مطالعهي مولكولهاي سازندهي پيكر جانداران و واكنشهايي كه درون جانداران رخ ميدهد، خودش دانشي است به نام زيستشيمي (بيوشيمي). زيستشيميدانان در پي آن هستند كه با مطالعهي چگونگي برهم كنش مولكولهاي درون سلولهاي جانداران دريابند كه آنها چگونه كار ميكنند. در اين جا ما به معرفي كربوهيدراتها، ليپيدها، پروتيينها و اسيد نوكلئيكها ميپردازيم .
امتیاز: 0.00
شما باید یک عنوان و متن وارد کنید!
برای پاسخ دادن به این ارسال باید از
صفحه قبلی
اقدام کنید.
سامانههای شیمیایی که جاندارن را میسازند بسیار پیچیده به نظر میرسند، اما چند طرح ساده در همهی آنها دیده میشود:
• جاندران درشتمولکولهای بسیار گوناگونی دارند، اما این ملکولهای بزرگ از تعداد اندکی مولکول ساده ساخته شدهاند.
• این واحدهای ساده در همهی جاندران بسیار مشابه هستند. از این رو، چنین برمیآید که همهی شکلهای زندگی سرچشمهی مشترکی دارند.
• ویژگیهای یک جاندار را اطلاعات نهفته در DNA آن تعیین میکند.
• DNA اطلاعاتی دارد که سلول میتواند از آنها برای ساختن پروتیین بهره ببرد. بسیاری از پروتیینها آنزیمهایی هستند که فعالیتهای شیمیایی و فیزیکی جاندار را تنظیم میکنند.
• همهی فعالیتهای شیمیایی که درون جانداران رخ میدهد، سوختوساز(متابولیسم) نامیده میشود.
• واکنشهای سوختوسازی به دو دستهی اصلی تقسیم میشوند: ساختی (آنابولیک) و سوختی (کاتابولیک). در واکنشهای سوختی مولکولهای درشتتر از مولکولهای کوچکتر ساخته میشوند، اما در واکنشهای سوختی مولکولهای درشتتر شکسته میشوند.
• واکنشهای ساختی به طور معمول با واکنشهای تراکمی همراه هستند؛ یعنی، واکنشهایی که در آنها واحدهای سازنده به هم میپیوندند و مولکول آب آزاد میشود.
• واکنشهای سوختی، مانند واکنشهایی که در فرایند گوارش رخ میدهد، به طور معمول با واکنشهای آبکافتی(هیدرولیز) همراه هستند؛ یعنی، واکنشهایی که در آنها مولکولهای بزرگ در اثر واکنش با آب به مولکولهای کوچکتر میشکنند.
• در فرایند فتوسنتز، گیاهان انرژی نور خورشید را برای ساختن مولکولهای آلی، مانند قندها، از مولکولهای سادهای مانند دیاکسید کربن و آب به کار میگیرند.
• همهی جانداران به انرژی نیاز دارند که آن را از فرایند تنفس به دست میآورند. در این فرایند، مولکولهای آلی در واکنشهای اُکسید شدن، به مولکولهای کوچکتری مانند دیاکسید کربن و آب تبدیل میشوند. انرژی به دست آمده از این واکنشها برای راهاندازی فرایندهای انرژیخواه به کار میرود.
امتیاز: 0.00
شما باید یک عنوان و متن وارد کنید!
برای پاسخ دادن به این ارسال باید از
صفحه قبلی
اقدام کنید.
چرا زندگی روی زمین بر پایهی کربن است؟ زیرا این عنصر میتواند بارها با خودش پیوند برقرار کند و مولکولهای بسیار متنوعی بسازد. جاندارن بیشتر از مولکولهای آلی ساخته شدهاند: پروتیینها، کربوهیدراتها، لیپیدها و مولکولهای دیگری که اسکلت آنها از کربن ساخته شده است.
عدد اتمی کربن، 6 است: هستهی آن شش پروتون و شش نوترون دارد که شش الکترون به گرد آن میچرخند؛ دو تا در لایهی درونی و چهار تا در لایهی بیرونی. برای اینکه این اتم پایدار شود، باید ظرفیت الکترونی آنکامل شود؛ یعنی، لایهی بیرونی خود را با اشتراک الکترون با اتمهای دیگر هشت اتمی کند. از این رو اتم کربن چهار پیوند کووالانسی(پیوند با اشتراک الکترون) تشکیل میدهد. به همین دلیل میگوییم ظرفیت آن 4 است.
