بماذا تختص الكيمياء الحيوية ؟

 مقدمة :

تعتبر الكيمياء الحيوية احد فروع علم الكيمياء والذي يختص بدراسة تركيب المادة وخواصها وتحولاتها , وتختص الكيمياء الحيوية بدراسة تركيب المركبات التي تدخل في تكوين المادة الحية ( نباتية , حيوانية , إنسان , كائنات دقيقة ) وتحولات هذه المركبات في العمليات الحيوية ومن المركبات التي تدخل في تكوين الخلايا الحية

1- الماء :

 تعتبر الماء الوسط الذي تذوب فيه العديد من المركبات وتتم في وجوده التفاعلات الكيميائية الحيوية بالخلية , ويتركب الماء من ذرة أكسجين تحمل شحنة سالبة وذرتين هيدروجين تحمل كلا منهما شحنة موجبة . ويتفاعل كل جزء من الماء مع أربعة جزيئات من الماء المتجاورة وذلك عن طريق الروابط الهيدروجينية وتتمتع الماء بالعديد من الخواص التي تمكنها من أتمام عملها .

2- الكربوهيدرات :

تشكل الكربوهيدرات الجزء الأكبر من المادة العضوية المنتشرة في المحيط الطبيعي , ففي خلايا البناء الضوئي يتحول ثاني أكسيد الكربون والماء باستخدام طاقة أشعة الشمس إلى مواد كربوهيدراتية مختلفة , وتنقسم الكربوهيدرات إلى ثلاث أقسام رئيسية حيث تعرف الكربوهيدرات بأنها الدهيدات أو كيتونات عديدة الهيدروكسيل والثلاث أقسام هي السكريات الأحادية وسكريات الاوليجو وعديدات السكر .

ا- السكريات الأحادية : وتسمى السكريات البسيطة حيث تتكون من وحدة فردية من الالدهيد أو الكيتون عديد الهيدروكسيل والتي لا تنحل مائيا إلى وحدات اصغر تحت الظروف المعتدلة وأكثر السكريات الأحادية انتشارا في الطبيعة هو السكر سداسي الكربون دى جلوكوز وهناك نوعين للسكريات الأحادية وهى خماسية وسداسية لذرة الكربون .

ب- سكريات الاوليجو : تتكون من عدد قليل من السكريات الأحادية حوالي من 1 : 10 والتي ترتبط مع بعضها بواسطة الروابط التساهمية وأكثر هذه السكريات انتشارا في الأنظمة الحية هي السكريات الثنائية التي تحتوى على وحدتين من السكر الاحادى ومنها السكروز أو قصب السكر والذي يتألف من ارتباط السكر الاحادى دى جلوكوز والسكر الاحادى دى فركتوز .

ج- عديد السكر: هي جزيئات ذات سلاسل كربونية طويلة تحتوى على مئات أو ألاف من حدات السكر الاحادى التي ترتبط مع بعضها بروابط تساهمية ومن أمثلتها النشا والسليلوز والجلايكوجين .

3- الدهون :

وهى عبارة عن مواد غير متجانسة تتكون من مركبات عضوية توجد طبيعيا وتخلق في الكائن الحي , وهى غير قابلة للذوبان في الماء ولكن تذوب جيدا في مذيبات الدهون مثل الأثير والكلورفورم والبنزين والأسيتون والهكسان ودور الدهون في الكائن الحي تتمثل في أنها مصدر للطاقة كما يدخل في تركيب جدار الخلايا وكذلك يدخل في تركيب بعض الفيتامينات الهرمونات وتقسم الدهون إلى :

- دهون بسيطة مثل الزيوت والدهون والشموع .

- دهون مركبة .

- دهون مشتقة .

- مواد مختلفة مثل الفيتامينات الهرمونات والكاروتين .

4- الأحماض الامينية والبروتينات :

البروتينات هي مواد ذات وزن جزيئي كبير تتكون بكاملها أو معظمها من بوليمرات تسمى بولي بيبتيدات وتتكون هذه البيبتيدات من الأحماض الامينية , وهناك أنواع مختلفة من البروتين تختلف في نوعية وترتيب الأحماض الامينية وعددها هو الذي يحدد نوع البروتين مما يؤدى إلى اختلاف الوظيفة ومن الوظائف التي تقوم بها البروتينات أنها احد المركبات التي تدخل في تركيب الكالوجين الذي يدخل في تكوين العظم والجلد والكيراتين الذي يدخل في تكوين الشعر والبروتين بشكل عام يدخل في تركيب العضل كذلك يدخل في تركيب الإنزيمات فالإنزيم ما هو إلا بروتينات وهى تعمل كمنشط ومحفز للعمليات الحيوية في الجسم .

5- الإنزيمات :

تعتبر الإنزيمات عوامل مساعدة تعمل على  زيادة سرعة التفاعلات الكيميائية الحيوية من 1000000 : 1000000000000مرة بالمقارنة مع سرعة التفاعلات في حالة عدم وجود عوامل مساعدة ويتلخص دور الإنزيمات في أنها عوامل حفز بروتينية تعمل على إتمام التفاعلات الكيميائية في الخلايا بمعدل كبير تحت ظروف مناسبة للكائن الحي فجزء الإنزيم الواحد له القدرة على تحويل 1000000 من جزيئات المادة التي تؤثر عليها في الدقيقة الواحدة وتمتاز الإنزيمات بصفة التخصصية بالنسبة للتفاعلات التي تحفزها والمواد الخاضعة التي تعمل عليها .