معلومة

ما هو الفرق بين عديد السكاريد وجزيء ضخم؟

ما هو الفرق بين عديد السكاريد وجزيء ضخم؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

أواجه مشكلة في فهم الفرق بين "عديد السكاريد" و "الجزيء الكبير".

أعلم أن السكريات مصنوعة من سلاسل من السكريات الأحادية. بالإضافة إلى ذلك ، أعلم أن الجزيئات الكبيرة مصنوعة من المونومرات.

لكن ما هو الفرق؟


الجزيء الكبير هو فئة من الجزيئات الحيوية التي تتكون من المونومرات. وتشمل هذه السكريات (السكريات) عديد الببتيدات (أي البروتينات) والأحماض النووية (مثل الحمض النووي والحمض النووي الريبي) والدهون (الدهون والفوسفوليبيد).

عديد السكاريد هو نوع واحد من الجزيئات الكبيرة المكونة من السكريات الأحادية مثل الجلوكوز والفركتوز. مثال على عديد السكاريد هو النشا أو السليلوز.


عديد السكاريد عبارة عن سكر طويل السلسلة ، يتكون من بلمرة العديد من جزيئات السكر الأصغر (وحدات أحادية هي السكريات الأحادية) لها صيغة عامة من Cx (H2O) y حيث x عادة ما يكون عددًا كبيرًا بين 200 و 2500. على سبيل المثال ، النشا ، بوليمر طويل السلسلة من الجلوكوز.

معرّفة بواسطة ويكيبيديا:

الجزيء الكبير هو جزيء كبير جدًا يتم إنشاؤه بشكل شائع عن طريق بلمرة الوحدات الفرعية الأصغر (المونومرات). تتكون عادة من آلاف أو أكثر من الذرات. الجزيئات الكبيرة الأكثر شيوعًا في الكيمياء الحيوية هي البوليمرات الحيوية (الأحماض النووية والبروتينات والكربوهيدرات والبوليفينول) والجزيئات غير البوليمرية الكبيرة (مثل الدهون والدراجات الكبيرة) مثال على الجزيء الكبير هو الحمض النووي ، الذي يحتوي على سكر ديوكسيريبوز ومجموعات فوسفات والعديد من القواعد النيتروجينية .

لذلك ، لتلخيص ، السكريات المتعددة هي جزيئات كبيرة ، لكن الجزيئات الكبيرة قد لا تكون كلها عديد السكريات

مزيد من المعلومات

https://en.wikipedia.org/wiki/Macromolecule


المقدمة والأهداف

هناك أربع عائلات رئيسية من الجزيئات الكبيرة (البروتينات والأحماض النووية والسكريات المتعددة والدهون) التي تشكل الجزء الأكبر من محتوى الكربون في خلية نموذجية. في البرنامج التعليمي السابق ، قمنا بمراجعة بنية وخصائص البروتينات. في هذا البرنامج التعليمي سوف ندرس هياكل وخصائص الأحماض النووية والسكريات والدهون. سوف نستكشف الخصائص المميزة التي تمتلكها هذه الجزيئات الكبيرة ونراجع الأدوار التي تلعبها في خلية نموذجية. في نهاية هذا البرنامج التعليمي ، يجب أن تعرف:

  • التركيب الأساسي للنيوكليوتيدات
  • الفرق بين DNA و RNA
  • كيف ترتبط النيوكليوتيدات لتشكيل خيط واحد من سلسلة الحمض النووي
  • كيف يتم ربط سلسلتين معًا في حمض نووي مزدوج الشريطة
  • كيف ترتبط السكريات المكونة من ستة كربون معًا لتشكيل ثنائي السكاريد وعديد السكاريد
  • الفرق بين روابط ألفا وبيتا جليكوسيد
  • الخصائص العامة للدهون
  • خواص الأحماض الدهنية المشبعة والأحماض الدهنية غير المشبعة
  • التركيب الأساسي للعديد من الدهون ، بما في ذلك ثلاثي الجلسرين ، الفوسفوليبيد ، الستيرولات والتربينات

الكربوهيدرات

الكربوهيدرات تخدم وظيفتين رئيسيتين: الطاقة والبنية. كطاقة ، يمكن أن تكون بسيطة للاستخدام السريع أو معقدة للتخزين. السكريات البسيطة تسمى مونومرات السكريات الأحادية . يتم أخذها بسهولة في الخلايا واستخدامها على الفور للحصول على الطاقة. أهم السكريات الأحادية هو الجلوكوز ( ج6ح12ا6 ) ، لأنه مصدر الطاقة المفضل للخلايا. يمكن وصف تحويل هذه المادة الكيميائية إلى طاقة خلوية بالمعادلة أدناه:

تسمى البوليمرات الطويلة من الكربوهيدرات السكريات ولا يتم نقلها بسهولة إلى الخلايا لاستخدامها كطاقة. تستخدم هذه غالبًا لتخزين الطاقة. أمثلة على جزيئات تخزين الطاقة هي: أميلوز أو نشاء (نباتات) و الجليكوجين (الحيوانات). بعض السكريات طويلة جدًا ومعقدة بحيث يتم استخدامها لهيكل مثل السليلوز في جدران خلايا النباتات. السليلوز كبير جدًا وغير قابل للهضم عمليًا ، مما يجعله غير مناسب كمصدر طاقة متاح بسهولة للخلايا.

الكربوهيدرات: تتكون الكربوهيدرات من وحدات سكر يشار إليها بالسكريات.

تحتوي السكريات الأحادية على مجموعة كاربونيل. الكربونيل هو مصدر للإلكترونات (الرابطة المزدوجة للأكسجين). يمكن التبرع بهذه الإلكترونات (أو فقدها وأكسدتها) لتقليل مركب آخر (يكتسب تلك الإلكترونات).

الجلوكوز هو الكربوهيدرات المفضل للخلايا. في الحل ، يمكن أن يتغير من سلسلة خطية إلى حلقة.

السكريات الأحادية قادرة على الأيزومرات . هذا يعني أنها تتناوب في الهيكل من سلسلة خطية إلى شكل حلقة في محلول.

الكربوهيدرات الهيكلية

في الغذاء ، يتم اشتقاق الكربوهيدرات الأكثر تعقيدًا من السكريات الكبيرة. هذه الكربوهيدرات الأكبر حجمًا غير قابلة للذوبان في الماء. الألياف الغذائية هي الاسم الذي يطلق على المواد غير القابلة للهضم في الأطعمة المشتقة في الغالب من الكربوهيدرات المعقدة من المواد النباتية. تخدم بعض هذه المواد النباتات كمكوِّن هيكلي للخلايا وهي غير قابلة للذوبان تمامًا. السليلوز هي الكربوهيدرات الهيكلية الرئيسية الموجودة في جدران الخلايا النباتية. وبالمثل ، تحتوي الحيوانات والفطريات على كربوهيدرات هيكلية تتكون من مركب غير قابل للهضم يسمى الكيتين . لن نقوم باختبار هذه العناصر.

السليلوز عبارة عن كربوهيدرات معقدة من جزيئات الجلوكوز. إنه المكون الهيكلي الرئيسي لجدران الخلايا النباتية. يتم تعزيز المتانة الهيكلية لـ & # 8217s من خلال روابط الهيدروجين داخل الجزيئية.

الكيتين هو كربوهيدرات هيكلية توجد في أصداف الحيوانات أو جدران الخلايا الفطرية. يحتوي البوليمر على مجموعات أميد تميزه عن الكربوهيدرات الأخرى المكونة من الجلوكوز.

الزيز المتساقط من قذيفة مصنوعة من الكيتين.