کربن میتواند با کربنهای دیگر پیوند کووالانسی برقرار کند و زنجیر یا حلقههای پایداری از کربن بسازد. پوند C-C معمولترین است: ترکیبهایی که پیوندهای کربنی تکی (یگانه) دارند، اشباع شده خوانده میشوند. پیوند C=C نیز فراوان هستند و پیوندهای C-C نیز وجود دارند. ترکیبهایی با پیوندهای دوتایی (دوگانه) یا سهتایی (سه گانه) را غیراشباع میگویند، یعنی آنها از اتم هیدروژن اشباع نشدهاند و هیدروژنهای بیشتری میتواند به پیوندهای چندگانهی آنها افزوده شود.
امتیاز: 0.00
شما باید یک عنوان و متن وارد کنید!
برای پاسخ دادن به این ارسال باید از
صفحه قبلی
اقدام کنید.
کربوهیدراتها مولکولها آلی هستند که سه عنصر در ساختمان آنها وجود دارد: کربن، هیدروژن و اکسیژن. کربوهیدراتها شامل قندها و مواد نشاستهای هستند. سه نوع مولکول کربوهیدرات اصلی وجود دارد. که بر اساس ساختمان و اندازه نام گذاری شده اند:
منوساکاریدها قندهای ساده هستند.
دیساکاریدها از دو منوساکارید درست شدهاند.
پلیساکاریدها از چند منوساکارید درست شدهاند.
کربوهیدراتها نخستین فراوردههای فتوسنتز هستند. لیپیدها، پروتیینها و اسید نوکلییکها از کربوهیدراتها ساخته میشوند.
امتیاز: 0.00
شما باید یک عنوان و متن وارد کنید!
برای پاسخ دادن به این ارسال باید از
صفحه قبلی
اقدام کنید.
منوساکاریدها و دیساکاریدها به عنوان قندها طبقهبندی میشوند و به طور معمول نام آنها با ` اُز` پایان مییابد، مثل سوکروز، که در ایران به ساکارز مشهور شده است، و لاکتوز. در منوساکاریدها، همیشه سه عنصر کرین، هیدروژن و اکسیژن به یک نسبت وجود دارد و فرمول پایهای آنها n(CH2O) است. منوساکاریدها بر اساس تعداد اتمهای کربنی که دارند، طبقهبندی میشوند` 3، 5 و 6 کربنی از همه معمولتراند. برای مثال، n در گلوکز 6 است. بنابراین، فرمول آن 6(CH2O) یا C6H12O6 است.
منوساکاریدهای اصلی: گلوکز، فروکتور و گالاکتوز
دیساکاریدهای اصلی: مالتوز (گلوکز + گلوکز)، ساکارز (گلوکز + فروکتوز) و گالاکتوز (گلوکز + گالاکتوز)
امتیاز: 0.00
شما باید یک عنوان و متن وارد کنید!
برای پاسخ دادن به این ارسال باید از
صفحه قبلی
اقدام کنید.
پلیساکاریدها از شمار بسیار از منوساکارید ساخته شدهاند. نشاسته، گلیکوژن، سلولز و کیتین فراوانترین پلیساکاریدها هستند.
نشاسته نشاسته فراوانترین مولکول ذخیرهای در گیاهان است و به تنهایی بزرگترین فراهم کندهی انرژی بیشتر جانداران جهان است. نشاسته سه ویژگی دارد که آن را به عنوان یک ترکیب ذخیرهای مناسب میسازد: متراکم، نامحلول، در دسترس
نشاسته مخلوطی از دو ترکیب است، آمیلوز و آمیلوپکتین. آمیلوز بسپاری بدون شاخه است که گلوگزها در آن با اتصال α،1و4-گلیکوزیدی به هم وصل شدهاند. این پیوندها منومرها را با زاویهی اندک کنار هم نگه میدارند و زمانی که بارها تکرار شوند، یک مولکول مارپیچی به وجود میآید. در آمیلوز شش گلوکز در هر دور مارپیچ وجود دارد.
