كيمياء حيوية: الفرق بين النسختين

تم إضافة 6 بايت ، ‏ قبل 5 أشهر
ط
لا يوجد ملخص تحرير
ط (بوت:صيانة، إزالة وسم يدوي أضيف بواسطة البوتات)
ط
 
{{شريط جانبي كيمياء حيوية}}
[[File:Gerty_Theresa_Radnitz_Cori_(1896-1957)_and_Carl_Ferdinand_Cori.jpg|تصغير|فازت جيتي كوري وكارل كوري بجائزة نوبل عام 1947 لاكتشافهما دورة Cori.]]
'''الكِيمياء الحيوية''' (النسبة إليها: '''كيمحيوي''') هي أحد فروع [[علوم طبيعية|العلوم الطبيعية]] وتختص بدراسة التركيب الكيميائي لأجزاء [[خلية|الخلية]] في مختلف الكائنات الحية سواء كانت كائنات بسيطة مثل (ال[[بكتيريا]]، ال[[فطر]]يات وال[[طحلب|طحالب]]) أو معقدة [[إنسان|كالإنسان]] و[[حيوان|الحيوان]] و[[نبات|النبات]].<ref>{{استشهاد ويب|مسار=https://www.acs.org/content/acs/en/careers/college-to-career/areas-of-chemistry/biological-biochemistry.html |عنوان=Biochemistry|عمل=acs.org| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20190331131202/https://www.acs.org/content/acs/en/careers/college-to-career/areas-of-chemistry/biological-biochemistry.html.html | تاريخ أرشيف = 31 مارس 2019 }}</ref><ref>[http://www.lipidmaps.org/ LIPD MAPS], un site de ressource sur les lipides, comptait {{nombre|8259|entrées}} le 16 août 2006. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20180224030734/http://lipidmaps.org/ |date=24 فبراير 2018}}</ref> ويوصف علم '''الكيمياء الحيوية''' أحياناًأحيانًا بأنه '''علم كيمياء الحياة''' وذلك نظراًنظرًا لارتباط الكيمياء الحيوية بالحياة، فقد ركز العلماء في هذا المجال على البحث في التفاعلات الكيميائية داخل الكائنات الحية على اختلاف أنواعها عن طريق دراسة المكونات الخلوية لهذه الكائنات من حيث التراكيب الكيميائية لهذه المكونات ومناطق تواجدها ووظائفها الحيوية فضلا عن دراسة [[تفاعل حيوي|التفاعلات الحيوية]] المختلفة التي تحدث داخل هذه الخلايا الحية من حيث البناء والتكوين، أو من حيث الهدم وإنتاج الطاقة.<ref name="Karp2009">Karp (2009), p. 2.</ref> والتي تساعد بشكل كبير في فهم [[نسيج (توضيح)|أنسجة]] [[عضو (تشريح)|وأعضاء]] و<nowiki/>[[علم وظائف الأعضاء|وظائف الكائنات الحية]].<ref name="MillerSpoolman2012">كيمياء حيوية (2012). p. 62.</ref>
 
وتعد الكيمياء الحيوية نقطة التقاطع بين [[كيمياء|علم الكيمياء]] و<nowiki/>[[علم الأحياء]]، ويوجد ثلاثة أقسام رئيسية لعلم الكيمياء الحيوية وهي: [[علم الأحياء البنيوي]]، [[علم الانزيمات]]، و<nowiki/>[[أيض|الأيض]] (علم عمليات البناء في الجسم). وعلى مدى العقود الأخيرة من القرن العشرين، نجحت الكيمياء الحيوية من خلال هذه التخصصات الثلاثة في شرح معظم العمليات الحيوية في الإنسان والحيوان والنبات. ويجري الكشف عن جميع مجالات علوم الحياة تقريبا وتطويرها من خلال منهجية وبحوث الكيميائية الحيوية.<ref name="Voet_2005">Voet (2005), p. 3.</ref>
ترتبط الكيمياء الحيوية ارتباطًا وثيقًا [[علم الأحياء الجزيئي|بعلم الأحياء الجزيئي]]، وهي دراسة الآليات [[جزيء|الجزيئية]] التي بواسطتها يتم ترميز [[شيفرة جينية|المعلومات الوراثية]] في [[حمض نووي ريبوزي منقوص الأكسجين|الحمض النووي]] في العمليات الحيوية.<ref name="fn_1">كيمياء حيوية (1961), p. 1124.</ref> واعتمادًا على التحديد الدقيق للمصطلحات المستخدمة، يمكن اعتبار البيولوجيا الجزيئية بمثابة فرع من الكيمياء الحيوية، أو الكيمياء الحيوية كأداة للتحقيق ودراسة البيولوجيا الجزيئية.
 
