الجزيئات الحيوية

تقرير يوضح الجزيئات الحيوية وأهميتها:

* البروتينات
* الدهون
* الكربوهيدرات
* الأحماض الأمينية
* الفيتامينات
* الأنزيمات
* الهرمونات

المقدمة
تعتبر الصورة النهائية للكائن الحى من حيث شكله الخارجى وإنتاجه ما هو إلا محصلة لعدة عوامل يمكن تلخيصها فى أثر العوامل الوراثية التى ورثها عن اباءه من جهة والعوامل البيئية المحيطة به من جهة أخرى ، والتغذية أول وأشد العوامل البيئية أثرا على نمو وإنتاج الحيوان فبدون الغذاء لا يمكن أن يعيش الحيوان أو أى كائن آخر وبدون اتباع أساليب التغذية السليمة لا يمكن أن نحصل من الحيوان على الإنتاج المناسب فى صورة لحم أو لبن أو بيض أو أى منتجات أخرى .
ويتأثر الجهاز الهضمى قبل غيره من أجهزة الجسم بنوع الغذاء وطريقة التغذية ثم يمتد التأثير بعد هضم وامتصاص الغذاء إلى أجهزة الجسم الأخرى التى تستخدم وتمثل تلك المواد الغذائية لتنتج الطاقة اللازمة لعمل أجهزة الجسم المختلفة
ومن هنا تبدا تركيب واهمية المصدار التالية
البروتينات

البروتين مركب عضوي معقّد التركيب ذو وزن جزيئي عالٍ يتكون من حموض أمينية مرتبطة مع بعضها بواسطة رابطة ببتيدية. البروتين ضروري في تركيب ووظيفة كلّ الخلايا الحية وحتى الفيروسات
و البروتينات تشكل الانزيمات أَو وحدات بروتينية تدخل في تركيب الإنزيماتِ. كما يقوم البروتين بأدوار أخرى هيكليةِ أَو ميكانيكيةِ، مثل تشكيل الدعامات و المفاصل ضمن الهيكل الخلوي. تلعب البروتينات مهام حيوية أخرى فهي عضو مهم في الإستجابة المناعية و في تخزين و نقل الجزيئات الحيوية كما تشكل مصدرا للحموض الأمينية بالنسبة للكائنات التي لا تستطيع تشكيل هذه الحموض الأمينية بنفسها .
والبروتينات أيضا واحدة من الجزيئات الضخمة الحيوية إلى جانب عديدات السكريدات و الدسم و الأحماض النووية، وهذه الجريئات الضخمة الحيوية تشكل بمجموعها مكونات المادة الحية الأساسية .
تحتوي الخلايا الحية مهمة بشكل بحت في بقاء الخلية على قيد الحياة ، و من أمثلة تلك العناصر والمركبات على الترتيب الصوديوم و البوتاسيوم و الكلور
بنية البروتين
يتركب البروتين من عدد من الأحماض الأمينية - مواد تحتوي على مجموعة كربوكسيل COOH- حامضية و مجموعة أمين NH2-قاعدية لذا فإن لها تأثير متعادل - ترتبط تلك الحماض مع بعضها بروابط كيميائية تتشكل من هذا الشكل الأولي إلى أشكال ثانوية و ثالثية و رابعية طبقا لروابط أخرى - هيدروجينية و أيونية - تحافظ على شكل البروتين إما كروي أو خيطي.
يتألف البروتين من سلاسل ببتيدية مؤلفة من ترابط حموض أمينية تلتف فيما بعد لتشكل بنية ثلاثية الأبعاد فريدة ( يتميز كل بروتين ببنية مختلفة عن البروتينات الأخرى ، تدعى هذه البنية بالحالة الأصلية للبروتين و تتحدد حسب ترتيب الحموض الأمينية في عملية الترابط التي تشكل السلاسل البروتينية . الا وهي
• بنية أولية: تحددها تسلسل الحموض الأمينية
• بنية ثانوية: تتألف من بنى ثانوية تتشكل من التفاف السلاسل الببتيدية على بعضها بشكل حلزونات ألفا و صفائح بيتا .
• بنية ثالثية: وهي ما يحدد شكل البروتين النهائي ، تتألف من اجتماع البنى الثانوية للبروتين ( لوالب ألفا و صفائح بيتا ) بوساطة قوى فيزيائية غير تكافؤية لتعطي الشكل النهائي للبروتين
• بنية رابعية: يستخدم عادة هذا المصطلح للدلالة على البنية التي تكونها اتحاد بروتينين أو أكثر في ما يسمى الوحدة البروتينية .
البنية البروتينية غير ثابتة إطلاقا بل تتغير لتأدية وظائفها المختلفة و لتحقيق هذا التغيير البنيوي يحدث تغير في ارتباطات البنية الثالثية و الرابعية ، لذلك ندعو هذه البنى الثالثية و الرابعية تشكيلات كيميائية و ما يحدث لها من تغيرات بالتغيرات التشكيلية
ومن هنا نعرف ان البروتين يشارك في جميع العمليات الخلوية بما فيها تنظيم الوظائف الخلوية مثل نقل الإشارات الخلوية و الاستقلاب فعملية تحطيم البروتينات نفسها تجري في الخلية بالإستعانة بأنزيمات ( و هي مركبات بروتينية ) تدعى بروتيازات
اما الدهون