زنجیرههای گلوکز در مولکول آمیلوپکتین اتصالهای α،1و4-گلیکوزیدی و α،1و6-گلیکوزیدی دارند. بنابراین، مولکول آمیلوپکتین شاخهدار میشود.
گلیکوژن گلیکوژن کربوهیدارت ذخیرهای جانوران، از جمله انسان، است. ساختمان آن به آمیلوپکتین شباهت بسیار دارد، فقط شاخههای بیشتری دارد. در انسان، گلیکوژن به مقدار فراوان در کبد و ماهیچهها ذخیره میشود. طی فعالیت بدنی طولانی، وقتی اندوختهی دم دستی گلوکز به مصرف رسید، بدن با شکست گلیکوژن جای آنها را پر میکند. اگر به یک فرد میانسال غذا نرسد، ذخیرهی گلیکوژن او پس از حدود یک روز به پایان میرسد. اما کسانی که به مدت طولانی فعالیت بدنی شدید دارند، مانند دوندگان ماراتن، در کمتر از دو ساعت ذخیرهی گلیکوژنی خود را به پایان میرسانند. وقتی گلیکوژن پایان یافت، بدن به استفاده از اندوختههای چربی روی میآورد. از این رو، کم خوردن و ورزش کردن سریعترین راه برای کاهش وزن است.
یکی از تغییرهای اصلی که با بهبود مهارت ورزشی ارتباط دارد، افزایش مقدار آنزیم گلیکوژن سنتاز در ماهیچهها است. این آنزیم این امکان را فراهم میسازد که گلیکوژن پس از مصرف به سرعت بیشتر ساخته شود.
سلولز سلوز یک بسپار ساختمانی است که به دیوراهی سلولی گیاهان قدرت و سختی میبخشد. مولکولها سلولز زنجیرههای دراز بدون شاخهای هستند که تعداد بسیاری اتصال β،1و4-گلیکوزیدی دارند. این مولکولها خطی کنار هم قرار میگیرند و با پیوندهای هیدروژنی که در سرتاسر طول خود با هم برقرار میکنند، دستههای محکمی به نام میکروفیبریل را میسازند.
سلولز به احتمال بسیار فراوانترین مادهی شیمیایی ساختمانی روی زمین است، اما تعداد اندکی از جانوران میتوانند آن را مصرف کنند و بیشتر جانوران آنزیم لازم برای گوارش آن، یعنی سلولاز، را تولید نمیکنند. جانوران گیاهخوار، که رژیم غذایی آنها مقدار فراوان سلولز دارد، به این دلیل میتوانند آن را استفاده کنند که جاندران تولید کنندهی سلولاز را در دستگاه گوارش خود دارند. انسان نمیتواند سلولز را گوارده کند، اما به روشهای دیگری از آن بهرهبرداری میکند. این ماده برای تولید کاغذ، پنبه، لاک نخن و لیکرا (نوعی پارچه برای لباس ورزشکاران) به کار میرود.
کیتین اسکلت بیرونی بندپایانی مانند حشرهها و عنکبوتها وزن اندکی دارد، اما بسیار محکم و زد آب است. این ویژگیها را از کیتین دارد، بسپاری که از واحدهای گلوکزآمین ساخته شده است. گلوکزآمین هنگامی تشکیل میشود که یک گروه آمین (NH2) به مولکول گلوکز وصل شود.
امتیاز: 0.00
شما باید یک عنوان و متن وارد کنید!
برای پاسخ دادن به این ارسال باید از
صفحه قبلی
اقدام کنید.
لیپیدها گروه متنوعی از ترکیبات هستند که چربیها و روغنها از آنها هستند. لیپیدها مولکولها ناقطبی هستند و از این رو بیشتر آنها در آب حل نمیشوند و در حلالهای ناقطبی مانند الکل و اتر به خوبی حل میشوند. فسفولیپیدها، که سرهای قطبی دارند، استثنا هستند. لیپیدها عنصرهای کربن، هیدروژن، اکسیژن و گاهی فسفر و نیتروژن را در خود دارند. آنها مولکولهایی با اندازهی میانه هستند که به بزرگی مولکولهای درشتی مانند پلیساکاریدها، پلیپپتیدها و اسیدنوکلئیکها نمیرسند.
