توضیحات علم بیوشیمی

علم بیوشیمی

بيو شيمي

بيو شيمي علم مربوط به ترکيب اجزاء و ساختار مواد موجود در سيستم هاي زنده و واکنشهاي شيميايي انجام شده در اين سيستم هاست .طي چهل سال اخير پيشرفتهاي مهمي در اين از شاخه از علم شيمي صورت گرفته است در اين مطلب و مطالب بعدي به اين شاخه از علم شيمي مي پردازيم
آب جزء اصلي تشکيل دهنده ساختار بدن موجودات است کمی درصد مواد معدني
بقيه ترکيبات آلي با ساختار پيچيد ه است
پروتئين ها
ماکرو مولکولهايي تشکيل شده از الفا-آمينواسيدها هستند تمام الفا-آمينواسيدها ها جز گليسيرين داراي ايزومر نوري اند در پروتئين ها واحد هاي الفا-آمينواسيدها به وسيله اتصالهايي موسوم به اتصالهاي پپتيدي به هم وصل شده اند و زنجيره پلي پپتيدي ايجاد کرده اند .

پليساکاريدها ، پليمر منوساکاريدها هستند. از نظر تنوع در ساختمان ممکن آنها ، بخصوص در اندازه زنجير و انشعاب ، قابل مقايسه با پليمرهاي آلکني هستند، ولي طبيعت در ساختن چنين پليمرهايي بسيار محافظهکار است. سه تا از فراوانترين پلي ساکاريدها ، سلولز ، نشاسته و گيلکوژن مي باشند که از منومر گلوکز مشتق شدهاند. ..
گليکوژن ، منبع انرژي
پليساکاريدي با ساختمان مشابه با آميلوپکتين ولي با شاخههاي بيشتر (يکي به ازاي هر واحد گلوکزي) و با ابعاد بزرگتر (با وزن مولکولي به بزرگي يکصد ميليون) ، گليکوژن است. اين ترکيب از نظر بيولوژيکي مهم است، زيرا يکي از پليساکاريدهاي اصلي براي ذخيره انرژي در انسان و حيوانات است و نيز به دليل اينکه در دسترسترين منبع گلوکز بين وعدههاي غذا و در مواقع فعاليت فيزيکي (سختکاري) ميباشد، از اهميت زيادي برخوردار است.
اين ماده در مقادير نسبتا بالا ، بخصوص در جگر و در محلهاي غير فعال ماهيچهها ذخيره ميشود.
مراحل تبديل گليکوژن به گلوکز
روشي که سلولها از اين ذخيره انرژي استفاده ميکنند، داستان جالبي در بيو شيمي است. آنزيم خاصي به نام فسفريلاز ، ابتدا گليکوژن را به مشتقي از گلوکز d- گلوکوپيرانوزيل 1- فسفات تبديل مينمايد. اين تبديل ، در يکي از محلهاي غير کاهنده گروههاي قندي مولکول گليکوژن صورت ميگيرد و مرحله به مرحله پيش ميرود (يک مولکول در هر مرتبه).
بدليل اينکه گليکوژن بسيار شاخهدار است، تعداد زيادي گروه انتهايي وجود دارد که آنزيم ميتواند آنها را گاز بگيرد و مطمئن باشد که در زمان نياز به انرژي زياد ، مقدار کافي گلوکز به سرعت آماده ميشود.
محدوديت عمل فسفريلاز
فسفريلاز ، پيوند 6,1- گليکوزيدي را نميتواند بشکند. به محض اينکه به چنين انشعابي نزديک شود (در حقيقت به محض اينکه به پايانه اي برسد که چهار واحد با چنين پيوندي فاصله دارد)، متوقف ميگردد.
ترانسفراز
در اين لحظه ، آنزيمي ديگري به نام ترانسفراز وارد عمل ميشود که ميتواند اين مجموعههاي سه واحدي گلوکوزيل پايانهاي را از يک شاخه به شاخه ديگر تغيير محل دهد. اين فرايند ، يک پسمانده گلوکزي را در انشعاب باقي ميگذارد. ..
6,1- گليکوسيداز
در اين حالت ، به سومين آنزيم نياز داريم تا آخرين مانع را براي بدست آوردن يک زنجير مستقيم جديد از ميان بردارد. اين آنزيم ، مخصوص نوع پيوندي است که بايد شکسته شود و آن ، 6,1-گليکوسيداز است که به نام آنزيم مستقيم کردن زنجير نيز شناخته شده است. زماني که اين آنزيم ، وظيفه خود انجام داد، فسفريلاز ميتواند به تجزيه زنجير گلوکز ادامه دهد تا به شاخه ديگر برسد و اين عمل ، ادامه پيدا ميکند.
مسيرهاي گلوکز آزاد شده از گليکوژن
گلوکز آزاد شده از گليکوژن به 2- اک****وپانوتيک (پروويک) اسيد ، از يک مسير پيچيده (گليکوليز) که شامل تعدادي آنزيم است، تبديل ميشود. سپس اين اسيد ، محصولهاي مختلفي بدست ميدهد که به ارگانيسم مربوط و شرايط موجود بستگي دارد. در يک محيط هوادار (پُراکسيژن) ، ادامه اکسيداسيون منجر به تشکيل h2o و co2 ، همراه حداکثر انرژي ميشود.
اگر مقدار اکسيژن کم باشد، مثلا در ماهيچه اي که بهشدت منقبض شده است، از کاهش ناقص 2- هيدروکسي پروپانوتيک (لاکتيک) اسيد بدست ميآيد. بعضي از ارگانيسم هاي غير هوازي مانند مخمر 2- اک****وپانوئيک (پيروويک) اسيد را به اتانول تبديل ميکنند.