فهي مواد عضوية لاتذوب في الماء ,تتكون من حموض دهنية وجلسرين. والدهون مكونات طبيعية للخلايا توجد اما في صورة دهون مختزنة واما تركيب دهني خاص مثل غشاء المييلين. والدهون الموجودة في الجسم هي مصدر حيوي للطاقة اما باستعمالها مباشرة واما تختزن الى حين الحاجة اليها كمادة عازلة تحت الجلد وحول بعض الاعضاء مثل الكلية وبين مساريقا الأمعاء.
يختلف الدور الذي تلعبه الدهون بحسب موقعها وتركيبها فمثلا:
تعمل الجليسرايدات كطاقة مخزنة,كما تؤدي دورا وقائيا ضد الاصابات وضد البرد.
يلعب الليسيثين دورا فعالافي الانشطة الأيضية للكبد.
كما تدخل بعض الدهون الفسفورية في تركيب غشاء المييلين.
وتدخل الاستيرويدات ضمن تركيب حموض الصفراء
والأكثر شهرة الكوليسترول والذي يقوم بدور فعال في تنظيم الصفات التركيبية للشعر وطبقات البشرة
اما الكربوهيدات

فهي تتكون من السكريات والنشويات، وبواسطة هذا الاتحاد تكون إحدى أنواع المواد الغذائية الرئيسية الثلاثة التي تمد الجسم بالطاقة. ويمكن تعريف المواد الكربوهيدراتية من الناحية الكيميائية على أنها مركب محايد من الكربون والهيدروجين والأكسجين
فنجد ان خبراء التغذية ينصح باستخدام الكربوهيدرات العديدة كمصدر طاقة عوضاً عن الكربوهيدارت الأحادية،
وتعود أهمية الكربوهيدرات
1. المصدر الرئيس والسريع للطاقة و بتأكسدها تنتج الحرارة في جسم الإنسان.
2. تدخل في تركيب بعض أجزاء الخلية كالجدار الخلوي. تعمل السكريات على تحسين الطعن وتخفيف مرارة وحموضة الأغذية.
3. تدخل في تركيب الحموض النووية (RNA, DNA).
اهمية الكربوهيدات لجسم
1- مصدر سريع للطاقة تعتبر المواد الكربوهيدراتية مصدرا سريعا جدا للطاقة مقارنة بالدهن والبروتين، كما تعتبر الكربوهيدرات مادة الطعام الوحيدة في الجسم التي يمكن إنتاج الطاقة منها دون الحاجة للأكسجين.
ـ توفير البروتين: عندما تنقص كمية الكربوهيدرات في الجسم وبشكل خاص جلوكوز الدم، فإن مخزون الكبد من الجليكوجين يستخدم لتعويض النقص،
2ـ يساعد على استخدام الدهن كمصدر للطاقة: لكي يستطيع الجسم استخدام الدهن كمصدر للطاقة
