- ما هي الجزيئات الحيوية؟
- الجزيئات الحيوية غير العضوية
- الجزيئات الحيوية العضوية
- وظائف الجزيئات الحيوية
- أهمية الجزيئات الحيوية
- العناصر الحيوية والجزيئات الحيوية
نفسر ماهية الجزيئات الحيوية وكيف تكون الجزيئات الحيوية العضوية وغير العضوية. ما هي وظائفها وأهميتها.
ما هي الجزيئات الحيوية؟
الجزيئات الحيوية أو الجزيئات البيولوجية كلها تلك الجزيئات صفة مميزة للكائنات الحية ، إما كنتاج لوظائفها البيولوجية أو كمكوِّن لأجسامها. تأتي في مجموعة كبيرة ومتنوعة من الأحجام والأشكال والوظائف. الجزيئات الحيوية الرئيسية هي الكربوهيدرات ، بروتين، ال الدهون، أحماض أمينية، الفيتامينات و ال احماض نووية.
جسد كائنات حية يتكون بشكل أساسي من مجموعات معقدة من ستة عناصر بدائية: الكربون (C) ، الهيدروجين (H) ، الأكسجين (O) ، النيتروجين (N) ، الفوسفور (P) والكبريت (S). هذا لأن هذه العناصر تسمح بما يلي:
- تشكيل روابط تساهمية (التي يشاركونها الإلكترونات) مستقر للغاية (مفرد أو مزدوج أو ثلاثي).
- تشكيل هياكل عظمية كربونية ثلاثية الأبعاد.
- بناء مجموعات وظيفية متعددة ذات خصائص مختلفة ومميزة للغاية.
لهذا السبب ، تتكون الجزيئات الحيوية عادة من هذه الأنواع من العناصر الكيميائية. تشترك الجزيئات الحيوية في علاقة أساسية بين بنية والوظائف التي تتدخل فيها البيئة التي هم أيضًا. على سبيل المثال ، تحتوي الدهون على جزء كاره للماء ، أي أنها تتنافر ماء، وهذا هو السبب في أنهم يميلون إلى تنظيم أنفسهم في وجودها بطريقة تجعل النهايات المحبة للماء (التي تجذبها المياه) تظل على اتصال بالبيئة وتظل المواد الكارهة للماء آمنة. هذه الأنواع من الوظائف أساسية لفهم الأداء البيوكيميائي لـ الكائنات الحية معيشة.
وفقًا لطبيعتها الكيميائية ، يمكن تصنيف الجزيئات الحيوية إلى عضوية وغير عضوية.
الجزيئات الحيوية غير العضوية
الجزيئات الحيوية غير العضوية هي جميع الجزيئات التي لا تعتمد على الكربون ، باستثناء بعض الجزيئات مثل ثاني أكسيد الكربون (ز) وثاني أكسيد الكربون. يمكن أن تكون هذه جزءًا من الكائنات الحية والأشياء غير الحية ، لكنها لا تزال لا غنى عنها بالنسبة لـ وجود التابع الحياة. لا تشكل هذه الأنواع من الجزيئات الحيوية سلاسل أحادية كما في حالة الجزيئات العضوية ، أي أنها لا تتشكل البوليمرات، ويمكن أن تتكون من مختلف العناصر الكيميائية.
بعض الأمثلة على الجزيئات الحيوية غير العضوية هي المياه المحددة غازات مثل الأكسجين (O2) أو الهيدروجين (H2) و NH3 و NaCl.
الجزيئات الحيوية العضوية
تعتمد الجزيئات الحيوية العضوية على كيمياء الكربون. هذه الجزيئات الحيوية هي نتاج تفاعلات كيميائية من الجسم أو من التمثيل الغذائي من الكائنات الحية. وهي تتكون أساسًا من الكربون (C) والهيدروجين (H) والأكسجين (O). يمكن أن تحتوي أيضًا على عناصر معدنية كجزء من هيكلها مثل الحديد (Fe) أو الكوبالت (Co) أو النيكل (Ni) ، وفي هذه الحالة يُطلق عليها العناصر النزرة. أي بروتين أو حمض أميني أو دهون أو كربوهيدرات أو حمض نووي أو فيتامين هو مثال جيد على هذا النوع من الجزيئات الحيوية.
وظائف الجزيئات الحيوية
يمكن أن يكون للجزيئات الحيوية وظائف مختلفة ، مثل:
- الوظائف الهيكلية. تعمل البروتينات والدهون كمواد داعمة لـ الخلاياوالمحافظة على بنية الأغشية والأنسجة. تشكل الدهون أيضًا احتياطي الطاقة في الحيوانات و ال النباتات.
- وظائف النقل. تعمل بعض الجزيئات الحيوية على تعبئة العناصر الغذائية والمواد الأخرى في جميع أنحاء الجسم ، داخل الخلايا وخارجها ، وترتبط بها من خلال الروابط محددة يمكن كسرها بعد ذلك. مثال على هذا النوع من الجزيء الحيوي هو الماء.