ما هو الفرق بين عديد السكاريد وجزيء ضخم؟ - مادة الاحياء

كما تعلمنا ، هناك أربع فئات رئيسية من الجزيئات البيولوجية الكبيرة:

  • البروتينات (بوليمرات الأحماض الأمينية)
  • الكربوهيدرات (بوليمرات السكريات)
  • الدهون (بوليمرات مونومرات الدهون)
  • الأحماض النووية (بوليمرات DNA و RNA للنيوكليوتيدات)

& # 8217s نلقي نظرة فاحصة على الاختلافات بين فئات الفرق.

نتائج التعلم

ميّز بين الفئات الأربع للجزيئات الكبيرة

الكربوهيدرات هي مجموعة من الجزيئات الكبيرة التي تعد مصدرًا حيويًا للطاقة للخلية ، وتوفر الدعم الهيكلي للعديد من الكائنات الحية ، ويمكن العثور عليها على سطح الخلية كمستقبلات أو للتعرف على الخلايا. يتم تصنيف الكربوهيدرات على أنها سكريات أحادية وثنائية السكريات وعديد السكاريد ، اعتمادًا على عدد المونومرات في الجزيء.

الدهون هي فئة من الجزيئات الكبيرة غير القطبية والطارئة للماء بطبيعتها. تشمل الأنواع الرئيسية الدهون والزيوت والشموع والفوسفوليبيد والمنشطات. الدهون والزيوت هي شكل من أشكال الطاقة المخزنة ويمكن أن تشمل الدهون الثلاثية. تتكون الدهون والزيوت عادة من الأحماض الدهنية والجلسرين.

البروتينات هي فئة من الجزيئات الكبيرة يمكنها أداء مجموعة متنوعة من الوظائف للخلية. إنها تساعد في عملية التمثيل الغذائي من خلال توفير الدعم الهيكلي والعمل كأنزيمات أو ناقلات أو كهرمونات. اللبنات الأساسية للبروتينات هي الأحماض الأمينية. يتم تنظيم البروتينات على أربعة مستويات: الابتدائي والثانوي والثالثي والرباعي. يرتبط شكل البروتين ووظيفته ارتباطًا وثيقًا بأي تغيير في الشكل ناتج عن التغيرات في درجة الحرارة أو درجة الحموضة أو التعرض للمواد الكيميائية قد يؤدي إلى تمسخ البروتين وفقدان الوظيفة.

احماض نووية هي جزيئات مكونة من وحدات متكررة من النيوكليوتيدات التي توجه الأنشطة الخلوية مثل انقسام الخلايا وتخليق البروتين. يتكون كل نوكليوتيد من سكر بنتوز وقاعدة نيتروجينية ومجموعة فوسفات. هناك نوعان من الأحماض النووية: DNA و RNA.

أسئلة الممارسة

اشرح على الأقل ثلاث وظائف تخدمها الدهون في النباتات و / أو الحيوانات.

اشرح ماذا يحدث إذا تم استبدال أحد الأحماض الأمينية بآخر في سلسلة البولي ببتيد. قدم مثالا محددا.


الفصل 5 & # 8211 مخطط المحاضرة هيكل ووظيفة الجزيئات الكبيرة

· داخل الخلايا ، ترتبط الجزيئات العضوية الصغيرة معًا لتكوين جزيئات أكبر.

· قد تتكون هذه الجزيئات الكبيرة من آلاف الذرات المترابطة تساهميًا ويزن أكثر من 100000 دالتون.

· الفئات الأربع الرئيسية للجزيئات الكبيرة هي الكربوهيدرات ، والدهون ، والبروتينات ، والأحماض النووية.

المفهوم 5.1 معظم الجزيئات الكبيرة عبارة عن بوليمرات مبنية من المونومرات

· ثلاثة من الفئات الأربع للجزيئات الكبيرة - الكربوهيدرات والبروتينات والأحماض النووية - تشكل جزيئات شبيهة بالسلسلة تسمى البوليمرات.

° البوليمر عبارة عن جزيء طويل يتكون من العديد من لبنات البناء المتشابهة أو المتطابقة المرتبطة بروابط تساهمية.

° الوحدات المتكررة تسمى جزيئات صغيرة مونومرات.

° بعض الجزيئات التي تعمل كمونومرات لها وظائف أخرى خاصة بها.

تتشابه الآليات الكيميائية التي تستخدمها الخلايا في صنع البوليمرات وتكسيرها في جميع فئات الجزيئات الكبيرة.

· ترتبط المونومرات بروابط تساهمية تتشكل من خلال فقدان جزيء الماء. يسمى هذا التفاعل أ رد فعل التكثيف أو تفاعل الجفاف.

° عندما تتشكل رابطة بين مونومرين ، يساهم كل مونومر بجزء من جزيء الماء المفقود. يوفر أحد المونومر مجموعة الهيدروكسيل (–OH) ، بينما يوفر الآخر مجموعة الهيدروجين (–H).

° تستثمر الخلايا الطاقة لإجراء تفاعلات الجفاف.

° العملية مدعومة بالإنزيمات.

· يتم تفكيك الروابط التساهمية التي تربط المونومرات في البوليمر بواسطة التحلل المائي، رد فعل هو عكس الجفاف بشكل فعال.

° في التحلل المائي ، تنكسر الروابط بإضافة جزيئات الماء. ترتبط ذرة الهيدروجين بمونومر واحد ، وتتعلق مجموعة الهيدروكسيل بالمونومر المجاور.

° يتم تناول طعامنا كبوليمرات عضوية كبيرة جدًا بحيث لا تستطيع خلايانا امتصاصها. داخل الجهاز الهضمي ، تقوم العديد من الإنزيمات بتوجيه التحلل المائي لبوليمرات معينة. يتم امتصاص المونومرات الناتجة عن طريق الخلايا المبطنة للأمعاء وتنقل إلى مجرى الدم لتوزيعها على خلايا الجسم.

° تستخدم خلايا الجسم بعد ذلك تفاعل الجفاف لتجميع المونومرات في بوليمرات جديدة تؤدي وظائف خاصة بنوع خلية معين.

يمكن بناء مجموعة متنوعة هائلة من البوليمرات من مجموعة صغيرة من المونومرات.

· تحتوي كل خلية على آلاف الأنواع المختلفة من الجزيئات الكبيرة.

° تختلف هذه الجزيئات باختلاف خلايا الشخص نفسه. وهي تختلف أكثر بين الأفراد غير المرتبطين من النوع ، وحتى أكثر بين الأنواع.

· يأتي هذا التنوع من مجموعات مختلفة من 40-50 مونومرات شائعة وبعضها الآخر الذي نادر الحدوث.

° يمكن توصيل هذه المونومرات في العديد من التركيبات ، تمامًا كما يمكن استخدام الحروف 26 في الأبجدية لإنشاء تنوع كبير في الكلمات.

المفهوم 5.2 تستخدم الكربوهيدرات كوقود ومواد بناء

· الكربوهيدرات تشمل السكريات والبوليمرات الخاصة بها.

أبسط الكربوهيدرات هي السكريات الأحادية أو السكريات البسيطة.

· السكريات الثنائية ، أو السكريات المزدوجة ، تتكون من سكرين أحاديين مرتبطين بتفاعل تكثيف.

· السكريات المتعددة عبارة عن بوليمرات للعديد من السكريات الأحادية.

السكريات ، أصغر الكربوهيدرات ، تعمل كوقود ومصدر للكربون.

· السكريات الأحادية تحتوي الصيغ الجزيئية بشكل عام على بعض مضاعفات وحدة CH2O.

° على سبيل المثال ، الجلوكوز له الصيغة C6H12O6.

· السكريات الأحادية لها مجموعة كربونيل (& gtC = O) ومجموعات هيدروكسيل متعددة (-OH).

° اعتمادًا على موقع مجموعة الكاربونيل ، يكون السكر عبارة عن ألدوز أو كيتوز.

° تنتهي معظم أسماء السكريات بـ -ose.

° الجلوكوز ، والألدوز ، والفركتوز ، الكيتوز ، هما أيزومرات بنيوية.

