المركبات العضوية الحيوية
B i o o r g a n i c C o m p o u n d
تحتوي أجسام الكائنات الحيَّة جميعها عى ذَرّات عناصر مهمة، منها: الهيدروجين، والكربون، والأكسجين، والنيتروجين، والكالسيوم، والفسفور.
يُعَدُّ الكربون العنصر الأساس الذي يدخل في تركيب المُركَّبات العضوية جميعها.
-المُركَّبات العضوية الحيوية Bioorganic Compounds
- مُركَّبات كيميائية توجد في أجسام الكائنات الحيَّة، ويدخل في تركيبها بصورة أساسية ذَرّات الكربون والهيدروجين، ويدخل في تركيب بعضها أيضًا ذَرّات عناصر أُخرى، مثل: النيتروجين، والأكسجين.
أنواع المُركَّبات العضوية الحيوية الرئيسة في جسم الإنسان؟
الكربوهيدرات والبروتينات والليبيدات والحموض النووية.
الكربوهيدرات Carbohydrates:
- تحتوي الكربوهيدرات على ذَرّات كربون وهيدروجين وأكسجين.
أنواع الكربوهيدرات
أ- السُّكَّريات الأُحادية Monosaccharides
- تُعَدُّ السُّكَّريات الأُحادية أبسط أنواع الكربوهيدرات.
- السُّكَّريات الأُحادية تذوب في الماء بسهولة لأنَّها من المواد المُحِبَّة له Hydrophilic.
- أمّا صيغتها العامة فهي CH2O)n)، حيث n عدد ذَرّات الكربون في السُّكَّر الأُحادي.
- تكون الصيغة البنائية للسُّكَّر الأُحادي على شكل حلقي، أو سلسلة مفتوحة غير مُتفرِّعة.
- ويُعَدُّ هذا النوع من السُّكَّريات وحدات بنائية لأنواع الكربوهيدرات الأُخرى، ومن الأمثلة عليه: الغلوكوز.
السُّكَّريات الثنائية Disaccharides
- يتكوَّن السُكَّر الثنائي Disaccharide من وحدتين من السُّكَّريات الأُحادية، ترتبطان معًا برابطة تساهمية غلايكوسيدية Glycocidic Bond.
ومن الأمثلة عليه: المالتوز.
السُّكَّريات المُتعدِّدة Polysaccharides
السُّكَّريات المُتعدِّدة Polysaccharides مُبلمرات تتكوَّن من سُكَّريات أحادية (أو مشتقاتها) ترتبط في ما بينها بروابط تساهمية غلايكوسيدية. ولكلٍّ من السُّكَّريات المُتعدِّدة خصائص تُميِّزها،
ومن الأمثلة عليه: الغلايكوجين.
البروتينات Proteins
-تُمثِّل البروتينات أكثر من % 50 من الكتلة الجافة لمعظم الخلايا.
- تتألَّف البروتينات من وحدات بنائية أساسية تُسمّى الحموض الأمينية Amino Acids وترتبط فيما بينها بروابط تساهمية ببتيدية.
- تشترك الحموض الأمينية - في ما بينها- في صيغتها العامة التي تحوي نوعين من المجموعات الكيميائية، هما: مجموعة الكربوكسيل (COOH) ومجموعة الأمين (NH2)، إضافةً إلى سلسلة جانبية يُرمَز إليها بالرمز R، وتختلف من حمض أميني إلى آخر؛ ما يجعل لكلِّ حمض أميني خصائص ينفرد بها عن غيره،
- يدخل في تركيب البروتينات عشرون حمضًا أمينيًّا مختلفًا. ويستطيع جسم الإنسان فقط تصنيع أحد عشر حمضًا أمينيًّا منها، أمّا الحموض الأمينية التسعة الأُخرى فيحصل عليها الجسم من الغذاء، وهي تُسمّى الحموض الأمينية الأساسية.
- تُصنَّف الحموض الأمينية وَفقًا لخصائص السلاسل الجانبية التي تحويها إلى مجموعتين رئيستين، هما: الحموض الأمينية المُحِبَّة للماء، والحموض الأمينية الكارهة للماء، وتُصنَّف البروتينات أيضا وَفقًا لشكلها النهائي الثلاثي الأبعاد إلى نوعين، هما: البروتينات الكروية Globular Proteins والبروتينات الليفية Fibrous Protein
- البروتينات تؤدّي وظائف مختلفة في أجسام الكائنات الحيَّة، مثل ألياف الكولاجين التي تمنح الغضاريف المرونة والقوَّة. بالإضافة إلى نقل الغازات، والتفاعلات الكيميائية، والاستجابة المناعية، واستقبال الخلايا للمواد الكيميائية.
