز العصبي الطرف‬ ‫اخلاليا العصبية‬ ‫احلبل الشوكي‬ ‫خاليا الدم احلمراء‬ 1- Nerve cells (neurons) in the brain, spinal cord, and through the peripheral nervous system, as well as red blood cells, can only use glucose as fuel for producing ATP..ATP ‫ استخدام اجللوكوز فقط كوقود إلنتاج‬,‫ وكذلك خاليا الدم احلمراء‬,‫ميكن للخاليا العصبية )اخلاليا العصبية( ف الدماغ واحلبل الشوكي ومن خالل اجلهاز العصبي الطرف‬ ‫كوقود‬ Carbohydrates + proteins Carbohydrates + lipids 2- Some carbohydrates bind with proteins to produce glycoproteins, and others combine with lipids to produce glycolipids, both of which are found in the cell membrane..‫ وكالهما موجود ف غشاء اخللية‬,‫ والبعض اآلخر يتحد مع الدهون إلنتاج الدهون السكرية‬,‫ترتبط بعض الكربوهيدرات بالبروتينات إلنتاج البروتينات السكرية‬ Hydro = water Philic = love Phobic = hate Lipids Triglycerides Phospholipid All substances in our body is Hydrophilic except lipids are hydrophobic..‫ جميع املواد املوجودة ف أجسامنا محبة للماء باستثناء الدهون الكارهة للماء‬ All lipids has a head is hydrophilic like all substances and a tail is hydrophobic..‫ جميع الدهون لها رأس محب للماء مثل جميع املواد وذيل كاره للماء‬ Their nonpolar hydrocarbons chain makes all lipids hydrophobic..‫ سلسلة الهيدروكربونات غير القطبية جتعل جميع الدهون كارهة للماء‬ In water, lipids do not form a true solution, but they may form an emulsion..ً‫ ولكنها قد تشكل مستحلبا‬,ً‫ ال تشكل الدهون محلوالً حقيقيا‬,‫ ف املاء‬ ‫يظهر االميان ويبطن الكفر‬ Oxygen.. ‫الدهون زي املنافقي‬ ? ‫( كيف‬hydrophilic ) ‫يظهر للي حواليه انه محب للماء‬ Lipids are primarily composed of : Hydrogen Notice : ( hydrophilic ) ‫يعني يخلي راسه محب للماء‬ Carbon Like : carbohydrate ( hydrophobic ) ‫ويبطن شيء داخله يكون يكره املاء‬ ( hydrophobic ) ‫يعني يخلي ذيله كاره للماء‬ Triglycerides Notice : Three important classes of lipids: Phospholipid long term energy >>>> lipids Steroids Short term energy >>> carbohydrates Triglycerides Tri = three Phospholipid Glycerides = glycerol 1 ( three fatty acids ) ‫وهنا يقصد ان هنالك‬ 2 Composed of : Glycerol + three fatty acids. Glycerol + two fatty acids + phosphate group. Composed of : Known as fats ( in animal tissues) and oil (plants).(‫ املعروفة بالدهون )املوجودة ف األنسجة احليوانية( والزيوت )النباتية‬ Function: Long term energy storage molecules..‫ املساعدة ف امتصاص ونقل الفيتامينات غير القطبية القابلة للذوبان ف جزيئات تخزين الطاقة على املدى الطويل‬.K‫ و‬,A D E ‫الدهون‬ Function : Is the primary molecule for all cell membranes. Assist in the absorption and transport of the nonpolar fat-soluble vitamins A, D, E, and K. Protect and cushion the body’s bones and internal organs..‫حماية وتلطيف عظام اجلسم وأعضائه الداخلية‬.‫ هو اجلزيء األساسي جلميع أغشية اخلاليا‬ act as insulation to retain body heat..‫مبثابة العزل لالحتفاظ حرارة اجلسم‬ 3 Steroids Blood stream Composed of : Four carbon rings Cholesterol: Function: is an important component of bile acids, that help emulsify dietary fats ‫ التي تساعد على استحالب الدهون الغذائية‬,‫هو عنصر مهم من األحماض الصفراوية‬ is a building block of many hormones..