· تُصنف السكريات الأحادية أيضًا حسب عدد الكربون في الهيكل الكربوني.

° الجلوكوز والسكريات الستة الكربونية الأخرى عبارة عن سداسيات.

° العمود الفقري المكون من خمسة كربون هو البنتوز ، والسكريات ثلاثية الكربون هي ثلاثيات.

· قد توجد السكريات الأحادية أيضًا كمواد متناهية الصغر.

° على سبيل المثال ، يختلف الجلوكوز والجلاكتوز ، وكلاهما جرعة من ستة كربون ، في الترتيب المكاني لأجزائهما حول الكربون غير المتماثل.

· تعد السكريات الأحادية ، وخاصة الجلوكوز ، وقودًا رئيسيًا للعمل الخلوي.

· تعمل أيضًا كمواد خام لتركيب المونومرات الأخرى ، مثل الأحماض الأمينية والأحماض الدهنية.

· بينما غالبًا ما يتم رسمها كهيكل عظمي خطي ، تشكل السكريات الأحادية في المحاليل المائية حلقات.

يمكن أن ينضم اثنان من السكريات الأحادية مع الارتباط الجليكوسيد لتشكيل أ سكر ثنائي عن طريق الجفاف.

° يتكون المالتوز ، سكر الشعير ، من خلال الانضمام إلى جزيئين من الجلوكوز.

° يتكون السكروز ، سكر المائدة ، من خلال الجمع بين الجلوكوز والفركتوز. السكروز هو وسيلة النقل الرئيسية للسكريات في النباتات.

° يتكون اللاكتوز ، سكر الحليب ، من خلال الجمع بين الجلوكوز والجالاكتوز.

السكريات المتعددة ، بوليمرات السكريات ، لها أدوار تخزينية وتركيبية.

· السكريات هي بوليمرات من مئات إلى آلاف من السكريات الأحادية المرتبطة بروابط جليكوسيدية.

· تستخدم بعض السكريات المتعددة للتخزين وتتحلل بالماء عند الحاجة إلى السكريات.

• السكريات الأخرى بمثابة مواد بناء للخلية أو الكائن الحي بأكمله.

· نشاء هو عديد السكاريد التخزين يتكون بالكامل من مونومرات الجلوكوز.

° يتم ربط معظم هذه المونومرات بواسطة روابط 1-4 (الكربون رقم 1 إلى الكربون رقم 4) بين جزيئات الجلوكوز.

° أبسط أشكال النشا ، الأميلوز ، غير متفرعة ويشكل اللولب.

° تكون الأشكال المتفرعة مثل الأميلوبكتين أكثر تعقيدًا.

· تخزن النباتات الفائض من الجلوكوز على شكل حبيبات نشاء داخل البلاستيدات ، بما في ذلك البلاستيدات الخضراء ، وسحبه حسب الحاجة للطاقة أو الكربون.

° الحيوانات التي تتغذى على النباتات ، وخاصة الأجزاء الغنية بالنشا ، لديها إنزيمات هضمية يمكنها تحلل النشا إلى جلوكوز.

· الحيوانات تخزن الجلوكوز في عديد السكاريد يسمى الجليكوجين.

° الجليكوجين شديد التشعب مثل الأميلوبكتين.

° يقوم البشر والفقاريات الأخرى بتخزين إمدادات يومية من الجليكوجين في الكبد والعضلات.

· السليلوز هو مكون رئيسي للجدار الصلب للخلايا النباتية.

° تنتج النباتات ما يقرب من مائة مليار طن من السليلوز سنويًا. إنه المركب العضوي الأكثر وفرة على الأرض.

- مثل النشا ، السليلوز عبارة عن بوليمر جلوكوز. ومع ذلك ، تختلف الروابط الجليكوسيدية في هذين البوليمرين.

° يعتمد الاختلاف على حقيقة أن هناك بالفعل بنيتين حلقتين مختلفتين قليلاً للجلوكوز.

° يختلف هذان الشكلان الحلقيان في ما إذا كانت مجموعة الهيدروكسيل المرتبطة بالكربون رقم 1 مثبتة أعلى (جلوكوز بيتا) أو أسفل (جلوكوز ألفا) مستوى الحلقة.

النشا هو عديد السكاريد من مونومرات ألفا جلوكوز.

السليلوز هو عديد السكاريد من مونومرات بيتا جلوكوز ، مما يجعل كل مونومر جلوكوز آخر مقلوبًا بالنسبة لجيرانه.

· الروابط المختلفة للجليكوسيد في النشا والسليلوز تعطي الجزيئين شكلين ثلاثي الأبعاد متميزين.

° بينما تشكل البوليمرات المبنية من جلوكوز ألفا هياكل حلزونية ، فإن البوليمرات المبنية بجلوكوز بيتا تشكل هياكل مستقيمة.

° تسمح الهياكل المستقيمة المبنية من جلوكوز بيتا لذرات H على خيط واحد بتكوين روابط هيدروجينية مع مجموعات OH على خيوط أخرى.

° في جدران الخلايا النباتية ، يتم تجميع جزيئات السليلوز المتوازية معًا بهذه الطريقة في وحدات تسمى الألياف الدقيقة ، والتي تشكل مواد بناء قوية للنباتات (وللإنسان ، مثل الخشب).

· لا تستطيع الإنزيمات التي تهضم النشا عن طريق التحلل المائي لروابط ألفا الخاصة به تحلل روابط بيتا في السليلوز.

° يمر السليلوز الموجود في الطعام البشري عبر الجهاز الهضمي ويتم التخلص منه في البراز على أنه "ألياف غير قابلة للذوبان".

° عندما ينتقل السليلوز عبر الجهاز الهضمي ، يخرق جدران الأمعاء ويحفز إفراز المخاط ، مما يساعد في مرور الطعام.

يمكن لبعض الميكروبات هضم السليلوز إلى مونومرات الجلوكوز من خلال استخدام إنزيمات السليلوز.

· العديد من الحيوانات العاشبة حقيقية النواة ، من الأبقار إلى النمل الأبيض ، لها علاقات تكافلية مع الميكروبات المحللة للخلايا ، مما يوفر للميكروبات والحيوان المضيف إمكانية الوصول إلى مصدر غني للطاقة.

° تستطيع بعض الفطريات أيضًا هضم السليلوز.

· عديد السكاريد الهيكلي المهم الآخر هو الكيتين تستخدم في الهياكل الخارجية للمفصليات (بما في ذلك الحشرات والعناكب والقشريات).

° يشبه الكيتين السليلوز ، إلا أنه يحتوي على ملحق يحتوي على النيتروجين في كل مونومر جلوكوز.

° الكيتين النقي مصنوع من الجلد ولكن يمكن تقويته بإضافة كربونات الكالسيوم.

كما يوفر الكيتين الدعم الهيكلي لجدران الخلايا للعديد من الفطريات.

مفهوم 5.3 الدهون هي مجموعة متنوعة من الجزيئات الكارهة للماء

· على عكس الجزيئات الكبيرة الأخرى ، لا تشكل الدهون بوليمرات.

· السمة الموحدة لـ الدهون هو أنهم جميعًا لديهم ألفة قليلة أو معدومة للمياه.

· هذا لأنها تتكون في الغالب من الهيدروكربونات التي تشكل روابط تساهمية غير قطبية.

· الدهون متنوعة للغاية في الشكل والوظيفة.

تخزن الدهون كميات كبيرة من الطاقة.

· على الرغم من أن الدهون ليست مجرد بوليمرات ، إلا أنها جزيئات كبيرة يتم تجميعها من جزيئات أصغر بواسطة تفاعلات الجفاف.

· أ سمين يتكون من نوعين من الجزيئات الأصغر: الجلسرين والأحماض الدهنية.

° الجلسرين عبارة عن كحول ثلاثي الكربون مع مجموعة هيدروكسيل مرتبطة بكل كربون.