- توجد أربعة مستويات تركيبية للبروتينات، هي: التركيب الأوَّلي Primary Structure ، والتركيب الثانوي Secondary Structure ، والتركيب الثلاثي Tertiary Structure ، والتركيب الرباعي ،Quaternary Structure.
الليبيدات Lipids
- لليبيدات وظائف عِدَّة في أجسام الكائنات الحيَّة: إذ تُشكِّل طبقة عازلة تحت جلد الإنسان وبعض الحيوانات؛ ما يحول دون فقدان الحرارة من أجسامهم. وتدخل في تركيب الأغشية البلازمية، والهرمونات الستيرويدية، وفي تركيب الفيتامينات الذائبة في الدهون كما تُعَدُّ مصدرَ طاقةٍ مُهِماًّ للكائنات الحيَّة.
توجد صفة مشتركة بين الليبيدات جميعها، تتمثَّل في عدم امتزاجها بالماء.
- تُصنَّف الليبيدات إلى أنواع عِدَّة، منها: الحموض الدهنية، والدهون الثلاثية، والليبيدات المُفسفَرة ، والستيرويدات.
| نوع الليبيدات | الوصف | المثال |
| الحموض الدهنية | الليبيدات التي تتكوَّن من اتحاد جزيء غليسرول واحد مع ثلاثة جزيئات من الحموض الدهنية بروابط تساهمية إسترية، |
سائلة مثل معظم الزيوت النباتية أو صلبة مثل الزبدة، والسمن الحيواني |
| الدهون الثلاثية |
إما أن تكون مشبعة وفيها تكون الروابط جميعها أُحادية بين ذَرّات الكربون في السلسلة الهيدروكربونية، أو غير مشبعة وفيها توجد رابطة ثنائية واحدة على الأقل بين ذَرّات الكربون في السلسلة الهيدروكربونية |
مشبعة مثل حمض البالميتك Palmitic Acid غير مشبعة مثل حمض الأوليك Oleic Acid |
| الليبيدات المُفسفَرة |
الليبيدات التي تتكوَّن من جزيء غليسرول مُرتبِط بمجموعة فوسفات، فيتشكَّل رأس قطبي مُُحِبٌّ للماء. - وفي الوقت نفسه، يرتبط جزيء الغليسرول بجزيئين من الحموض الدهنية، فيتشكَّل ذيلان كارهان للماء. |
الليبيدات الداخلة في تركيب الغشاء البلازمي |
| الستيرويدات | الليبيدات التي تتكوَّن من أربع حلقات كربونية مُلتحِمة؛ ثلاث منها سداسية، وواحدة خماسية، إضافةً إلى مجموعة كيميائية ترتبط بالحلقة الرابعة | الكولسترول وهرمون الألدوستيرون |
الحموض النووية Nucleic Acids
- الحموض النووية نوعان: حمض نووي رايبوزي منقوص الأكسجين DNA ، وحمض نووي رايبوزي RNA.
- تتألَّف الحموض النووية من وحدات بنائية تُسمّى النيوكليوتيدات Nucleotides ، ويتكوَّن كل نيوكليوتيد من إحدى القواعد النيتروجينية، وسُكَّر خماسي، ومجموعة فوسفات،
-تُصنَّف القواعد النيتروجينية التي تدخل في تركيب النيوكليوتيدات إلى:
البيورينات: غوانين (G)، وأدينين (A)
البيريميدينات: سايتوسين (C)، و ثايمين (T)، ويوراسيل (U).
-يعمل الحمض النووي DNA على نقل الصفات الوراثية من الآباء إلى الأبناء.
-ترتبط النيوكليوتيدات بعضها ببعض في السلسلة الواحدة عن طريق روابط فوسفاتية ثنائية الإستر.
-نسبة البيورينات إلى نسبة البيريميدينات في DNA ثابتة وَفقًا لقاعدةٍ تُعرَف بقاعدة تشارغاف Chargaff ؛ ذلك أنَّ البيورين يرتبط دائماً بالبيريميدين المُكمِّل له في السلسلة المُقابِلة.
-يتكوَّن الحمض النووي RNA غالبًا من سلسلة واحدة من النيوكليوتيدات، ولكنَّ بعض الفيروسات تحتوي على RNA من سلسلتين.
- يوجد في RNA القاعدة النيتروجينية يوراسيل بدلا من الثايمين، ويؤدّي جزيء RNA دورًا مهماًّ في عملية تصنيع بروتينات الخلية.
|
الحمض النووي |
DNA |
RNA |
|
الوظيفة |
يعمل على نقل الصفات الوراثيّة |
يؤدي دورا مهما في عملية |
|
القواعد النيتروجينية |
أدينين، ثايمين، غوانين، |
أدينين، يوراسيل، غوانين، |