اکسير امگا 3*
واژه امگا3 را اين روز ها بيشتر مي شنويم اين اسيد چرب از نوع چربي هايي با چند پيوند دوگانه(غير اشباع يا سيسو ترانس)ويکي از انواع اصلي چربي هاست که بدن انسان ان را از غذا تامين ميکند .امگا3 از انواع اسيد چرب هاي ضروري به شمار مي رودولي بدن انسان قادر ساخت ان نيست دانشمندان اولين بار ارطباط سلامت انسان با امگا3 رادر سال 1970ودر هنگام مطالعه روي بدن اسکيمو ها دريافتند.در اين مطالعه مشاهده شد که اسکيمو ها کمتر از اروپاييها به بيماري هاي قلبي عروقي-رماتيسم مفصلي –و همچنين ديابت دچار ميشوند با توجه به رژيم غذايي اسکيموها که نهنگ خوک دريايي و ماهي سالموناستفاده مي کنند در نهايت محققان در يافتند که همه اين غذاها غني از اسيد چرب امگا 3 هستند ودر جلوگيري از اين بيماري ها موثرند .روغن ماهي هاي سرد ابي مانند ماهي تون ماهي سالمون و ماهي کريل سرشار از امگا3 هستند .
از ديگر مزاياي امگا 3:
1-سطح کلسترول خون را پايين نگه ميدارد
2-ضربان قلب را تنظيم ميکند
3- فشار خون راپايين مي اورد
براي جلوگيري از بيماري هاي قلبي عروقي مناسب اندونيز کاهش تري گليسريد(بخصوص الفا لينولنيک اسيد/روغن کلزا روغن دانه بزرک کتان روغن مايع و مارگارين نيمه جامد(در باره مارگارين اطلاعاتي در وبلاگ دارم)همچنين گردو برگ سبزسبزيجات نظير خرفه منابع يرشار از لينو لنيک اسيدند
5-کاهش رشد غدد سرطاني
6-بهبود افسردگي
محققان توصيه مي کنند که در يک رژيم غذايي سالم بهتر است نسبت مصرف امگا3 به امگا6يک به دو ويا يک بهيک در شرايط بهينه باشد.(امگا6هم از ديگر اسيد چرب هاي ضروري است که در :حبوبات گياهان روغني ماکيان وتخم مرغ يافت مي شود و معمولا بيشتر از امگا3 مصرف مي شود
اسيد چرب امگا3:نوعي اسيد لينولئک با دو پيوند دو گانه به فاصله 6 کربن از انتهاي متيلي]
(18:2w6),CH3-(CH)4CH=CH-CH2-CH=CH
نوع لينولنيک با سه پيوند دوگانه با فصله 3کربن از انتهاب متيلي(امگا6)
CH3-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH,(18:3w3)
بيشترين مقدار امگا6براي ماهي کپورحدود13.2واحدوبراي امگا3حدودا 2.3واحدميباشد : ackman.(1973)
روغن زيتون وخواص ان
*رغن زيتون به نظر مي ايد قبل از روغن زيتون ابتدا کمي از خود رغن بدانيم پس: واژه يروغن براي آن دسته از مايعات به کار مي رود که با آب مخلوط نمي شوند و به دليل آن که چگالي آنها کمتر از آب است، روي آب شناور مي مانند. اصولاً روغن به چربي اطلاق مي شود که در دماي اتاق معمولاً به حالت مايع باشد.
روغن ها هم همچون چربي ها متشکل از تري گليسريد، مونوگليسريد و مقداري هم دي گليسريد مي باشند. از آنجا که روغن حاوي مقدار زيادي چربي اشباع نشده است، در دماي اتاق مايع مي باشد. اصل واژه روغن لاتين است. روغن ها انواع مختلف دارند. مي توانند صنعتي بوده يا تنها براي مصارف خوراکي و پخت و پز مورد استفاده قرار گيرند. در اين بخش به توضيح در مورد روغن هاي خوراکي که معمولاً براي پختن غذاها مورد استفاده قرار مي گيرند، مي پردازيم.
Aروغن هاي خوراکي
روغن هاي خوراکي را معمولاً از چربي هاي نباتي يا حيواني به دست مي آورند. چربي هاي نباتي در دماي اتاق مايعند. اين نوع روغن ها را اغلب از گياهان، مغز ميوه، دانه گياه و... تهيه مي کنند. البته اغلب چربي هاي حيواني در دماي اتاق به حالت جامدند و بنابراين نمي توان آنها را جزو روغن به حساب آورد. اما برخي جانوران از جمله ماهي، وال و برخي از حيواناتي که در آب و هواي سرد زندگي مي کنند، چربي بدنشان به حالت روغن مايع مي باشد.
معمولاً از روغن براي سرخ کردن و پختن غذا استفاده مي شود. گاهي به منظور نگهداري از مواد غذايي هم به آنها روغن مي زنند.
Bروغن هاي نباتي
روغن هاي نباتي (گياهي) را از گياهان يا دانه ي آنها استخراج مي کنند. برخي روغن هاي گياهي از جمله روغن دانه شلغم روغني يا روغن پنبه دانه، بدون انجام عمليات مخصوص بر روي آنها، براي مصرف انسان مناسب نيستند.
روغن هاي نباتي همچون ديگر انواع چربي، از استرهاي گليسرين و همچنين از مخلوط انواع مختلف اسيد چرب تشکيل يافته اند. اين روغن ها در آب حل نمي شوند، اما در برخي حلال هاي آلي، محلول هستند.
B-1منبع روغن نباتي
معمولاً روغن هاي نباتي رايج را از دانه گياهان زير به دست مي آورند:
دانه هاي روغني
پنبه
شاهدانه
خردل
دانه شلغم روغني
کانولا (نوع خاصي شلغم روغني که ميزان مواد سمي آنرا به حداقل رسانده اند)
کنجد
آفتاب گردان
کاجيره يا زرتک
دانه انگور
دیگر انواع روغنهای گیاهی
روغن بادام
روغن آووکادو
روغن ذرت
روغن کرچک
روغن پنبه دانه
روغن نارگيل
روغن فندق
روغن زيتون
روغن نخل (که از ميوه درخت نخل آفريقايي به دست مي آيد)
روغن بادام زميني
روغن کدو تنبل
روغن برنج
روغن دانه سويا
روغن گردو
از ميان اين روغن ها، اغلب افراد از روغن زيتون، روغن دانه آفتاب گردان و روغن نخل (که در دماي اتاق جامد است) براي تهيه غذاهاي خود استفاده مي نمايند.