° أ حمض دهني يتكون من مجموعة كربوكسيل مرتبطة بهيكل عظمي طويل من الكربون ، غالبًا ما يتراوح من 16 إلى 18 ذرة كربون.

° تجعل الروابط غير القطبية C-H في الهيكل الهيدروكربوني الطويل الدهون كارهة للماء.

° تنفصل الدهون عن الماء لأن جزيئات الماء الهيدروجين تترابط فيما بينها وتستبعد الدهون.

· في الدهون ، يتم ربط ثلاثة أحماض دهنية بالجلسرين عن طريق ارتباط استر ، مما يؤدي إلى تكوين أ ثلاثي الجلسرين ، أو الدهون الثلاثية.

· الأحماض الدهنية الثلاثة في الدهن يمكن أن تكون متشابهة أو مختلفة.

· قد تختلف الأحماض الدهنية في الطول (عدد الكربون) وفي عدد ومواقع الروابط المزدوجة.

° إذا لم يكن للحمض الدهني روابط ثنائية بين كربون وكربون ، فإن الجزيء يكون أ الأحماض الدهنية المشبعة، مشبعة بالهيدروجين في كل موضع ممكن.

° إذا كان للحمض الدهني واحد أو أكثر من الروابط المزدوجة بين الكربون والكربون والتي تكونت عن طريق إزالة ذرات الهيدروجين من الهيكل الكربوني ، فإن الجزيء يكون أحماض دهنية غير مشبعة.

· الأحماض الدهنية المشبعة عبارة عن سلسلة مستقيمة ، ولكن الحمض الدهني غير المشبع يتشابك أينما كان هناك رابطة مزدوجة.

· الدهون المصنوعة من الأحماض الدهنية المشبعة هي دهون مشبعة.

° معظم الدهون الحيوانية مشبعة.

° الدهون المشبعة صلبة في درجة حرارة الغرفة.

· الدهون المصنوعة من الأحماض الدهنية غير المشبعة هي دهون غير مشبعة.

° الدهون النباتية والأسماك سائلة في درجة حرارة الغرفة وتعرف بالزيوت.

° تمنع الالتواءات الناتجة عن الروابط المزدوجة الجزيئات من التعبئة بإحكام بما يكفي لتصلب في درجة حرارة الغرفة.

° تعني عبارة "زيوت نباتية مهدرجة" على الملصقات الغذائية أن الدهون غير المشبعة قد تم تحويلها صناعياً إلى دهون مشبعة بإضافة الهيدروجين.

§ زبدة الفول السوداني والسمن نباتي مهدرج لمنع الدهون من الانفصال عن الزيت.

- قد يساهم النظام الغذائي الغني بالدهون المشبعة في الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية (تصلب الشرايين) من خلال ترسبات البلاك.

° تنتج عملية هدرجة الزيوت النباتية الدهون المشبعة وكذلك الدهون غير المشبعة ذات الروابط المزدوجة المتحولة. تساهم جزيئات الدهون المتحولة هذه في تصلب الشرايين أكثر من الدهون المشبعة.

· الوظيفة الرئيسية للدهون هي تخزين الطاقة.

° يخزن غرام من الدهون أكثر من ضعف الطاقة التي يخزنها جرام من السكاريد مثل النشا.

° نظرًا لأن النباتات غير متحركة ، فإنها يمكن أن تعمل مع تخزين طاقة ضخم في شكل نشا. تستخدم النباتات الزيوت عندما يكون التشتت والتخزين المضغوط أمرًا مهمًا ، كما هو الحال في البذور.

° يجب أن تحمل الحيوانات مخزون الطاقة لديها وأن تستفيد من وجود خزان وقود أكثر إحكاما من الدهون.

° يخزن البشر والثدييات الأخرى الدهون كاحتياطي طاقة طويل الأمد في الخلايا الدهنية التي تنتفخ وتتقلص عند ترسيب الدهون أو سحبها من التخزين.

· تعمل الأنسجة الدهنية أيضًا على تبطين الأعضاء الحيوية ، مثل الكلى.

· يمكن أن تعمل طبقة من الدهون كعزل.

° هذه الطبقة تحت الجلد سميكة بشكل خاص في الحيتان والفقمات ومعظم الثدييات البحرية الأخرى.

الفسفوليبيدات هي المكونات الرئيسية لأغشية الخلايا.

· الفوسفوليبيد تحتوي على نوعين من الأحماض الدهنية المرتبطة بالجلسرين ومجموعة الفوسفات في المركز الثالث.

° تحمل مجموعة الفوسفات شحنة سالبة.

° قد يتم ربط مجموعات أصغر إضافية بمجموعة الفوسفات لتشكيل مجموعة متنوعة من الدهون الفوسفورية.

· تفاعل الفسفوليبيدات مع الماء معقد.

° ذيول الأحماض الدهنية كارهة للماء ، لكن مجموعة الفوسفات وملحقاتها تشكل رأسًا محبًا للماء.

· عند إضافة الدهون الفوسفورية إلى الماء ، فإنها تتجمع ذاتيًا في تجمعات مع ذيول كارهة للماء تشير إلى الداخل.

° يسمى هذا النوع من البنية بالميسيل.

· الفسفوليبيدات مرتبة كطبقة ثنائية على سطح الخلية.

° مرة أخرى ، توجد الرؤوس المحبة للماء على السطح الخارجي للطبقة الثنائية ، على اتصال مع المحلول المائي ، وتشير ذيول الكارهة للماء نحو الجزء الداخلي للطبقة الثنائية.

§ تشكل طبقة ثنائية الفسفوليبيد حاجزًا بين الخلية والبيئة الخارجية.

° تعتبر الفسفوليبيدات المكون الرئيسي لجميع أغشية الخلايا.

تشمل الستيرويدات الكوليسترول وهرمونات معينة.

· منشطات هي دهون ذات هيكل كربوني يتكون من أربع حلقات مصهورة.

يتم إنشاء المنشطات المختلفة عن طريق مجموعات وظيفية مختلفة مرتبطة بالحلقات.

· الكوليسترول ، الستيرويد المهم ، هو مكون في أغشية الخلايا الحيوانية.

· الكوليسترول هو أيضا البادئ الذي يتم من خلاله تصنيع جميع الستيرويدات الأخرى.

° العديد من هذه المنشطات الأخرى عبارة عن هرمونات ، بما في ذلك الهرمونات الجنسية للفقاريات.

- في حين أن الكوليسترول هو جزيء أساسي في الحيوانات ، إلا أن المستويات العالية من الكوليسترول في الدم قد تساهم في الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية.

· تؤثر الدهون المشبعة والدهون المتحولة تأثيرًا سلبيًا على الصحة من خلال التأثير على مستويات الكوليسترول في الدم.

تمتلك البروتينات العديد من الهياكل ، مما يؤدي إلى مجموعة واسعة من الوظائف

- تشكل البروتينات أكثر من 50٪ من الكتلة الجافة لمعظم الخلايا. إنها مفيدة في كل ما يفعله الكائن الحي تقريبًا.

° تشمل وظائف البروتين الدعم الهيكلي والتخزين والنقل والإشارات الخلوية والحركة والدفاع ضد المواد الغريبة.

° والأهم من ذلك ، تعمل إنزيمات البروتين مثل المحفزات في الخلايا ، تنظم عملية التمثيل الغذائي عن طريق تسريع التفاعلات الكيميائية بشكل انتقائي دون استهلاكها.

· يمتلك البشر عشرات الآلاف من البروتينات المختلفة ، ولكل منها بنية ووظيفة معينة.

· البروتينات هي الجزيئات الأكثر تعقيدًا من الناحية الهيكلية المعروفة.

° كل نوع من البروتين له شكل أو تشكل ثلاثي الأبعاد معقد.

جميع بوليمرات البروتين مصنوعة من نفس المجموعة المكونة من 20 مونومر من الأحماض الأمينية.