تتعامل الكيمياء الحيوية بشكل كبير مع التركيب والوظيفة والتداخلات بين مكونات الخلية و<nowiki/>[[جزيء ضخم|الجزيئات الكبيرة]] مثل [[دهن|الدهون]] و[[سكريات|الكربوهيدرات]] و[[بروتين|البروتينات]] و[[حمض نووي|الأحماض النووية]] وجزيئات حيوية أخرى.<ref name="Biology">كيمياء حيوية (2007), p. 45.</ref> تكون بعض هذه الجزيئات كبيرة ومعقدة وتسمى [[مبلمر|البوليمرات الحيوية]] (biopolymers)، وهذه تتكون من وحدات متكررة متشابهة تسمى كل [[أحادي القسيمة|وحدة مونومر]] (Monomer). يحتوي كل جزيء من البوليمرات الحيوية على مجموعات مختلفة من الوحدات، مثلاًمثلًا يعد البروتين بوليمر تتكون وحداته من مجموعة مختلفة من 20 [[حمض أميني]] أو أكثر.<ref name="Marks">كيمياء حيوية (2012), Chapter 14.</ref> الكيمياء الحيوية تدرس الخصائص الكيميائية للجزيئات الحيوية الهامة مثل [[بروتين|البروتينات]] وخصوصا التفاعلات التي تحفز عن طريق [[إنزيم|الإنزيمات]].
الكيمياء الحيوية المتعلقة [[أيض|بالعمليات الأيضية]] داخل الخلية والمتعلقة بجهاز [[غدة صماء|الغدد الصماء]] تمت دراستها بشكل كبير. وهناك مجالات أخرى للكيمياء الحيوية تشمل [[مجموع مورثي|المادة الوراثية]] ([[حمض نووي ريبوزي منقوص الأكسجين|DNA]] ،[[حمض نووي ريبوزي|RNA]])، ونقل المواد من خلال [[غشاء خلوي|غشاء الخلية]]، ونقل الإشارات. يتم باستخدام نتائج الكيمياء الحيوية في المقام الأول في [[طب|الطب]]، [[تغذية|والتغذية]]، [[زراعة|والزراعة]]. في الطب، يدرس الكيميائيون الحيويون أسباب [[دواء|وعلاج]] [[مرض|الأمراض]].<ref>كيمياء حيوية (2009), pp. 1–4.</ref> وفي مجال التغذية، يدرسون كيفية الحفاظ على الصحة والعافية ودراسة آثار نقص التغذية (أو ما يُعرف [[سوء التغذية|بسوء التغذية]]).<ref name="FFL2010">كيمياء حيوية (2010), pp. 61, 75.</ref> وفي مجال الزراعة، يتقصى علماء الكيمياء الحيوية [[تربة|التربة]] [[سماد|والأسمدة]]، ويحاولون اكتشاف طرق لتحسين زراعة المحاصيل وتخزين المحاصيل و<nowiki/>[[مكافحة الآفات]].
 
من المتعارف عليه أن الاستعمال الرسمي لهذا المصطلح حصل عام 1903 من عالم الكيمياء الألماني [[كارل نوبرغ]] {{ألمانية|Carl Neuberg}}.<ref name="Ben-Menahem 2009">كيمياء حيوية (2009), p. 2982.</ref><ref>كيمياء حيوية (1986), p. 55.</ref><ref>كيمياء حيوية (2013), p. 36.</ref> وقبل ذلك، كان هذا المجال يسمى الكيمياء الوظيفية أو الكيمياء الفيزيولوجية {{إنج|Physiological chemistry}}.منذ ذلك الوقت تطور علم الكيمياء الحيوية خصوصا في منتصف القرن العشرين مع اكتشاف تقنيات جديدة أدت إلى اكتشاف العديد من الجزيئات والمسارات الأيضية المختلفة للخلية مثل [[استشراب|الاستشراب]]، و<nowiki/>[[دراسة البلورات بالأشعة السينية]])، والتداخل المزدوج الاستقطاب، و<nowiki/>[[مطيافية الرنين المغناطيسي النووي]] للبروتين، ووصفها [[توسيم بالنظير المشع|بالنظائر المشعة]]، و<nowiki/>[[مجهر إلكتروني|المجهر الإلكتروني]]، ومحاكاة الديناميات الجزيئية. سمحت هذه التقنيات بالكشف والتحليل التفصيلي للعديد من الجزيئات و<nowiki/>[[مسار أيضي|المسارات الأيضية]] [[خلية|للخلية]]، مثل [[تحلل الجلوكوز]] و<nowiki/>[[دورة حمض الستريك|دورة كريبس]]، وقادت لفهم الكيمياء الحيوية على المستوى الجزيئي.
 