Cنحوه استخراج
روش جديد استخراج روغن از دانه ي گياهان، به طريق شيميايي و با استفاده از حلال هاي خاصي مي باشد. اين روش، محصول بيشتري توليد مي کند، با صرفه تر است و سريع تر هم انجام مي پذيرد.
روشي ديگر براي استخراج روغن از دانه گياهان، بدون استفاده از حلال صورت مي گيرد و به استخراج فيزيکي معروف است. در اين روش روغن را با روش هاي مکانيکي فشردن، استخراج مي نمايند. از اين روش معمولاً براي تهيه روغن هاي خوراکي استفاده مي شود.


Dروغن زيتون olive oil
روغن زيتون را از ميوه درخت زيتون استخراج مي کنند. اين درخت اولين بار در نواحي مديترانه اي پرورش يافت. روغن زيتون را با فشردن ميوه زيتون به دست مي آورند. روغن زيتون داراي مقدار زيادي چربي اشباع نشده مي باشد.


D1طرز تهيه
در قديم روغن زيتون را به اين طريق تهيه مي کردند:
ابتدا به تنه درخت زيتون با چوب مي زدند تا ميوه هاي زيتون به زمين بيفتند. سپس آنها را با کمک سنگ داخل کاسه هاي چوبي له مي کردند تا به روغن بيفتند. امروزه ميوه زيتون را تکه هاي ريز مي کنند و از آن خميري به دست مي آورند. اين خمير را با آب مخلوط نموده و داخل دستگاه سانتريفوژ مي ريزند. در اين دستگاه ضمن چرخش، روغن زيتون از بقيه مواد جدا مي شود.


D2طبقه بندي روغن زيتون
روغن هاي زيتون صنعتي را مي توان بر اساس خواص شيميايي و روش تهيه به انواع مختلفي طبقه بندي نمود:

D-2-1کاملاً خالص
اين روغن زيتون را از مرحله ي ابتدايي فشردن زيتون به دست مي آورند و پ.هاش آن بين 5/0 تا 1 درصد مي باشد.

D-2-2خالص
اين روغن هم به طريقه روغن کاملاً خالص تهيه مي شود، فقط پ.هاش آن 5/1 تا 2 درصد است.

D-2-3نيمه خالص
مخلوطي از روغن کاملاً خالص و خالص که پ.هاش آن تا 3/3 درصد مي باشد.

D-2-4خالص لامپانت
روغن زيتون خالصي که پ.هاش آن بيش از 3/3 درصد باشد که يا آن را تصفيه مي کنند و يا براي مصارفي غير از مصارف خوراکي آن را به کار مي برند.

D-2-5روغن تصفيه شده
که از مخلوط روغن خالص و روغن تصفيه شده به دست مي آيد.
روغن هاي زيتون خالص را تنها با استخراج به طريق فيزيکي تهيه مي کنند.
در ميان روغن هاي زيتوني که توضيحشان در بالا آمد، روغن زيتون کاملاً خالص داراي ارزش غذايي بالايي بوده و براي سلامتي مفيد است. اين نوع روغن زيتون، مزه گل مي دهد.


Eتاريخچه
روغن زيتون، فراورده اي بود که ابتدا مردمان تمدن مينون (تمدني يوناني در عصر برنز در نواحي مديترانه اي) آن را توليد مي کردند. اين روغن براي آنها منشاء ثروت محسوب مي شد. اين مردمان، گوشت له شده ي ميوه ي زيتون را داخل مخزن ثابتي مي ريختند و پس از مدتي، روغن زيتون در قسمت بالا جمع مي شد و آنها آب و بقيه مواد را از قسمت انتهايي مخزن خارج مي کردند. ..
امروزه از روغن زيتون در پخت و پز و همچنين در تهيه ي مواد آرايشي بهداشتي استفاده مي کنند. از اين روغن صابون هم تهيه مي نمايند. البته روغن زيتون را در صنايع دارويي و همچنين به عنوان سوخت چراغ هاي نفتي هم به کار مي برند.