- تسمى بوليمرات البروتينات بولي ببتيدات.

· أ بروتين يتكون من واحد أو أكثر من عديد الببتيدات مطوية وملفوفة في شكل محدد.

الأحماض الأمينية هي المونومرات التي تتكون منها البروتينات.

· أحماض أمينية هي جزيئات عضوية مع كل من مجموعات الكربوكسيل والأمينية.

· يوجد في مركز الحمض الأميني ذرة كربون غير متماثلة تسمى كربون ألفا.

· أربعة مكونات متصلة بكربون ألفا: ذرة هيدروجين ، ومجموعة كربوكسيل ، ومجموعة أمينية ، ومجموعة R متغيرة (أو سلسلة جانبية).

° مجموعات R المختلفة تميز 20 حمضًا أمينيًا مختلفًا.

قد تكون مجموعات R بسيطة مثل ذرة الهيدروجين (كما في الحمض الأميني جلايسين) ، أو قد تكون هيكل عظمي كربوني مع مجموعات وظيفية مختلفة مرتبطة (كما هو الحال في الجلوتامين).

· تحدد الخواص الفيزيائية والكيميائية لمجموعة R الخصائص الفريدة لحمض أميني معين.

° تحتوي مجموعة واحدة من الأحماض الأمينية على مجموعات R كارهة للماء.

° مجموعة أخرى من الأحماض الأمينية لها مجموعات R قطبية محبة للماء.

° تشتمل المجموعة الثالثة من الأحماض الأمينية على المجموعات الوظيفية المشحونة (المتأينة) عند درجة الحموضة الخلوية.

§ بعض مجموعات R الحمضية سالبة الشحنة بسبب وجود مجموعة الكربوكسيل.

§ مجموعات R الأساسية لديها مجموعات أمينية موجبة المسئولة.

§ لاحظ أن جميع الأحماض الأمينية لها مجموعات كربوكسيل وأمينو. المصطلحات الحمضية والأساسية في هذا السياق تشير فقط إلى هذه المجموعات في مجموعات R.

· يتم ربط الأحماض الأمينية معًا عندما يؤدي تفاعل الجفاف إلى إزالة مجموعة الهيدروكسيل من نهاية الكربوكسيل لحمض أميني واحد وهيدروجين من مجموعة أمينية أخرى.

° تسمى الرابطة التساهمية الناتجة أ السندات الببتيد.

يؤدي تكرار العملية مرارًا وتكرارًا إلى إنشاء سلسلة بولي ببتيد.

° يوجد في أحد طرفيه حمض أميني مع مجموعة أمينية حرة (الطرف N) وفي الطرف الآخر يوجد حمض أميني مع مجموعة كربوكسيل حرة (الطرف C).

يتراوح حجم البولي ببتيدات من بضعة مونومرات إلى آلاف.

· يحتوي كل عديد ببتيد على تسلسل خطي فريد من الأحماض الأمينية.

يمكن تحديد تسلسل الأحماض الأمينية لبولي ببتيد.

حدد فريدريك سانجر وزملاؤه في جامعة كامبريدج تسلسل الأحماض الأمينية للأنسولين في الخمسينيات من القرن الماضي.

° استخدم سانجر إنزيمات هضم البروتين ومحفزات أخرى لتحليل الأنسولين في أماكن محددة.

° تم بعد ذلك فصل الأجزاء عن طريق تقنية تسمى اللوني.

° أدى التحلل المائي بواسطة عامل آخر إلى كسر البولي ببتيد في مواقع مختلفة ، مما أسفر عن مجموعة ثانية من الشظايا.

° استخدم سانجر طرقًا كيميائية لتحديد تسلسل الأحماض الأمينية في الأجزاء الصغيرة.

° بحث بعد ذلك عن مناطق متداخلة بين القطع التي تم الحصول عليها عن طريق التحلل المائي مع العوامل المختلفة.

° بعد سنوات من الجهد ، تمكنت Sanger من إعادة بناء الهيكل الأساسي الكامل للأنسولين.

° تم أتمتة معظم خطوات تسلسل عديد الببتيد.

يحدد تكوين البروتين وظيفة البروتين.

يتألف البروتين الوظيفي من عديد ببتيدات أو أكثر تم لفها وطيها ولفها في شكل فريد.

· إن ترتيب الأحماض الأمينية هو الذي يحدد الشكل ثلاثي الأبعاد للبروتين.

· يحدد الشكل المحدد للبروتين وظيفته.

عندما تصنع خلية بولي ببتيد ، فإن السلسلة تطوي بشكل تلقائي لتحمل التشكل الوظيفي لهذا البروتين.

· يتم تعزيز الطي بمجموعة متنوعة من الروابط بين أجزاء السلسلة ، والتي تعتمد بدورها على تسلسل الأحماض الأمينية.

° العديد من البروتينات كروية ، والبعض الآخر ليفي الشكل.

· في كل حالة تقريبًا ، تعتمد وظيفة البروتين على قدرته على التعرف على جزيء آخر والارتباط به.

° على سبيل المثال ، يرتبط الجسم المضاد بمادة غريبة معينة.

° يتعرف الإنزيم على ركيزة معينة ويرتبط بها ، مما يسهل التفاعل الكيميائي.

° ترتبط جزيئات الإشارات الطبيعية التي تسمى الإندورفين ببروتينات مستقبلات معينة على سطح خلايا الدماغ عند البشر ، مما يؤدي إلى الشعور بالنشوة وتخفيف الألم.

§ المورفين والهيروين والعقاقير الأفيونية الأخرى تحاكي الإندورفين لأنها متشابهة في الشكل ويمكن أن ترتبط بمستقبلات الإندورفين في الدماغ.

· وظيفة البروتين هي خاصية ناشئة ناتجة عن ترتيبها الجزيئي المحدد.

· ثلاثة مستويات من البنية - الهياكل الأولية والثانوية والثالثية - تنظم الطي داخل عديد ببتيد واحد.

· تنشأ البنية الرباعية عندما يتحد اثنان أو أكثر من عديد الببتيدات لتكوين بروتين.

· ال الهيكل الأساسي البروتين هو تسلسله الفريد من الأحماض الأمينية.

° يتكون الليزوزيم ، وهو إنزيم يهاجم البكتيريا ، من 129 حمضًا أمينيًا.

° يتم تحديد البنية الأولية الدقيقة للبروتين من خلال المعلومات الجينية الموروثة.

· حتى التغيير الطفيف في البنية الأولية يمكن أن يؤثر على شكل البروتين وقدرته على العمل.

° استبدال أحد الأحماض الأمينية (فالين) بالحمض الطبيعي (حمض الجلوتاميك) في موضع معين في التركيب الأساسي للهيموجلوبين ، وهو البروتين الذي يحمل الأكسجين في خلايا الدم الحمراء ، يمكن أن يسبب مرض الخلايا المنجلية ، وهو اضطراب دم وراثي .

° تتبلور الهيموجلوبين غير الطبيعي ، مما يؤدي إلى تشويه خلايا الدم الحمراء إلى شكل منجل ويسد الشعيرات الدموية.

· تحتوي معظم البروتينات على أجزاء من سلاسل البولي ببتيد الخاصة بها ملفوفة أو مطوية بشكل متكرر.

· يشار إلى هذه الملفات والطيات باسم الهيكل الثانوي وينتج عن الروابط الهيدروجينية بين المكونات المتكررة للعمود الفقري متعدد الببتيد.

° ذرة الهيدروجين الموجبة ضعيفًا المرتبطة بذرة النيتروجين لها ألفة لذرة الأكسجين في رابطة الببتيد القريبة.

° كل رابطة هيدروجينية ضعيفة ، لكن مجموع العديد من الروابط الهيدروجينية يعمل على استقرار بنية جزء من البروتين.

· الهياكل الثانوية النموذجية هي ملفات (حلزون ألفا) أو طيات (صفائح مطوية بيتا).