3ـ وقود لالجهاز العصبي المركزي:لكي يستطيع الدماغ وبقية أجزاء الجهاز العصبي المركزي القيام بوظائفه في تنظيم الجسم
الاحماض الامنيه
الحمض الأميني هو أحد مركبات عضوية تحمل نوعين من الجذور الكيميائية، وهي جذر أميني (نشادري) [1] NH2 − و جذر كربوكسيل COOH متحدتين مع ذرة كربون مرتبطة بدورها بسلسلة عضوية جانبية Side chain R تكون مختلفة من حمض أميني إلى آخر. تعتبر الحموض الأمينية وحدة التركيب الأساسية للبروتينات في الكائنات الحية
تقسم الى
الأحماض الأمينية الاليفاتية ,الأحماض الأمينية الاروماتية,الأحماض الأمينية مختلفة الحلقة
وتقسم الاليفاتية إلى متعادلة,حامضية ,قاعدية
وتقسم المتعادلة إلى ذات سلسلة هيدروكاربونية ,حاوية على (OH)
,حاوية على الكبريت
تقسم حسب أهميتها الحيوية يمكن تقسيم الأحماض الامينية حسب أهميتها الحيوية للكائن الحي ومدى امكانية تصنيعها داخل خلاية الجسم
الاحماض الامينية الأساسية وغير الاساسية
الأحماض الأمينية النادرة في البروتينات
الأحماض الأمينية غير البروتينية
الفيتامينات
مركبات عضوية ليس لها وظائف تركيبية باستثناء فيتامين ( أ ) الذى يدخل فى تركيب عين الإنسان وليس لها قيمة حرارية ولكن لها عمل فسيولوجى هام يجعلها ضرورية فى الغذاء ونقصها يؤدى إلى اضطراب عمليات التمثيل الغذائى أو اضطراب العمليات الحيوية فى الجسم أو وقف النمو أو بطئه ولهذا النقص علامات مميزة تظهر على الحيوان
فيتاميناً أساسياً تنقسم إلى فئتين هما : القابلة للذوبان في الدهون ، والقابلة للذوبان في الماء .
فيتامينات مغذيات عضوية مطلوبة بكميات صغيرة من أجل العديد من الوظائف الكيميائية الحيوية وهي عادة لا تصنع داخل الجسم ولذلك فلابد من تناولها في الغذاء. وتصنّف الفيتامينات على أساس قابليتها للذوبان في الماء أو الدهن حيث توجد فيتامينات قابلة للذوبان في الماء (فيتامينات ب المركب B complex و ج C) وفيتامينات قابلة للذوبان في الدهون (فيتامينات أ A ود D وهـ E وك K.
اما الانزيمات