تریگلیسریدها تریگلیسیریدها، که اندوختهی انرژی در گیاهان و جانوران هستند، گروه بزرگ و مهمی از لیپیدها هستند. تریگلیسریدها از یک مولکول گلیسرول و سه مولکول اسید چرب درست شدهاند. این چهار ترکیب با واکنش تراکمی به هم وصل میشوند تا مولکول E شکلی را بسازند.مولکول گلیسرول در همهی گلیسیریدها وجود دارد و بنابراین ویژگیهای تریگلیسیریدهای مختلف به ماهیت اسیدچربهای آنها بستگی دارد.
اسیدهای چرب اسید چربها از نظر طول زنجیرهشان و میزان اشباع شدن با هم تفاوت دارند. جدول 6-3 طول زنجیرهی معمولترین اسید چربها را نشان میدهد. زنجیرههایی با 14 تا 16 اتم کربن از همه معمولتر هستند، اما تعداد کربنها از 4 تا 28 متغیر است. اسید چرب اشباع بیشترین مقدار هیدروژن را دارد و بنابراین پیوند دوگانه ندارد. اسیدهای چرب اشباع نشده یک یا چند پیوند دوگانهی C=C دارند.
فسفولیپیدها فسفولیپیدها ساختمانی شبیه تریگلیسیریدها دارند، اما به جای یکی از اسیدهای چرب، یک اسید فسفوریک قطبی دارند. این جابهجایی باعث میشود این مولکولها یک سر قطبی و یک دم غیر قطبی داشته باشند. وقتی فسفولیپیدها در آب قرار میگیرند، دمهای آبگریز آنها به درون و سرهای آبدوست آنها به بیرون جهتگیری میکنند. این آرایش نقش بسیار مهمی دارد، زیرا باعث شکلگیری لایههای دوتایی میشود که به طور معمول دولایه نامیده میشوند. دولایههای فسفولیپیدی اساس غشاهای زیستی هستند.
کلسترول بسیاری از مردم کلسترول را با بیماری قلبی مرتبط میدانند، اما این لیپید در واقع یکی از اجزای عادی هر سلول بدن ما است. علاوه بر کلسترولی که از راه غذا به بدن ما وارد میشود، کبد ما نیز کلسترول میسازد. هر چه مقدار آن در رژیم غذایی بیشتر باشد، کبد کلسترول کمتری میسازد. گیاهخواران که فراوردههای جانوری نمیخورند، همهی کلسترول مورد نیاز خود را میسازند.
هورمونهای استروییدی هورمونهای استروییدی ساختمانی شبیه کلسترول دارند و در واقع از آن ساخته میشوند. این هورمونها شامل تستوسترون، پروژسترون و استروژنها هستند.
مومها مومها لیپیدهایی هستند که به عنوان مواد ضد آب به کار میروند، بنابراین، از هدر رفتن آب جلوگیری میکنند. کوتیکول برگ و پوشش حفاظتی بدن حشرهها از موم است. مومها از اسیدهای چرب دراز زنجیر درست شدهاند که به یک مولکول الکل(غیر از گلیسرول که در تریگلیسیریدها وجود دارد) متصل هستند. آنها ارزش غذایی ندارند، زیرا لیپازها (آنزیمها هضم کننده لیپیدها) نمیتوانند آنها را هضم کنند.
امتیاز: 0.00
شما باید یک عنوان و متن وارد کنید!
برای پاسخ دادن به این ارسال باید از
صفحه قبلی
اقدام کنید.
پروتیینها نقش اساسی در ساختار و سوخت و ساز همهی جاندارن بازی میکنند. مولکولهای پروتیینی از لحاظ شکل و اندازه، گوناگونی بسیار زیادی دارند (گوناگونی ساختاری کربوهیدارتها و لیپیدها در مقایسه با پروتتینها بسیار محدود است). این گوناگونی در شکل برای نقش پروتیینها در سلول بسیار کلیدی است.
اهمیت پروتیینها برای جاندارن با نگاه کردن به پراکنش پروتیینها در بدن انسان میتوانیم گستردگی کارکرد پروتیینها را در بدن جاندارن درک کنیم. برخی از کارهایی که برای انجام آنها به پروتیین ها نیاز هست، عبارتاند از:
• هر واکنش سوخت و سازی در سول با آنزیم متفاوتی آسان میشود.