· تعود الخواص التركيبية للحرير إلى صفائح مطوية بيتا.

° وجود الكثير من الروابط الهيدروجينية يجعل كل ألياف حريرية أقوى من خيط فولاذي له نفس الوزن.

· الهيكل الثالث يتم تحديده من خلال التفاعلات بين مجموعات R المختلفة.

° تتضمن هذه التفاعلات روابط هيدروجينية بين المناطق القطبية و / أو المشحونة ، والروابط الأيونية بين مجموعات R المشحونة ، و التفاعلات الطاردة للماء وتفاعلات van der Waals بين مجموعات R.

° بينما تكون هذه التفاعلات الثلاثة ضعيفة نسبيًا ، تسمى الروابط التساهمية القوية جسور ثاني كبريتيد التي تتشكل بين مجموعات السلفهيدريل (SH) لاثنين من مونومرات السيستين تعمل على برشام أجزاء من البروتين معًا.

· هيكل رباعي ينتج عن تجميع وحدتين أو أكثر من الوحدات الفرعية متعددة الببتيد.

° الكولاجين هو بروتين ليفي من ثلاثة عديدات ببتيدات ملفوفة بشكل كبير مثل الحبل.

§ يوفر هذا قوة هيكلية لدور الكولاجين في النسيج الضام.

° الهيموغلوبين هو بروتين كروي له بنية رباعية.

§ تتكون من أربع وحدات فرعية متعددة الببتيد: سلسلتان من نوع ألفا وسلسلتان من سلسلة بيتا.

§ يتكون كلا النوعين من الوحدات الفرعية بشكل أساسي من بنية ثانوية ألفا حلزونية.

° تحتوي كل وحدة فرعية على مكون هيم غير ببتيد مع ذرة حديد تربط الأكسجين.

· ما هي العوامل الرئيسية التي تحدد تكوين البروتين؟

· يمكن لسلسلة بولي ببتيد لتسلسل حمض أميني معين أن ترتب نفسها تلقائيًا في شكل ثلاثي الأبعاد تحدده التفاعلات المسؤولة عن البنية الثانوية والثالثية وتحافظ عليها.

° يحدث الطي أثناء تصنيع البروتين داخل الخلية.

· ومع ذلك ، يعتمد تكوين البروتين أيضًا على الظروف الفيزيائية والكيميائية لبيئة البروتين.

° يمكن للتغييرات في الأس الهيدروجيني أو تركيز الملح أو درجة الحرارة أو عوامل أخرى أن تنهار أو تفسد بروتين.

° تعطل هذه القوى الروابط الهيدروجينية والروابط الأيونية وجسور ثاني كبريتيد التي تحافظ على شكل البروتين.

· تتشوه معظم البروتينات إذا تم نقلها إلى مذيب عضوي. تنعكس سلسلة البولي ببتيد بحيث تتجه مناطقها الكارهة للماء نحو الخارج باتجاه المذيب.

· يمكن أن يحدث التمسخ أيضًا بسبب الحرارة ، مما يؤدي إلى تعطيل التفاعلات الضعيفة التي تعمل على استقرار التشكل.

° هذا ما يفسر سبب تسبب الحمى الشديدة في الوفاة. تتشوه البروتينات في الدم بسبب ارتفاع درجات حرارة الجسم.

يمكن لبعض البروتينات أن تعود إلى شكلها الوظيفي بعد تمسخها ، لكن البعض الآخر لا يستطيع ذلك ، خاصة في بيئة الخلية المزدحمة.

يعرف علماء الكيمياء الحيوية الآن تسلسل الأحماض الأمينية لأكثر من 875000 بروتين والأشكال ثلاثية الأبعاد لحوالي 7000.

° ومع ذلك ، لا يزال من الصعب التنبؤ بتكوين البروتين من هيكله الأساسي وحده.

· يبدو أن معظم البروتينات تمر بعدة مراحل وسيطة قبل أن تصل إلى تكوينها "الناضج".

· طي العديد من البروتينات يساعد على ذلك وصيحات أو البروتينات المرافقة.

° لا تحدد Chaperonins البنية النهائية لعديد ببتيد بل تعمل على عزل البولي ببتيد وحمايته أثناء طيه تلقائيًا.

· في الوقت الحاضر ، يستخدم العلماء البلورات بالأشعة السينية لتحديد تكوين البروتين.

· تتطلب هذه التقنية تكوين بلورة من البروتين قيد الدراسة.

· يمكن استخدام نمط حيود الأشعة السينية بواسطة ذرات البلورة لتحديد موقع الذرات وبناء نموذج حاسوبي لهيكلها.

· تم تطبيق التحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي النووي (NMR) مؤخرًا على هذه المشكلة.

° لا تتطلب هذه الطريقة تبلور البروتين.

تخزن الأحماض النووية المفهوم 5.5 وتنقل المعلومات الوراثية

· تمت برمجة تسلسل الأحماض الأمينية لعديد ببتيد بواسطة وحدة وراثة تعرف باسم a الجين.

· يتكون الجين من DNA ، وهو بوليمر يعرف باسم a حمض نووي.

هناك نوعان من الأحماض النووية: RNA و DNA.

· هناك نوعان من الأحماض النووية: الحمض النووي الريبي (RNA) والحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (DNA).

° هذه هي الجزيئات التي تسمح للكائنات الحية بإعادة إنتاج مكوناتها المعقدة من جيل إلى جيل.

يوفر الحمض النووي التوجيهات لتكرارها الخاص.

· يقوم الدنا أيضًا بتوجيه عملية تخليق الحمض النووي الريبي ، ومن خلال الحمض النووي الريبي ، يتحكم في تخليق البروتين.

· الكائنات الحية ترث الحمض النووي من والديها.

° كل جزيء DNA طويل جدًا ، ويتكون من مئات إلى آلاف الجينات.

° قبل أن تتكاثر الخلية عن طريق الانقسام ، يتم نسخ حمضها النووي. ثم يتم تمرير النسخ إلى الجيل التالي من الخلايا.

· While DNA encodes the information that programs all the cell’s activities, it is not directly involved in the day-to-day operations of the cell.

° Proteins are responsible for implementing the instructions contained in DNA.

· Each gene along a DNA molecule directs the synthesis of a specific type of messenger RNA molecule (mRNA).

· The mRNA molecule interacts with the cell’s protein-synthesizing machinery to direct the ordering of amino acids in a polypeptide.

· The flow of genetic information is from DNA -> RNA -> protein.

· Protein synthesis occurs on cellular structures called ribosomes.

· In eukaryotes, DNA is located in the nucleus, but most ribosomes are in the cytoplasm. mRNA functions as an intermediary, moving information and directions from the nucleus to the cytoplasm.

· Prokaryotes lack nuclei but still use RNA as an intermediary to carry a message from DNA to the ribosomes.

A nucleic acid strand is a polymer of nucleotides.

· Nucleic acids are polymers made of النوكليوتيدات مونومرات.

· Each nucleotide consists of three parts: a nitrogenous base, a pentose sugar, and a phosphate group.

· The nitrogen bases are rings of carbon and nitrogen that come in two types: البيورينات و pyrimidines.

° Pyrimidines have a single six-membered ring.

§ There are three different pyrimidines: cytosine (C), thymine (T), and uracil (U).

° Purines have a six-membered ring joined to a five-membered ring.

§ The two purines are adenine (A) and guanine (G).

· The pentose joined to the nitrogen base is ريبوز in nucleotides of RNA and ديوكسيريبوز في الحمض النووي.

° The only difference between the sugars is the lack of an oxygen atom on carbon two in deoxyribose.

° Because the atoms in both the nitrogenous base and the sugar are numbered, the sugar atoms have a prime after the number to distinguish them.

° Thus, the second carbon in the sugar ring is the 2’ (2 prime) carbon and the carbon that sticks up from the ring is the 5’ carbon.

