.jpg)
محتویات:
برای پرش به مطلب مربوط به هر عنوان، بر روی آن عنوان در قسمت بالا کلیک کنید.
مطالعه پروسههای شیمیائی در موجودات زنده یا مربوط به آنها در بیوشیمی صورت می گیرد. چهار دسته اصلی مولکولها در بیوشیمی که بیومولکولها نامیده می شوند، کربوهیدراتها، پروتئینها، لیپیدها و نوکلئیک اسیدها هستند که در ادامه بصورت مقدماتی با آنها آشنا می شویم.
کربوهیدراتها ترکیباتی متشکل از عناصر کربن، هیدروژن و اکسیژن هستند که از نظر ساختاری میتوان آنها را پلیهیدروکسی آلدهیدها یا پلیهیدروکسی کتونها در نظر گرفت. بعبارتی در کربوهیدراتها تعداد زیادی گروه هیدروکسی در حضور گروه کربونیل وجود دارد. اغلب اوقات کربوهیدراتها را میتوان بصورت هیدراتهای کربن (کربن+ آب) با فرمول عمومی Cm(H2O)n در نظر گرفت. کربوهیدراتها ساکاریدها نیز نامیده میشوند و به چهار دسته مونو ساکاریدها، دیساکاریدها، اولیگوساکاریدها و پلیساکاریدها طبقه بندی میشوند. مونوساکاریدها سادهترین کربوهیدراتها هستند که بر اثر هیدرولیز (گسست بوسیله آب) کربوهیدراتهای سادهتر نتیجه نمیدهند. دیساکاریدها بر اثر هیدرولیز دو مونوساکارید، اولیگوساکاریدها بر اثر هیدرولیز 3 تا 10 مونوساکارید و پلی ساکاریدها بر اثر هیدرولیز بیشتر از 10 مونوساکارید تولید میکنند. مونوساکاریدها و دیساکاریدها بعنوان شکرها نیز درنظر گرفته میشوند. بعنوان مثال برای مونوساکاریدها میتوان گلوکز و فروکتوز (هر دو با فرمول مولکولی C6H12O6) را در نظر گرفت. از دیساکاریدها میتوان ساکارز (شکری که در خانهها استفاده می شود) با فرمول C12H22O11 را در نظر گرفت که بر اثر هیدرولیز یک گلوکز و یک فروکتوز تولید میکند. از پلی ساکاریدها میتوان سلولز با فرمول (C6H10O5)n را در نظر گرفت که بر اثر هیدرولیز کامل تعداد زیادی گلوکز تولید میکند.
بیش از 200 نوع مونوساکارید مختلف شناسایی شده است که به دو دسته آلدوزها و کتوزها طبقه بندی میشوند. در آلدوزها مثل گلوکز گروه کربونیل بصورت آلدهید و در کتوزها مثل فروکتوز بصورت کتون است.
گروه عاملی هیدروکسی و کربونیل میتوانند همیاستال (برای آلدهیدها) و همی کتال (برای کتونها) در مرحله اول و استال (برای آلدهیدها) یا کتال (برای کتونها) در مرحله دوم نتیجه دهند. در مونوساکاریدها، گروههای عاملی هیدروکسی و کربونیل در یک مولکول میتوانند با هم به منظور تشکیل یک همیاستال واکنش دهند که در اینحا یک حلقه تشکیل خواهد شد. بعبارتی ساکاریدها را میتوان هم بصورت زنجیری و هم بصورت حلقوی داشت. دو مونوساکارید میتوانند در واکنش تشکیل استال یا کتال که همراه با حذف یک مولکول آب است، شرکت کنند و یک دیساکارید بوجود آورند. بعبارتی حذف مولکول آب و تشکیل استال یا کتال باعث پیوند خوردن مونوساکاریدها بهم میشود و دیساکاریدها را ایجاد میکند که میتواند ادامه پیدا کند و اولیگو ساکاریدها و پلیساکاریدها را نتیجه دهد
همانطور که از نام آمینواسیدها نیز پیداست، ترکیباتی شامل گروه آمین و گروه کربوکسیلیک اسید هستند. میتوان آنها را براساس موقعیت گروه آمین نسبت به گروه کربوکسیلیک اسید طبقه بندی نمود. در صورتیکه کربنهای متصل به کربن گروه کربوکسیلیک اسید را به ترتیب نزدیکی آنها آلفا و بتا و گاما و....... بنامیم، در α-آمینواسیدها گروه آمین بر روی کربن α، در β- آمینواسیدها گروه آمین بر روی کربن β و ... قرار دارد.