Fاثرات روغن زيتون بر سلامتي
تحقيقات نشان داده که مصرف روزانه دو قاشق غذا خوري (23 گرم) روغن زيتون، خطر ابتلا به بيماري هاي قلبي را کاهش مي دهد که اين امر، به دليل وجود چربي هاي اشباع نشده در اين روغن است.
بنابراين براي جلوگيري از ابتلا به اين بيماري، بهتر است که به جاي چربي هاي اشباع شده از روغن زيتون استفاده شود تا ميزان مصرف کالري روزانه از حد لازم بيشتر نباشد. همچنين روغن گردو و اسيد چرب امگاــ3 که در گوشت ماهي و سبزيجات وجود دارد همچون روغن زيتون، اسيدهاي چرب اشباع نشده دارند و بنابراين براي پيشگيري از ابتلا به بيماري هاي قلبي مفيدند.
Gروش نگهداري روغن زيتون : روغن زيتون به سرعت و سهولت در مقابل نور ، هوا و گرما فاسد مي شود لذا بايد در زيرزمين هاي خشك نگهداري شود . سرما و حرارت زياد هر دو زيانآور است . بهترين درجهي حرارت 12 الي 15 درجه سانتي گراد است . روغن زيتوني كه هنوز ترش نشده اگر به خوبي صاف شود ديرتر فاسد مي گردد .
ارزش پزشكي : در اينكه روغن زيتون روغني مفيد و سالمي است جاي هيچ شكي نيست اما مسئله ارتباط آن را با تصلب شرايين و افزايش كلسترول خون جاي بررسي دارد اما آنچه گفتهاند و مشاهدات نشان مي دهد نمايانگر آن است كه افراد ساكن مديترانهاي كه از روغن تغذيه مي كنند كلسترول خون پايين تري نسبت به افرادي كه روغن حيواني مصرف مي كنند دارند ويتامين E موجود در روغن ارزش بيولوژيكي و كيفي خاصي به روغن زيتون داده است كه حاوي 75 الي 80درصد آلفاتوكوفرول است 6درصد بتاتوكوفرول 15درصد گاماتوكوفرول مي باشد . روغن زيتون داراي مقدار زيادي اسيد اولئيك (72درصد) اين مطالب يعني اينكه روغن زيتون منبع خوبي براي تأمين انرژي بدن و نيز جلوگيري كننده از بيماريهاي قلبي است . روغن زيتون منبع خوبي براي اسيد لينولئيك نيز مي باشد . كمبود اين اسيد در كودكان منجربه التهاب پوست و امراض پوستي مي شود . بنابراين اسيد لينولئيك از نظر بيولوژيكي بسيار فعال است . در بدن انسان مادهاي به نام پوستا كلاندين ميسازد كه هم از رسوب چربي در شريانها جلوگيري مي كند و هم باعث افزايش كلسترول خوب بدن ميشود با اين اوصاف يكي از مواد حياتي براي زنده ماندن انسان است . در ضمن با مصرف روغن زيتون از ضخم معده جلوگيري شده و از بافت مخاط آن محافظت ميشود . روغن زيتون در مقابل با روغنهاي حيواني اسباب كاهش كلسترول بد را فراهم ميكند .