° The combination of a pentose and a nitrogenous base is a nucleoside.

· The addition of a phosphate group creates a nucleoside monophosphate or nucleotide.

· Polynucleotides are synthesized when adjacent nucleotides are joined by covalent bonds called phosphodiester linkages that form between the —OH group on the 3’ of one nucleotide and the phosphate on the 5’ carbon of the next.

° This creates a repeating backbone of sugar-phosphate units, with appendages consisting of the nitrogenous bases.

· The two free ends of the polymer are distinct.

° One end has a phosphate attached to a 5’ carbon this is the 5’ end.

° The other end has a hydroxyl group on a 3’ carbon this is the 3’ end.

· The sequence of bases along a DNA or mRNA polymer is unique for each gene.

° Because genes are normally hundreds to thousands of nucleotides long, the number of possible base combinations is virtually limitless.

· The linear order of bases in a gene specifies the order of amino acids—the primary structure—of a protein, which in turn determines three-dimensional conformation and function.

Inheritance is based on replication of the DNA double helix.

· An RNA molecule is a single polynucleotide chain.

· DNA molecules have two polynucleotide strands that spiral around an imaginary axis to form a الحلزون المزدوج.

° The double helix was first proposed as the structure of DNA in 1953 by James Watson and Francis Crick.

· The sugar-phosphate backbones of the two polynucleotides are on the outside of the helix.

° The two backbones run in opposite 5’ -> 3’ directions from each other, an arrangement referred to as antiparallel.

· Pairs of nitrogenous bases, one from each strand, connect the polynucleotide chains with hydrogen bonds.

· Most DNA molecules have thousands to millions of base pairs.

· Because of their shapes, only some bases are compatible with each other.

° Adenine (A) always pairs with thymine (T) and guanine (G) with cytosine (C).

· With these base-pairing rules, if we know the sequence of bases on one strand, we know the sequence on the opposite strand.

° The two strands are complementary.

· Prior to cell division, each of the strands serves as a template to order nucleotides into a new complementary strand.

° This results in two identical copies of the original double-stranded DNA molecule, which are then distributed to the daughter cells.

· This mechanism ensures that a full set of genetic information is transmitted whenever a cell reproduces.

We can use DNA and proteins as tape measures of evolution.

· Genes (DNA) and their products (proteins) document the hereditary background of an organism.

· Because DNA molecules are passed from parents to offspring, siblings have greater similarity in their DNA and protein than do unrelated individuals of the same species.

· This argument can be extended to develop a “molecular genealogy” to relationships between species.

· Two species that appear to be closely related based on fossil and molecular evidence should also be more similar in DNA and protein sequences than are more distantly related species.

§ For example, if we compare the sequence of 146 amino acids in a hemoglobin polypeptide, we find that humans and gorillas differ in just 1 amino acid.


Importance of Carbohydrates

Carbohydrates are a major class of biological macromolecules that are an essential part of our diet and provide energy to the body.

أهداف التعلم

Describe the benefits provided to organisms by carbohydrates

الماخذ الرئيسية

النقاط الرئيسية

  • Carbohydrates provide energy to the body, particularly through glucose, a simple sugar that is found in many basic foods.
  • Carbohydrates contain soluble and insoluble elements the insoluble part is known as fiber, which promotes regular bowel movement, regulates the rate of consumption of blood glucose, and also helps to remove excess cholesterol from the body.
  • As an immediate source of energy, glucose is broken down during the process of cellular respiration, which produces ATP, the energy currency of the cell.
  • Since carbohydrates are an important part of the human nutrition, eliminating them from the diet is not the best way to lose weight.

الشروط الاساسية

  • الكربوهيدرات: A sugar, starch, or cellulose that is a food source of energy for an animal or plant a saccharide.
  • الجلوكوز: سكاريد أحادي بسيط (سكر) مع الصيغة الجزيئية لـ C6H12O6 وهو مصدر رئيسي للطاقة لعملية التمثيل الغذائي الخلوي
  • ATP: A nucleotide that occurs in muscle tissue, and is used as a source of energy in cellular reactions, and in the synthesis of nucleic acids. ATP is the abbreviation for adenosine triphosphate.

فوائد الكربوهيدرات

Biological macromolecules are large molecules that are necessary for life and are built from smaller organic molecules. One major class of biological macromolecules are carbohydrates, which are further divided into three subtypes: monosaccharides, disaccharides, and polysaccharides. تعتبر الكربوهيدرات ، في الواقع ، جزءًا أساسيًا من نظامنا الغذائي ، فالحبوب والفواكه والخضروات كلها مصادر طبيعية للكربوهيدرات. Importantly, carbohydrates provide energy to the body, particularly through glucose, a simple sugar that is a component of starch and an ingredient in many basic foods.

الكربوهيدرات: Carbohydrates are biological macromolecules that are further divided into three subtypes: monosaccharides, disaccharides, and polysaccharides. Like all macromolecules, carbohydrates are necessary for life and are built from smaller organic molecules.

Carbohydrates in Nutrition

Carbohydrates have been a controversial topic within the diet world. People trying to lose weight often avoid carbs, and some diets completely forbid carbohydrate consumption, claiming that a low-carb diet helps people to lose weight faster. However, carbohydrates have been an important part of the human diet for thousands of years artifacts from ancient civilizations show the presence of wheat, rice, and corn in our ancestors’ storage areas.

Carbohydrates should be supplemented with proteins, vitamins, and fats to be parts of a well-balanced diet. من ناحية السعرات الحرارية ، يوفر جرام الكربوهيدرات 4.3 كيلو كالوري. In comparison, fats provide 9 Kcal/g, a less desirable ratio. Carbohydrates contain soluble and insoluble elements the insoluble part is known as fiber, which is mostly cellulose. Fiber has many uses it promotes regular bowel movement by adding bulk, and it regulates the rate of consumption of blood glucose. تساعد الألياف أيضًا على إزالة الكوليسترول الزائد من الجسم. Fiber binds and attaches to the cholesterol in the small intestine and prevents the cholesterol particles from entering the bloodstream. Then cholesterol exits the body via the feces. الأنظمة الغذائية الغنية بالألياف لها دور وقائي في الحد من الإصابة بسرطان القولون. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الوجبة التي تحتوي على الحبوب الكاملة والخضروات تعطي شعوراً بالامتلاء. As an immediate source of energy, glucose is broken down during the process of cellular respiration, which produces adenosine triphosphate (ATP), the energy currency of the cell. Without the consumption of carbohydrates, the availability of “instant energy” would be reduced. Eliminating carbohydrates from the diet is not the best way to lose weight. A low-calorie diet that is rich in whole grains, fruits, vegetables, and lean meat, together with plenty of exercise and plenty of water, is the more sensible way to lose weight.


How Macromolecules Come Together: Hydrolysis & Condensation Reactions

Biopolymers can be built from constituent monomers or broken down into constituent monomers through the process of anabolism or catabolism, respectively. Condensation reactions are the chemical process by which two molecules are joined with the loss of water, and is the process by which carbohydrates, proteins, nucleic acids, and proteins are synthesized from simpler subunits. Because water is lost, this process can also be called التوليف الجفاف.

A-H + B-OH → A-B + H2ا

Hydrolysis reactions are those in which ال addition of water allows for essentially to the opposite process of condensation to occur, thereby cleaving a larger molecule into smaller substituent molecules.


What is polysaccharide in biology?

أمثلة include storage polysaccharides such as starch and glycogen, and structural polysaccharides such as cellulose and chitin.

  • Starch purpose. طاقة.
  • Glycogen purpose. Store glucose.
  • Chitin purpose. بنية.
  • Cellulose purpose. Structure and dietary fiber.
  • Starch is found.. In blood stream and cells.
  • Glycogen is found.. In liver and muscle cells.
  • Chitin is found.. In cell walls.
  • Cellulose is found.. In plant cell walls.