- وظائف التحفيز. ال الانزيمات إنها جزيئات حيوية قادرة على تحفيز (تسريع) سرعة تفاعلات كيميائية معينة دون أن تكون جزءًا من التفاعل ، وبالتالي فهي ليست مادة مفاعلة ولا منتجًا. تنظم هذه الأنواع من الجزيئات الحيوية مجموعة كبيرة من العمليات الكيميائية والبيولوجية التي تحدث في جسم الإنسان والحيوان والنبات. هناك أيضًا مثبطات ، وهي جزيئات تعمل على إبطاء تفاعلات كيميائية معينة ، وبالتالي تتدخل أيضًا في تنظيم العمليات الكيميائية والبيولوجية. من أمثلة الإنزيمات الأميليز ، الذي يتم إنتاجه في الفم ويسمح لك بتكسير جزيئات النشا ، والببسين ، الذي يتم إنتاجه في المعدة ويسمح لك بتكسير البروتينات إلى أحماض أمينية.
- وظائف الطاقة. ال تغذية من الكائنات الحية ذاتي التغذية، عندما يكونون قادرين على تصنيع المركبات الأساسية لعملية التمثيل الغذائي الخاصة بهم على حساب الجزيئات غير العضوية (دون الاعتماد على كائن حي آخر) ، أو عضوية التغذية، عندما يحصلون على مواد عضوية ضروري لعملية التمثيل الغذائي من المواد العضوية التي يتم تصنيعها بواسطة كائنات ذاتية التغذية أو غيرية التغذية (اعتمادًا على كائن حي آخر). في كلتا الحالتين ، يتم الحصول على الطاقة اللازمة للحفاظ على الحياة في الكائنات الحية من خلال عملية تسمى الأكسدة ، والتي تتكون من تكسير الجلوكوز إلى أشكال أبسط للحصول على الطاقة. تعتبر الدهون أيضًا مصدرًا أساسيًا للطاقة.
- الوظائف الجينية. ال الحمض النووي (حمض الديوكسي ريبونوكلييك) هو حمض نووي يحتوي على جميع المعلومات الوراثية اللازمة لتطور وعمل جميع الكائنات الحية. بالإضافة إلى ذلك ، فهو مسؤول عن نقل المعلومات الوراثية. من ناحية أخرى ، فإن RNA (ribonucleic) هو حمض نووي ريبي يشارك في تخليق البروتينات الضرورية لنمو الخلايا ووظيفتها. لا يعمل DNA و RNA بمفردهما ، يستخدم DNA RNA لنقله المعلومات الجينية أثناء تخليق البروتين. يشكل هذان الجزيءان أساس الجينوم (جميع المواد الجينية التي يحتويها كائن حي معين) ، وبالتالي ، فإنهما يحددان نوعًا معينًا أو فردًا معينًا.
أهمية الجزيئات الحيوية
الجزيئات الحيوية ضرورية لولادة جميع الخلايا التي تتكون منها الكائنات الحية وتطورها وعملها. إنها تؤدي الوظائف الحيوية المتمثلة في الدعم وتنظيم العمليات ونقل المواد في كل من الخلايا التي تتكون منها الأنسجة والأعضاء وأنظمة الأعضاء.
يمكن أن يؤدي عدم وجود جزيء حيوي معين في كائن حي إلى حدوث أوجه قصور واختلال في وظائفه ، مما يتسبب في تدهوره أو الموت.
العناصر الحيوية والجزيئات الحيوية
تسمى العناصر الحيوية العناصر الكيميائية التي تتكون منها الجزيئات الحيوية ، وبالتالي فهي العناصر الموجودة في الكائنات الحية.
يمكن تصنيف العناصر الحيوية على النحو التالي:
- العناصر الحيوية الأولية. يشكلون 99٪ من المادة الحية من جميع الكائنات الحية المعروفة. هم: الكربون (C) والأكسجين (O) والهيدروجين (H) والنيتروجين (N) والكبريت (S) والفوسفور (P).
- العناصر الحيوية الثانوية. هم تلك التي ، على الرغم من أنها ضرورية للحياة وللأداء السليم للجسم ، إلا أنها مطلوبة بكميات معتدلة ولأغراض محددة. وهي: الصوديوم (Na) والكالسيوم (Ca) والمغنيسيوم (Mg) والبوتاسيوم (K) والكلور (Cl) والفلور (F).
بالإضافة إلى ذلك ، هناك عناصر ضئيلة ضرورية للحياة ، ولكن بكميات قليلة جدًا (0.1٪ من العناصر الحيوية في الجسم). بعض الأمثلة هي: الحديد (Fe) ، اليود (I) ، الكروم (Cr) ، نحاس (النحاس) والزنك (الزنك) والبورون (ب).