‫وحدة بناء العديد من الهرمونات‬ Cholesterol is found in plasma membrane where it acts as a regulator of membrane uidity. ‫يوجد الكوليسترول ف غشاء البالزما حيث‬.‫يعمل كمنظم لسيولة الغشاء‬ Some hormones: Estrogen, progesterone, testosterone. N87 َ‫اِلـهي هَلْ تُسَوّدُ وُجُوهاً خَرﱠتْ ساجِدةً لِعَظَمَتِك‬  Proteins What is the proteins ? A protein is a polymer composed of amino acids (monomer) linked by peptide bonds. What is the peptide bond ? Peptide bond ‫رابطة تساهمية‬ is a covalent bond between two amino acids that forms by dehydration synthesis. Amino acid Amino acid Oxygen Proteins are primarily composed of : Hydrogen Carbon Nitrogen 1- Structural Proteins perform structural and functional roles: 2- Functional 1- Structural proteins include: ‫ نوع من انواع البروتينات‬: ‫الكيراتي‬ the keratin in the epidermis of skin that protects underlying tissues, the collagen found in the dermis of skin, in bones, and in the meninges that cover the brain and spinal cord. ‫ والكوالجي املوجود‬,‫الكيراتي املوجود ف بشرة اجللد والذي يحمي األنسجة الكامنة‬.‫ وف السحايا التي تغطي الدماغ واحلبل الشوكي‬,‫ وف العظام‬,‫ف أدمة اجللد‬ 2- Functional proteins include: ‫انزميات هاضمة‬ ‫اجسام مضادة‬ ‫نواقل عصبية‬ ‫هرمونات بيبتيدية‬ digestive enzymes, antibodies, neurotransmitters and peptide-based hormones (Ex. growth hormone). Ex : pepsin, trypsin Amino acids : 20 different amino acids -NH2 — COOH Why we called it ( amino acids ) ? Amino acids Standard amino acids According to his structure.. NH2 = Amino group COOH = Carboxyl group ( ‫كل كربونة تسوي ) اربع روابط‬ Acidic in nature ‫ف االمينو اسيد هنالك روابط ثابتة الزم تكون موجودة عشان نسمي‬ ‫ واهم االثني ذوال‬amino acid ‫هالشيء‬ Structure Amino acids : 1- Amino group 2- Carboxyl group Each amino acid has : 1-Amino Group 2- Carboxyl Group 3- R Group H = Hydrogen ( -NH2 ) ( - COOH ) NH2 = Amino group COOH = Carboxyl group R = Rest of molecule Proteins function as enzymes: ‫محفزات حيوية‬ ‫تسريع التفاعالت الكيميائية‬ Enzymes are proteins that function as biological catalysts which speed up chemical reactions. ‫اإلنزميات هي بروتينات تعمل كمحفزات بيولوجية‬.‫تعمل على تسريع التفاعالت الكيميائية‬ ? ‫شلون اعرف ان الي قدامي هذا انزي‬ ? ‫طيب ي محمد ممكن تعطينا أمثلة على انزميات‬ :‫ ( ف عندما نسمي االنزميات اما نسميهم‬ase ) ‫دائما االنزميات تنتهي ب كلمة‬ “ ase “ ‫ حسب املادة املتفاعلة وف االخير نضيف لها بالنهاية‬-١ ( urease ) ‫ ( او‬fructase ) ً‫مثال‬.. ‫ او نسميها على حسب التفاعل الذي حدث‬-٢.. ‫ف مثالً هنالك تفاعالت نسمي انزمياتها بهالشكل‬ : ‫ وهم‬ase ‫ لذلك هنالك انزميي الينتهون ب‬.. ‫اكيد ل كل قاعدة شواذ‬ ( hydrolase) ‫ ( او‬oxidase ) ً‫مثال‬ 1- trypsin 2- pepsin N87 …‫حاشا لِوَجْهِكَ الْكَريِ اَنْ تُخَيّبَني‬ Steps in an Enzymatic Reaction : (a) Substrates approach active sites on enzyme..