فهي عبارة عن آحين (بروتين ) أو معقد بروتيني معدني يعمل ضمن الجسم الحي في نطاق درجة حرارة الجسم الفيزيولوجية كوسيط يعمل على تسريع التفاعلات الكيميائية الحيوية والتحكم بالبنية الفراغية للناتج ، آلية عمله تشابه باقي الوسطاء عن طريق خفض طاقة التنشيط مما يسمح بانجاز تفاعلات تجري عادة ضمن درجات حرارة مرتفعة جدا ، وفق الشروط الحيوية بدرجة حرارة لا تتعدى درجة حرارة الجسم الحي.
تتحدد وظيفة الإنزيمات كما هي حالة البروتينات ببنيتها ثلاثية الأبعاد ، و يمكن أن نصنف الأنزيمات حسب عدد السلاسل الببتيدية المشاركة في تركيبها:
• آحينات ( بروتينات ) أحادية الجزيء: تتالف من سلسلة ببتيدية واحدة ملتفة مؤلفة من مئات الحموض الأمينية .
• آحينات (بروتينات ) متعددة الجزيء: تتألف من عدة سلاسل ببتيدية ، مختلفة أو متماثلة ، تتصرف معا كانها بنية واحدة.
و كما هي حال البروتينات فإن الأنزيمات تتشكل من سلاسل ببتيدية مؤلفة من حموض امينية تلتف على بعضها لتشكيل بنية ثلاثية الأبعاد ، كما تترابط السلاسل الببتيدية بعد ذلك بروابط غير تكافؤية لتكون بروتينات معقدة تمتلك خواصا حركية و مراكز ارتباط .
معظم الأنزيمات تشكل جزيئات بروتينية ضخمة أكبر بكثير من الركائز substrates التي ترتبط بها لذلك فإن ما يشكل تماسا مباشرا بين الأنزيم و الركازة المرتبطة لا يتعدى عشرة حموض امينية تشكل ما يسمى تجويف أو موقع الارتباط Bindingsite. أحيانا يمتلك الأنزيم أكثر من موقع ارتباط واحد و احيانا يوجد ضمن الأنزيم موقع ارتباط تميم العامل cofactor وارتباطه ضروري لإنجاز التفاعل. بعض المواقع الإرتباطية ذات وظيفة تنظيمية ، فهي تقوم بزيادة أو تخفيض نشاط الأنزيم.
الهرمونات
هي مركبات حيوية يتم تصنيعها في غدد ضمن الأجسام الحية لتقوم بوظائف حيوية مختلفة استقلابية وبنائية فهي مواد كيمائية معقدة للغاية تفرزها خلايا خاصة بكميات ضئيلة جدا حسب حاجة الجسم إليها وقد ينشط إفرازها خلايا عصبية مثل إفراز الهرمونات عند الخوف والغضب كما أنها تهيئ حالة الجسم حسب البيئة الخارجية كما أنها لها دور مهم في العمليات الحيوية التي يقوم بها الكائن الحى فكل هرمون له دوره ومتخصص في عمله ونقص الهرومونات يؤدى إلى حالة مرضية وربما الموت.
تعتبر الغدة النخامية رئيسة الغدد التي تتحكم في جميع الغدد الأخرى وهي اصغر الغدد وتوجد في النصف السفلى من الرأس بينما أكبر الغدد هي الغدة الدرقية وتوجد في الرقبة ولها دور مهم في عملية أيض النشويات و التمثيل الغذائى وهي أيضا أكثر الغدد معرضة للتضخم نتيجة لنقص اليود في الطعام وللنبات هرمونات تسمى بالاوكسينات تساهم في نموه الخضرى كما أن هناك هرمون التستوستيرون وهو الذي يظهر صفات الرجل عن صفات المرأة كما أن هناك هرمون الأدرينالين وهو هرمون القلق مثل ما يحدث في أوقات الاختبارات.و توجد الهرمونات في الجسم بمئات الملايين
يفرز الهرمون في الدم مباشرة من خلال غدد خاصة تسمي بالغدد الصماء كما أنه هناك نوع آخر من الهرمونات تفرز غدد قنوية مثل الغدد اللعابية الموجودة تحت اللسان وهنال نوع ثالث من الغدد يسمى بالغدد المشتركة والتي تفرز هرمونات في الدم مباشرة وهرمونات خارجية مثل غدة البنكرياس

» ملف يحوي جميع فحوصات الكيمياء الحيوية (مهم)
» استخدام المضادات الحيوية في تحفيز نمو المجترات
» اكتشاف سلالة من بكتيريا السل تنمو على المضادات الحيوية
» علماء: المضادات الحيوية قد تصبح سلاحاً دون فائدة
» المضادات الحيوية وسوء استخدامها Misuse of antibiotics