اين روغن به علت توان مقاومت در مقابل حرارتهاي بالا مناسبترين روغن براي سرخ كردن ميباشد بهترين استفاده از روغن زيتون استفاده از روغن خام يا بكر (تصفيه نشده) ميباشد .
Hارزش پزشكي روغن زيتون
· سالهاست دانشمندان بر اين باورند كه روغن زيتون در پيشگيري از سرطان پستان كمك ميكند تجربيات آزمايشگاهي ( شيمي آزمايشگاهي ) نشان ميدهد كه مهمترين اسيد چرب غيراشباع با يك باند دوگانه در روغن زيتون اسيد اولئيك است اين اسيد چرب ژنهاي ايجاد كننده سرطان پستان را سركوب ميكند . مطالعات نشان ميدهد كه شيوع سرطان پستان در ميان مردم نواحي مديترانه كمتر است زيرا مقادير زيادي روغن زيتون توليد و توسط مردم مصرف ميشود . در بيش از يك پنجم از مبتلايان به سرطان پستان مقدار ژن Her – 2nueزياد است . هر چه Her – 2nue بيشتر سرطان وخيمتر و شيمي درماني اثر كمتري خواهد داشت . اسيد اولئيك ، اسيد غالب زيتون قادر است سطح آن را به 46% كاهش دهد . اين اسيد چرب اثر بخشي داروهايي را كه هدف اصلي آنها سركوب Her – 2nue ميباشد سركوب ميكند .
· اثر مقابلهاي خوبي با بيماري پاركينسون دارد ( پاركينسون بيماري عصبي پيش رونده است ) چون روغن زيتون داراي تك غيراشباع است و نيز يك منبع غيربراي ويتامين E .
Jارزش غذايي روغن زيتون
روغن زيتون داراي مقادير متغيير اسيد چرب اشباع شده ميباشد كه بصورت گليسريدها بوده و پايين آمدن حرارت كم و بيش تهنشين ميشوند كه همان مارگارين زيتون ميباشد . به طور كلي روغن زيتون بدست آمده از مناظق مادهاي بيشتر و داراي مارگارين فراوانتري هستند كه در محل سردي قرار ميدهند و سپس صاف ميكنند تا مارگارين آنها گرفته شود . ..
قسمت اعظم اسيدهاي چرب مايع روغن زيتون اسيد اولئيك حدود 80% و مقدار كم آن در حدود 12 ـ 7% از اسيد لينولئيك تشكيل شده است . همچنين روغن زيتون داراي مقدار زيادي ليستين ، مقدار كلروفيل و گزانتوفيل ميباشد .
داخل خود هستند . مزيت برچسب RFID ان قدر کوچک است که مي توان ان را داخل خود محصول و نه روي بسته بندي ان را جاسازي کرد . اين برچسب قابليت ذخيره سازي اطلاعات بيشتري دارد و از فاصله دور هم قابل اسکن است ( مثلا از روي جعبه هاي کارتن يا ساير بسته بندي ها ) ، همچنين تعداد زيادي برچسب را مي توان به مي توان به طور همزمان اسکن کرد . اين برچسب را متوان به گوش حيوان وصل نمود و يا ان را به بدن حيوان تزريق کرد . اندازه کل برچسب حدود يک ذره خاک است . توليد کندگان اين فناوري معتقدند که (( هر نوع وسيله اي را مي توان در هر در مکاني به طور خودکار شناساي نمود . ))