‫تقترب املواد املتفاعلة من املواقع النشطة على اإلنزي‬ (b) Substrates bind to active sites, producing an enzyme–substrate complex. ( enzyme- substrate complex ) ‫ترتبط املواد املتفاعلة ف املواقع النشطة لإلنزي وتنتج لنا‬ Substrates = ‫املادة املتفاعلة‬ Active sites = ( ‫املواقع االنشطة ) املكان الي تدخل فيه املادة املتفاعلة ويتم تسريع التفاعل‬ (d) Products are released and the enzyme returns to its original form, ready (c) Changes internal to the enzyme–substrate complex facilitate to facilitate another enzymatic reaction..‫ ويكون جاهزًا لتسهيل تفاعل إنزميي آخر‬,‫يتم إطالق املنتجات ويعود اإلنزي إلى شكله األصلي‬ interaction of the substrates..‫التغييرات الداخلية ف مجمع اإلنزي والركيزة تسهل تفاعل املواد املتفاعلة‬ Nucleotides What is the Nucleotides ? Oxygen = building block Hydrogen Nucleotides are the monomers that make up DNA and RNA. Nucleotides are primarily composed of : Carbon Nitrogen Each nucleotide contains : Phosphorous 2- Nitrogenous base 1- 5 carbon Sugar 3- Phosphate group In DNA: Adenine, Guanine, Cytosine, Thymine In RNA: Adenine, Guanine, Cytosine, Uracil Deoxyribose Ribose DNA RNA 1- nucleic acids (DNA or RNA) Nucleotides can be assembled into : : ‫النيوكليتدات ممكن اجمعها وتظهر لي ف شكلي‬ 2- the energy compound adenosine triphosphate. What is the function of RNA? RNA: carry the genetic instructions from the DNA to the cell’s protein manufacturing plants in the cytoplasm, the ribosomes. DNA: What is the function of DNA? Stores genetic information ribonucleic acid that is created during protein synthesis to carry the genetic instructions deoxyribonucleic acid that stores genetic information. from the DNA to the cell’s protein manufacturing plants in the cytoplasm, the ribosomes..‫حمض الديوكسي ريبونوكلييك الذي يخزن املعلومات الوراثية‬ ‫مصانع تصنيع البروتي ف اخللية‬.‫ الريبوسومات‬,‫حمض الريبونوكلييك الذي يتم إنشاؤه أثناء تخليق البروتي حلمل التعليمات الوراثية من احلمض النووي إلى مصانع تصنيع البروتي ف اخللية ف السيتوبالزم‬ ATP: Is a nucleotide that is composed of a ribose sugar, an adenine base, and three phosphate groups. Two anhydride bond ATP is classi ed as a high energy compound because the two covalent bonds linking its three phosphates store a signi cant amount of potential energy..‫ على أنه مركب عالي الطاقة ألن الروابط التساهمية التي تربط فوسفاته الثالثة تخزن كمية كبيرة من الطاقة الكامنة‬ATP ‫يتم تصنيف‬ In the body, the energy released from these bonds helps fuel the body’s activities, from muscle contraction to the transport of substances in and out of cells to anabolic chemical reactions..‫ بدءًا من تقلص العضالت إلى نقل املواد داخل وخارج اخلاليا إلى التفاعالت الكيميائية البنائية‬,‫ تساعد الطاقة املنطلقة من هذه الروابط على تغذية أنشطة اجلسم‬,‫ف اجلسم‬ N87 ‫ﷲ ﯾﺴﻌﺪﻛﻢ ﻻ ارﯾﺪ ﻣﻨﻜﻢ ﺟﺰا ًء وﻻﺷﻜﺮًا ﻓﻘﻂ ﻻﺗﻨﺴﻮن اﻟﻤﺮﺣﻮﻣﺔ ﻣﻦ اﻟﺪُﻋﺎء ﺑﺎﻟﺮﺣﻤﺔ واﻟﻤﻐﻔﺮة‬ 🙏 💔 ‫ ﻣﺮﯾﻢ ﺟﻤﻌﺔ اﻟﺠﻤﻌﺔ‬..‫ﺟﺰاء ھﺬا اﻟﻌﻤﻞ واﺟﺮه وﺛﻮاﺑﮫ ﯾﺬھﺐ اﻟﻰ اﻟﻤﺮﺣﻮﻣﮫ‬ َ‫اِلـهي نَفْسٌ اَعْزَزْتَها بِتَوْحيدِكَ كَيْفَ تُذِلّها مبَِهانَةِ هِجْرانِك‬