در بدن موجودات زنده α- آمینواسیدها نقش بسیار مهمتری در مقایسه با دیگر آمینواسیدها دارند. از این رو در بیوشیمی منظور از آمینو اسیدها معمولا همان α- آمینواسیدها هستند. α-آمینواسیدهای مهم در بیوشیمی بصورت RCH(NH2)COOH هستند که البته بعلت واکنش اسید- باز بین بخش اسیدی یعنی گروه اسید کربوکسیلیک و بخش بازی یعنی گروه آمین بصورت یون یک سر مثبت و یک سر منفی در میآیند.
در ساختار آمینواسیدهای مهم در بیوشیمی که بصورت RCH(NH2)COOH هستند، R یک زنجیر جانبی است که از یک آمینو اسید به آمینو اسید دیگر متفاوت است و میتواند نقش مهمی در تعیین خواص آمینو اسید داشته باشد.
در اثر واکنش بخش آمینی یک آمینواسید با بخش اسید کربوکسیلیک یک آمینواسید دیگر آمیدها میتوانند بوجود آیند و آمینو اسیدها در اثر آن بهم پیوند میخورند که در اینجا از آن بعنوان پیوند پپتیدی یاد میشود.
به کمک پیوند پیتیدی آمینواسیدها میتوانند بطور زنجیروار بهم متصل شوند و پپتیدها را بوجود آورند. پپتیدها را میتوان براساس تعداد آمینواسیدهای سازنده به دی پپتیدها (متشکل از دو آمینواسید)، تری پپتیدها (متشکل از سه آمینواسید)، تترا پپتیدها (متشکل از چهار آمینواسید) و ... طبقه بندی نمود. پلی پپتیدها پپتیدهایی هستند که شامل تعداد زیادی آمینواسید میباشند. پروتئینها پلی پپتیدهای طبیعی هستند که بیش از پنجاه واحد آمینواسید را شامل میشوند. اغلب پروتئینها شامل 100 تا 300 آمینواسید بعنوان واحدهای سازنده هستند. پروتئینها نقش حیاتی در بدن موجودات زنده ایفا میکنند.
لیپیدها را میتوان بیومولکولهایی که در مقایسه با دیگر بیومولکولها مثل کربوهیدراتها، پروتئینها و نوکلئیک اسیدها در حلالهای غیر قطبی یا با قطبیت ضعیف بیشتر از حلال آب حل میشوند. دسته بندی لیپیدها متنوع است و بررسی تکتک آنها از حوصله این بحث خارج است. من جمله لیپیدها اسیدهای چرب و چربیها هستند که قبلا بطور مقدماتی با آنها آشنا شدیم.
نوکلئوتیدها واحدهای سازنده نوکلئیک اسیدها مثلRNA و DNA هستند. نوکلئوتیدها شامل سه بخش باز نیتروژندار، قند پنج کربنه و گروه فسفات هستند که بازهای نیتروژندار متداول در نوکلئوتیدها آدنین، سیتوزین، گوانین، تیمین و یوراسیل هستند.
بخش فسفات یک نوکلئوتید با بخش قندی یک نوکلئوتید دیگر میتواند ترکیب شود تا بوسیله آن نوکلئوتیدها بهم پیوند خورند و نوکلئیک اسیدها را بوجود آورند. نوکلئیک اسیدها معمولا بصورت دو رشتهای هستند که در آنها باز نیتروژندار یک نوکلئوتید در یک رشته با باز نیتروژندار نوکلئوتید مقابل در رشته دیگر پیوند هیدروژنی میدهد. برای تشکیل چنین پیوند هیدروژنیهایی در مقابل هر باز نیتروژندار، بازهای نیتروژندار بخصوصی که مکمل آن میتوانند در نظر گرفته شوند، بایستی حضور داشته باشند. بعنوان مثال در مقابل تیمین بایستی آدنین حضور داشته باشد.