كان يُعتقد في السابق أن الحياة والمواد المكونة لها مختلفة عن المكونات الموجودة في المواد غير الحية، وأن الكائنات الحية فقط هي من ينتج هذه المواد.<ref>كيمياء حيوية (1890), pp. 419–20.</ref> ثم في عام 1828 م نشر فريدريك ولير (Friedrich Wöhler) ورقة عن إمكانية تصنيع مادة اليوريا، مثبتاًمثبتًا بذلك أن المواد العضوية يمكن إنتاجها صناعياًصناعيًّا.<ref name="Kauffman 2001">كيمياء حيوية (2001), pp. 121–133.</ref>
 
حدث تاريخي مهم آخر في الكيمياء الحيوية هو اكتشاف [[جين|الجين]] ودوره في نقل المعلومات في الخلية. غالبًا ما ُيدعى هذا الجزء من الكيمياء الحيوية [[علم الأحياء الجزيئي|بعلم الأحياء الجزيئي]]).<ref>كيمياء حيوية (2012), p. 2.</ref> في خمسينيات القرن العشرين، لعب [[جيمس واتسون|جيمس د. واتسون]]، و<nowiki/>[[فرنسيس كريك|فرانسيس كريك]]، و<nowiki/>[[روزاليند فرانكلين]] و<nowiki/>[[موريس ويلكنز]]، دورًا أساسيًا في حل بنية الحمض النووي واقتراح علاقته بالانتقال الوراثي للمعلومات.<ref>كيمياء حيوية (2012), pp. 19–20.</ref> وفي عام 1958، حصل [[جورج بيدل]] و<nowiki/>[[إدوارد تاتوم]] على [[جائزة نوبل]] للعمل على الفطريات التي تظهر أن أحد الجينات ينتج إنزيم واحد ([[فرضية جين واحد إنزيم واحد]]).<ref name="Krebs 2012">كيمياء حيوية (2012), p. 32.</ref> وفي عام 1988، كان كولن بيتشفورك أول شخص يُدان بالقتل باستخدام الحمض النووي (DNA)، مما أدى إلى نمو [[طب شرعي|علم الطب الشرعي]] (أو ما يُعرف بعلم الصور الجنائية).<ref name="Butler 2009">كيمياء حيوية (2009), p. 5.</ref> وفي الآونة الأخيرة، حصل [[أندرو فاير]]) و<nowiki/>[[كريغ ميلو]] على [[جائزة نوبل في الطب أو علم وظائف الأعضاء|جائزة نوبل في الطب أو علم وظائف الأعضاءعام 2006]] لاكتشاف دور<nowiki/>[[تدخل الرنا|تداخل الحمض النووي الريبوزي]] (RNAi)، في تثبيط [[تعبير جيني|التعبير الجيني]].<ref name="Sen 2007">كيمياء حيوية (2007), pp. 193–194.</ref>
 
== المواد البدائية: العناصر الكيميائية للحياة ==
حوالي 24 من أصل 94 عنصر كيميائي موجود في الطبيعة تكون مهمة للحياة. أغلب العناصر النادرة في الأرض غير مهمة للحياة (باستثناء اليود والسيلينيوم) بينما لا يتم استخدام عدد قليل منها مثل (الألمينيوم والتيتانيوم). معظم الكائنات لديها احتياجات مشتركة، لكن هناك فروق بسيطة بين الحيوانات والنباتات. مثلاًمثلًا الطحالب المائية تستخدم [[بروم|البروم]] ولكن طحالب الأرض والحيوانات لا تحتاجه. كل الحيوانات تحتاج [[صوديوم|الصوديوم]] ولكن بعض النباتات لا تحتاجه. النباتات تحتاج [[بورون|البورون]] و[[سيليكون (توضيح)|السيليكون]] لكن الحيوانات لا تحتاجها.
فقط ستة عناصر (الكربون، الهيدروجين، الأوكسجين، النيتروجين، الكالسيوم، الفسفور) تشكل 99% من كتلة جسم الإنسان. بالإضافة لهذه الستة عناصر يحتاج الإنسان كميات صغيرة من 18 عنصر آخر.
 