• هر مادهای که از خلال غشای سلول میگذرد به مولکول پروتیینی ویژهای به نام ترابر نیاز دارد.
• برای رویارویی با مواد شیمیایی که پیوسته از سوی جاندارن بیماریزا مانند باکتریها و ویروسها، تولید میشوند، به پادتن متفاوتی نیاز هست.
آنزیمها، مولکولهای ترابر و پادتنها همه مولکولهای پروتیینی هستند که ویژهی براورده کردن این نیازها طراحی شدهاند.
ساختمان پروتیینها پروتیینها مولکولهای بزرگ و پیچیدهای هستند. اگر یک مولکول آب (با وزن مولکولی نسبی= 18) به اندازهی یک آجر بود، پروتیینها به اندازهی یک ساختمان کامل بودند.
پروتیینها علاوه بر عنصرهای کربن، هیدروژن و اکسیژن، همیشه نیتروژن و گاهی گوگرد دارند. واحد سازندهی پروتیینها اسیدآمینه نام دارند. همین طور که از نام اسیدآمینهها برداشت میشود، همهی این مولکولها یک گروه اسید کربوکسیلیک (COOH-) و یگ گروم آمین(NH2-) دارند. همهی این گروهها به یک اتم کربن مرکزی، به نام کربن آلفا، متصل هستند. بنابراین، اسکلت یک اسیدآمینه از سه اتم C-C-N درست شده است. گروه R در اسیدآمینههای مختلف متنوع است.
پپتید، پلیپپتید یا پروتیینها مفهوم دقیق واژههای پپتید، پلیپپتید و پروتیین تا اندازهای گیج کننده است و قانونی که در همهی جهان پذیرفته شده باشد، وجود ندارد.
وقتی اسیدآمینهها به صورت زنجیرههای کوتاهی به هم وصل شوند، یک پپتید تشکیل میشود. زنجیرههای درازتر را پلیپپتید میگویند. واژهی پروتیین را برای مولکول نهایی که کاری انجام میدهد، به کار میبریم. برخی از پروتیینها از یک پلیپپتید و برخی از دو یا چند پلیپپتید درست شدهاند. برای مثال، هموگلوبین چهار پلیپپتید دارد.
امتیاز: 0.00
شما باید یک عنوان و متن وارد کنید!
برای پاسخ دادن به این ارسال باید از
صفحه قبلی
اقدام کنید.
اسیدآمینهها با پیوند پپتیدی به هم وصل میشوند و پروتیینها را میسازند. همهی پروتیینها مولکولهای پیچیدهای هستند و زیستشیمیدانها در چهار سطح مختلف آنها را مطالعه میکنند: اول، دوم، سوم و چهارم.
ساختمان اول ساختمان اول یک پروتیین به توالی یا ترتیب اسیدآمینههای آن پروتیین گفته میشود.
ساختمان اول یک پروتیین کوچک را به سادگی به صورت زیر نشان میدهند:
آلانین- هیستیدین- فنیلآلانین- گلوتامین- سیستیین
پروتیینهای واقعی به طور معمول از تعداد زیادتری اسیدآمینه درست شدهاند. برای مثال، هورمون انسولین، که پروتیین به نسبت کوچکی است، 51 اسیدآمینه دارد.
رمز ساختمان اول هر پروتیینی در ژن یا ژنهای آن پروتیین نهفته است. این رمز، ترتیب دقیق متصل شدن اسیدآمینهها را به هم و این که چه اسیدآمینههایی در پروتیین وجود داشته باشند، تعیین میکند. سپس این ترتیب مشخص میکند که پلیپپتید چگونه چین و تا بخورد تا شکل سه بعدی دقیق و خاص هر پروتیین به وجود آید و این شکل سه بعدی است که به پروتیین اجازه میدهد نقش ویژهی خود را در بدن بازی کند. نخستین سطح چین و تا خوردن سه بعدی در ساختمان دوم پروتیین توصیف میشود.
امتیاز: 0.00
وزارت آموزش و پرورش > سازمان پژوهش و برنامهريزی آموزشی
شبکه ملی مدارس ایران رشد
ارسال ها: 164
شما باید یک عنوان و متن وارد کنید!