Also know, what is polysaccharide used for?

أ عديد السكاريد is a long-chain carbohydrate made up of smaller carbohydrates called monosaccharides that's typically استعمل من قبل our bodies for energy or to help with cellular structure. Each monosaccharide is connected together via glycosidic bonds to form the عديد السكاريد.

What is a monosaccharide in biology?

اسم. plural: السكريات الأحادية. mon·o·sac·cha·ride, [ˈm?.n??ˈsæk. a?d] (biochemistry) A simple sugar that constitutes the building blocks of a more complex form of sugars such as oligosaccharides and polysaccharides examples are fructose, glucose, and ribose.


Polysaccharide Structure Depends on the Type of Glycosidic Bonds

الشكل 6. Common polysaccharides. Plant starch (e.g. amylose) and glycogen are composed of ألفا -D-glucose subunits linked through ألفا glycosidic bonds. Starch is an unbranched polymer, whereas glycogen is branched, with 1 -> 6 linkages. Cellulose is composed of بيتا -D-glucose subunits linked through بيتا glycosidic bonds.

Polysaccharides are composed of linear chains of many molecules of glucose linked via glycosidic bonds (Figure 6). Glycogen and starch are composed of ألفا-D-glucoses linked through ألفا glycosidic bonds between carbons 1 and 4 of glucose (referred to as a 1 -> 4 linkage). In addition, some polysaccharides (e.g. glycogen) have additional ألفا glycosidic bonds between carbons 1 and 6 of glucose (referred to as a 1 -> 6 linkage), resulting in a branched polysaccharide. In plants there are both branched and unbranched polysaccharides (e.g. amylopectin and amylose, respectively). Cellulose is an unbranched, long chain of glucose molecules linked by glycosidic bonds, however, the bonds are بيتا glycosidic bonds between carbons 1 and 4 of glucose. The resulting structure of cellulose is rigid and cellulose can aggregate to form microfibrils (a major component of the plant cell wall). Although both plant starch and cellulose are polymers of glucose, mammals can only use starch as a source of nutrition. Mammals lack the enzyme required to cleave the بيتا glycosidic bonds of cellulose, however, they do possess the enzymes that can cleave the ألفا glycosidic bonds of starch.


السكريات

A long chain of monosaccharides linked by glycosidic bonds is known as a عديد السكاريد (poly– = “many”). قد تكون السلسلة متفرعة أو غير متفرعة ، وقد تحتوي على أنواع مختلفة من السكريات الأحادية. The molecular weight may be 100,000 daltons or more depending on the number of monomers joined. النشا ، الجليكوجين ، السليلوز ، والكيتين هي أمثلة أساسية على السكريات.

Starch is the stored form of sugars in plants and is made up of a mixture of amylose and amylopectin (both polymers of glucose). Plants are able to synthesize glucose, and the excess glucose, beyond the plant’s immediate energy needs, is stored as starch in different plant parts, including roots and seeds. The starch in the seeds provides food for the embryo as it germinates and can also act as a source of food for humans and animals. The starch that is consumed by humans is broken down by enzymes, such as salivary amylases, into smaller molecules, such as maltose and glucose. يمكن للخلايا بعد ذلك امتصاص الجلوكوز.

Starch is made up of glucose monomers that are joined by α 1-4 أو α 1-6 روابط جليكوسيدية. تشير الأرقام 1-4 و1-6 إلى عدد الكربون للمتبقيين اللذين انضمتا لتشكيل الرابطة. As illustrated in Figure 6, amylose is starch formed by unbranched chains of glucose monomers (only α 1-4 linkages), whereas amylopectin is a branched polysaccharide (α 1-6 وصلات في نقاط الفرع).

Figure 6. Amylose and amylopectin are two different forms of starch. Amylose is composed of unbranched chains of glucose monomers connected by α 1,4 glycosidic linkages. Amylopectin is composed of branched chains of glucose monomers connected by α 1,4 and α 1,6 glycosidic linkages. Because of the way the subunits are joined, the glucose chains have a helical structure. Glycogen (not shown) is similar in structure to amylopectin but more highly branched.

الجليكوجين is the storage form of glucose in humans and other vertebrates and is made up of monomers of glucose. الجليكوجين هو المكافئ الحيواني للنشا وهو جزيء شديد التشعب يتم تخزينه عادة في خلايا الكبد والعضلات. Whenever blood glucose levels decrease, glycogen is broken down to release glucose in a process known as glycogenolysis.

السليلوز is the most abundant natural biopolymer. The cell wall of plants is mostly made of cellulose this provides structural support to the cell. الخشب والورق في الغالب من السليلوز في الطبيعة. Cellulose is made up of glucose monomers that are linked by β 1-4 glycosidic bonds (Figure 7).

Figure 7. In cellulose, glucose monomers are linked in unbranched chains by β 1-4 glycosidic linkages. Because of the way the glucose subunits are joined, every glucose monomer is flipped relative to the next one resulting in a linear, fibrous structure.

As shown in Figure 7, every other glucose monomer in cellulose is flipped over, and the monomers are packed tightly as extended long chains. وهذا يعطي السليلوز صلابة وقوة شد عالية - وهو أمر مهم جدًا للخلايا النباتية. While the β 1-4 linkage cannot be broken down by human digestive enzymes, herbivores such as cows, koalas, buffalos, and horses are able, with the help of the specialized flora in their stomach, to digest plant material that is rich in cellulose and use it as a food source. In these animals, certain species of bacteria and protists reside in the rumen (part of the digestive system of herbivores) and secrete the enzyme cellulase. The appendix of grazing animals also contains bacteria that digest cellulose, giving it an important role in the digestive systems of ruminants. يمكن أن تحلل السليولوز السليلوز إلى مونومرات جلوكوز يمكن للحيوان استخدامها كمصدر للطاقة. النمل الأبيض قادر أيضًا على تكسير السليلوز بسبب وجود كائنات حية أخرى في أجسامها تفرز السليلوز.

Figure 8. Insects have a hard outer exoskeleton made of chitin, a type of polysaccharide.

تؤدي الكربوهيدرات وظائف مختلفة في الحيوانات المختلفة. Arthropods (insects, crustaceans, and others) have an outer skeleton, called the exoskeleton, which protects their internal body parts (as seen in the bee in Figure 8).

This exoskeleton is made of the biological macromolecule chitin, which is a polysaccharide-containing nitrogen. It is made of repeating units of N-acetyl-β-d-glucosamine, a modified sugar. Chitin is also a major component of fungal cell walls fungi are neither animals nor plants and form a kingdom of their own in the domain Eukarya.

In Summary: Structure and Function of Carbohydrates

Carbohydrates are a group of macromolecules that are a vital energy source for the cell and provide structural support to plant cells, fungi, and all of the arthropods that include lobsters, crabs, shrimp, insects, and spiders. Carbohydrates are classified as monosaccharides, disaccharides, and polysaccharides depending on the number of monomers in the molecule. Monosaccharides are linked by glycosidic bonds that are formed as a result of dehydration reactions, forming disaccharides and polysaccharides with the elimination of a water molecule for each bond formed. Glucose, galactose, and fructose are common monosaccharides, whereas common disaccharides include lactose, maltose, and sucrose. Starch and glycogen, examples of polysaccharides, are the storage forms of glucose in plants and animals, respectively. The long polysaccharide chains may be branched or unbranched. Cellulose is an example of an unbranched polysaccharide, whereas amylopectin, a constituent of starch, is a highly branched molecule. Storage of glucose, in the form of polymers like starch of glycogen, makes it slightly less accessible for metabolism however, this prevents it from leaking out of the cell or creating a high osmotic pressure that could cause excessive water uptake by the cell.


شاهد الفيديو: Difference between Bacterial u0026 Human Ribosome يعني ايه 50 و30 يبقوا 70 (ديسمبر 2022).