التركيب الكيميائي لآجسام الكائنات الحية - الكربوهيدرات والليبيدات

تعلم أن تركيب أجسام الكائنات الحية يأتي في مستويات متدرجة فهناك الأجهزة System فالاعضاء organs يليها الانسجة tissues والخلايا Cells ثم العضيات Organelles

وإذا ما تتبعنا هذا التسلسل التركيبي للكائنات الحية , نجد أن خلايا الكائن الحي تتكون من جزيئات عضوية وجزيئات عضوية , يتكون كل منها من ذرات .

الجزيئات العضوية في الكائنات الحية مثل : الكربوهيدرات Carohydrates والدهون Lipids والبروتينات Proteins والأحماض النووية Nucleic acids هي جزيئات كبيرة الحجم تحتوي علي الكربون , والهيدروجين بشكل أساسي , وتسمي الجزيئات البيولوجية الكبيرة Biological Macromolecules , أما الجزيئات غير العضوية مثل : الماء والأملاح , فلا يشترط أن تحتوي علي ذرات الكربون .

استخدم مفتاح الألوان المرفق بالشكل 2 لتتعرف علي عضيات الخلية التي تتكون من : ( كربوهيدرات - ليبيدات - بروتينات - أحماض نووية )

لاحظ - لتري أن كل من الكربوهيدرات , والليبيدات , والبروتينات , والأحماض النووية , تتكون من وحدات  , تتكون بدورها من وحدات أصغر . حدد الوحدات التي تتكون منها كل الجزيئات الكبيرة الأربعة ( البروتينات - الأحماض النووية - الكربوهيدرات - الليبيدات )

الجزيئات اللبولوجية الكبيرة Biological Macromolecules :

هي مركبات عضوية كبيرة الحجم تتكون من جزيئات أصغر حجما منها , تحتوي هذه المركبات جميعا علي عنصر الكربون , وهي مركبات ضرورية جدا لحياة الكائنات الحية .

الكيمياء الحيوية Biochemistry :  العلم الذي يهتم بدراسة كيمياء الكائنات الحية .

يطلق علي معظم الجزيئات الحيوية الكبيرة لفظ بوليمرات Polymers , وهي تتكون باتحاد جزيئات أصغر منها تسمي المونيمترات Monomers عن طريق عملية تسمي البلمرة Polymerization 

تقسم الجزيئات البيولوجية الكبيرة حسب تركيبها الجزيئي والوظائف التي تقوم بها إلي أربع مجموعات :

الكربوهيدرات Carbohydrates :

جزيئات بيولوجية كبيرة , تتشكل من عدة جزيئات أصغر تسمي مونيمرات Monomers . وتشمل الكربوهيدرات : السكريات والنشويات والألياف . ويعبر عنها بالصيغة العامة  (CH2O)  ومنها يتضح أنها تتكون من ذرات  الكربون C , والهيدروجين H , والأكسجين O , بنسبة 1 :2 :1

أهمية الكربوهيدرات :

* الكربوهيدرات والحصول علي الطاقة : تعتبر الكربوهيدرات من المصادر الأساسية والسريعة للحصول علي الطاقة .

* الكربوهيدرات وتخزين الطاقة : تستخدم الكربوهيدرات لتخزين الطاقة في الكائنات الحية لحين الحاجة إليها , فتخزن النباتات الكربوهيدرات في صورة نشا , وتخزن الكربوهيدرات في جسم الإنسان والحيوان في صورة جليكوجين في الكبد والعضلات .

* الكربوهيدرات وبناء الخلايا : الكربوهيدرات مكون أساسي لبعض أجزاء الخلية مثل : السليلوز في جدر الخلايا النباتية , وتوجد أيضا في الأغشية الخلوية وفي بروتوبلازم الخلايا .

* التركيب الجزيئي للكربوهيدرات :

توجد عدة طرق لتصنيف الكربوهيدرات , وبعض هذه التصنيفات تقوم علي أساس التركيب الجزيئي لها , فيتم تقسيمها إلي : 

- أولا : السكريات البسيطة Simple Sugars :

تركيبها الكيميائي إما أن يتكون من جزئ واحد فقط , واحد فقط , وتسمي سكريات أحادية Monoscchrides أو يتكون من اتحاد جزيئين من السكريات الأحادية معا لتكوين جزئ من السكريات الثنائية Disacchrides .

* سكريات أحادية Monosacchaides :

أبسط أنواع السكريات , تتكون من جزئ واحد فقط , يتكون هذا الجزئ من سلسلة من ذرات الكربون يتصل بكل منها الأكسجين والهيدروجين بطريقة معينة , وعدد ذرات الكربون في السكريات الأحادية يترواح من 3:6  ذرات .

من أمثلة السكريات الأحادية :  الجلوكوز  Glucose , الفركتوز Fructose , الجالاكتوز Galactose , والريبوز Ribose .

* سكريات ثنائية Disaccharides :

يتحد جزيئان من السكريات الأحادية معا لتكوين جزئ سكر ثنائي . زمن أمثلة السكريات الثنائية السكروز Sucrose  (سكر القصب) ويتكون من جزئ جلوكوز ( سكر العنب) وجزئ فركتوز ( سكر الفواكه) مرتبطين معا - كما بالشكل - مرتبطين معا -كما بالشكل : وسكر اللاكتوز , وسكر المالتوز Maltose ( سكر الشعير) الذي يتكون من جزيئين من الجلوكوز .

والسكريات البسيطة عموما قابلة للذوبان في الماء , ولها وزن جزيئي منخفض وتتميز عادة بطعم حلو .

* دور السكريات الأحادية في عمليات إنتاج الطاقة داخل خلايا الكائنات الحية :

تحصل الكائنات الحية علي الطاقة المختزنة في المواد الكربوهيدراتية عندما يتم أكسدة الجلوكوز داخل الخلايا ( الميتوكوندريا) وتنطلق الطاقة المختزنة في الروابط الكيميائية لتخزن في مركبات تسمي أدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP) هذا المركب ينتقل إلي أماكن أخري في الخلية لاستخدام الطاقة المختزنة فيه في جميع العمليات الحيوية في الخلية .

ثانيا : السكريات المعقدة  Complex Sugars :

هي سكريات عديدة Polysacchrides تتكون من السكريات الأحادية , ومن أمثلة السكريات العديدة النشا Starch , والسليلوز Cellulose , والجليكوجين Glycgen , وكل منهم يتكون من جزيئات جلوكوز متحدة مع بعضها , وتتميز السكريات المعقدة بأنها غير قابلة للذوبان في الماء , ولها وزن جزيئي عال , وليس لها طعم حلو