=== الدهون ===
جزئ جليسرول مع ثلاثة جزيئات من الأحماض الدهنية. تعتبر الأحماض الدهنية في هذه الحالة هي المونومرات وقد تكون مشبعة (لا تحتوي على روابط ثنائية بين ذرات الكربون) أو غير مشبعة(تحتوي على رابطة ثنائية أو أكثر).
الدهون، وخصوصاًوخصوصًا الدهون الفسفورية تستخدم في نواتج صيدلانية مختلفة إما كمواد مساعدة لذوبان مواد أخرى أو كحوامل للمواد."المكوكبر للدهون في الجسم
الدهون عادة تتكون من جزيء جليسرول متحد مع جزيئات أخرى. الجليسريدات الثلاثية " تتكون من جزئين
 
استعملت كلمه لبيد (Lipid) منذ مدة طويلة للتعبير عن مجاميع من المواد الكيميائية غير المتجانسة التي لاتذوب في الماء ولكنها تذوب في المذيبات العضوية . ان اللبيدات مشتقات ايونية أو قطبية من الهايدروكاربونات وهي مركبات ثنائية الميل لأنها تحتوي على مجموعات أيونية أو قطبية محبة للماء ومجموعات غير قطبية وغير محبة للماء ولا تنجذب له(138)64 .وهي من المكونات الغذائية المهمة لأنها غنية بالطاقة وتحتوي على الفيتامينات الذائبة في الدهون والاحماض الدهنية الأساسية ولها فوائد عديدة إذ تُعد مصدراًمصدرًا من مصادر الطاقة المخزونة في الانسجة الدهنية.
 
=== البروتينات ===
 
== البروتينات ==
مثل الكربوهيدرات، تؤدي البروتينات أدوارا تركيبية. على سبيل المثال حركة البروتينين (الأكتين والميوسين) تؤدي إلى حركة العضلات الهيكلية. أهم أنواع البروتينات هي الإنزيمات. هذه الإنزيمات تتعرف على مواد تتفاعل مع بعضها وتقوم بتسريع التفاعل بينهم. الإنزيمات تسرع التفاعل بمعدل 1011 أو أكثر حيث أن التفاعل الذي قد يحتاج 3000 عام ليكتمل تلقائياًتلقائيًّا قد يحتاج لأقل من ثانية في وجود الإنزيمات. الإنزيم نفسه لا يستهلك في التفاعل ويكون حراًحرًّا حتى يُحدث نفس التفاعل بمواد جديدة. باستخدام بعض المعادلات يمكن التحكم في نشاط الإنزيمات.
البروتينات هي سلسلة من الأحماض الأمينية. الحمض الأميني يتكون من ذرة كربون مرتبطة بأربع مجموعات. واحدة منهم هي مجموعة الأمين (NH2). وواحدة هي مجموعة الكربوكسيل (COOH). الثالثة هي ذرة هيدروجين. والرابعة يرمز لها بـ (R) وهي تختلف من حمض أميني لآخر. هناك عشرين حمض أميني. بعضها لها وظائف بنفسها مثل الجلوتامات حيث أنه ناقل عصبي.
الأحماض الأمينية يمكن أن ترتبط ببعضها عن طريق الرابطة الببتيدية. ويتم ذلك عن طريق تفاعل طارد للماء حيث يتم إزالة جزيء ماء والرابطة الببتيدية تربط ذرة نيتروجين في الموجودة في أحد الأحماض الأمينية في مجموعة الأمين بذرة الكربون في مجموعة الكربوكسيل في الحمض الأميني الآخر. والجزيء الناتج يسمى ثنائي الببتيد.
 
== الأحماض النووية ==
الحامض النووي هو جزيء كبير، معقد، وزنه الجزيئي عال، تتكون من سلسلة من النيوكليوتيدات ويحمل الصفات الوراثية. أكثر أنواع الأحماض النووية شيوعاًشيوعًا هي الحامض النووي الريبوزي منقوص الأوكسجين (DNA) والحامض النووي الريبوزي (RNA). الأحماض النووية توجد في كل الخلايا الحية و[[فيروس|الفيروسات]]. بجانب كونها المادة الوراثية للخلية، فإنها تلعب دوراًدورًا في كونها تعتبر مراسلاًمراسلًا ثانياً،ثانيًا، كما أنها تشكل قاعدة جزيء مادة (ATP) وهي مصدر الطاقة لكل الكائنات الحية.
الأحماض النووية سميت بهذا الاسم بسبب وجودها داخل نواة الخلية. والمونومرات المكونة لها تسمى نيوكليوتيدات وكل نيوكليوتيدة تتكون من ثلاثة أجزاء: قاعدة نيتروجينية (إما بيورين أو بيريميدين)، وسكر خماسي، ومجموعة فسفور. النيوكليوتيدات تختلف عن بعضها في نوع السكر وفي نوع القاعدة النيتروجينية.
 
* الأحياء الجزيئية: علم يدرس الأسس التي تقوم عليها عمليات التكرار والنسخ والترجمة للمادة الوراثية.
 
== انظر أيضاًأيضًا ==
* [[علم العقاقير]]
* [[علم السموم]]
10٬395

تعديل