الكيمياء الحيوية - التركيب الكيميائي للمادة الحية 1
 |
| الكيمياء الحيوية - التركيب الكيميائي للمادة الحية 1 |
- يدل التحليل الكيميائي لأي كائن حي على أنه يتألف من مركبات وجزيئات تضم العناصر الكيميائية نفسها التي تتدخل في تركيب القشرة الأرضية والغلاف الجوي
إن أكثر العناصر انتشاراً في القشرة الأرضية هي :
O - Si - AL - Na - Ca - Fe - Mg - K
أكثر للعناصر انتشاراً في الخلية الحية هي :
H - O - C - N
إن الاوكسجين هو أكثر العناصر التي تدخل في تركيب الأجسام الحية وزناً وبنفس الوقت هو أقل العناصر المنتشرة في القشرة الأرضية وزناً
- بالرغم من أنه عثر في الكائنات الحية على آثار جميع العناصر الموجودة في الوسط المحيط الا أن العناصر الضرورية التي لايستطيع الكائن الحي أن يوجد بدونها قليلة ويبلغ عددها 20 عنصر تقريباً وتقسم الى ثلاث مجموعات حسب تراكيزها في الخلايا :
1- العناصر الرئيسية في المادة الحية :
تبلغ كميتها في المادة الحية من 2 - 60 ذرة % وهذه العناصر هي H - O - C - N وتدخل هذه العناصر في بنية الماء والمركبات العضوية الرئيسية التي تؤلف الخلية الحية
وتتميز تلك العناصر بإمكانية تزاوج الكتروناتها السطحية لتعطي روابط مشتركة ثابتة .وبفضل هذه الأمكانية تسطيع هذه العناصر إعطاء مختلف أنواع الروابط الكيميائية
2- العناصر الميكروئية في المادة الحية :
تبلغ كميتها في المادة الحية من 0.1 - 0.02 ذرة % وهذه العناصر هي: ( Na ) يقوم بدور شاردة معاكسة مسؤولة عن الفعالية الكمونية ويتواجد بشكل رئيسي في السوائل خارج الخلايا ..( Mg ) يشكل عاملاً مساعداً لكثير من الأنزيمات......( P ) يقوم بدور هام بنقل الطاقة في الخلية الحية كما أنه يدخل بتركيب الحموض النووية ...( S ) يدخل في تركيب البروتينات وغيرها من المواد الفعالة في الخلية الحية .........( K ) يلعب دور شاردة معاكسة ويساهم في الفعالية العصبية والتقلصات العضلية ...( Ca ) يلعب دور عامل مساعد لكثير من الأنزيمات وهو من المركبات الهامة في الأغشية الخلوية حيث ينظم فعاليتها وفعالية التقلصات العضلية
3- فوق العناصر الميكروئية :
تبلغ كميتها في المادة الحية أقل من 0.001 ذرة % وبرغم من تلك النسبة الضئيلة جداً إلا أن غيابها قد يسبب أمراض واضطرابات عند النباتات والحيوانات
( مثلاً ) غياب عنصر النحاس يصيب الماشية بضرر في الجهاز العصبي وفقر بالدم وتردي نوعية الفروة
كما أن تعفن درنة الشوندر ناجم عن نقص عنصر البور في التربة ...
وهذه العناصر هي : ( B ) ضروري للنباتات وهو عامل مساعد للأنزيمات ...( Si ) يوجد بكميات لابأس بها عند بعض الأحياء ..( V ) أكتشف في بنية بعض الأصبغة عند بعض الأحياء ..( Mn ) وهو عامل أنزيمي مساعد ..( Fe ) يدخل في تركيب أنزيمات الأكسدة والأرجاع ويستخدم لنقل الالكترونات ..( Cu ) عامل هام في كثير من أنزيمات الأكسدة ..( Zn ، Mo ) عوامل مساعدة لكثير من الأنزيمات ..( Co ) يدخل في تركيب فيتامينB12
<><>
الجزيئات والمركبات الحيوية في تركيب المادة الحية
توجد العناصر الكيميائية التي تدخل في تركيب الأجسام الحية على شكل مركبات كيميائية مختلفة فمنها المركبات العضوية واللاعضوية كا الأملاح والشوارد والماء والتي تتنوع بخواصها الفيزيائية فمنها الغازي مثل CO2 والسائل مثل H2O والصلب مثل السيليلوز ومنها ما هو شديد الأستقطاب مثل الحموض الأمينية وضعيف الأستقطاب مثل الفلوكوز وعديم الأستقطاب مثل الدسم المعتدلة
الشوارد اللاعضوية :
توجد في الخلية الحية الشوارد التالية :
Na+ ، Mg+2 ، PO4-3 ، SO4-2 ، K+ ، Ca+2 ، CO3-2 ، NO3-
حيث يحافظ على الكمية الكلية وحالة التوازن لهذه الشوارد في الخلايا الحية ضمن حدود ضيقة
أي تغيير في تلك الكميات يؤدي الى تغيرات واضحة في الخواص الحيوية - التهيج - التقلص - إختلال عملية الأنقسام الخلوي
وبتالي يمكن الحكم على أهمية التوازن الشاردي بالأعتماد على حقيقة أن أزواج هذه الشرجبات تبدي تأثيرات متعاكسة
( مثلاً ) تسبب شوارد البوتاسيوم إنخفاض لزوجة السيتوبلاسما وضعف العضلات
بينما تسبب شوارد الكالسيوم تهلم السيتوبلاسما وتنشط تقلص العضلات
كما أنه يوجد توازن لتوزع شاردتي الصوديوم و البوتاسيوم عند الحيوانات..فا الصوديوم يتواجد بشكل رئيسي خارج الخلايا في السوائل النسيجية ..بينما يتركز البوتاسيوم ضمن الخلايا ..وعليه تصرف الخلية كمية من الطاقة للحفاظ على هذا التوازن بين الشاردتين
كما أن تركيز شوارد المغنزيوم يؤثر على تجمع وحدتي الجسيم الريبي فعند إنخفاض تركيز شوارد المغنزيوم فإن العضيات السيتوبلاسمية تتفكك الى وحدتيها ذات الحجم الأصغر ...
فيما يتعلق بشوارد العناصر الفوق ميكروئية فابرغم من وجودها بكميات ضئيلة جداً إلا أنها تلعب دور عوامل مساعدة لأنزيمات معينة ....ومن الجدير بالذكر أن بعض هذه الشوارد قد تُحاصر ببعض المثبطات وبتالي تصبح عاجزة عن القيام بوظيفتها ..
( مثلاً ) يوجد في جزيئة الهيموغلوبين أربع ذرات حديد التي ترتبط في الحالة الطبيعية مع الأوكسجين ...لكن شاردة السيان وأول أوكسيد الكربون تستطيعان الأرتباط مع ذرات الحديد وبتالي تفقد ذرات الحديد إمكانية الأرتباط مع الأوكسجين...إن مثل هذه المثبطات تعتبر من المركبات السامة للخلية وقد تسبب موت الخلية بتراكيز قليلة جداً