با استفاده از برچسب هاي RFID بر روي بسته بندي مواد غذايي ، صندوقدار مي تواند در يک لحظه خريد يک مشتري را کنترل و همچنين اگر هم هر کدام از محصولات ، تاريخ مصرفشان گذشته بود و به مشتري ياد اوري نمايد . بر چسب هاي RFID حتي پس از اين محصول غذايي فروشگاه را ترک کرد . اطلا عات را به فروشگاه ارسال مي نمايند . اين امر باعث مي شود فروشگاه داران از رفتار مشتريان با ماده غذايي اگاه شوند . فروشگاه داران وال _ مارت در ايالات متحده و تسکو در پادشاهي انگلستان بر چسب RFID را بر روي بعضي از محصولات خود ازماي نمو ده اند .
برچسب هاي ديگري در مقياس نانو طراحي شده اند که مشابهت بيشتري با UPC code دارند که به انها (( نانو بارکد )) گفته مي شود . اين برچسب از فاصله يک متري بار کد خوان خود کار ، خوانده مي شوند که اين روش براي خواندن بار کد در بنادر مناسب است .
برچسب گذاري مواد غذايي با روش هاي ذکر شده فوق به اين معني است ، که غذا تا چنگال مصرف کننده در مراحل فراوري حمل ونقل ، غذا خوري هاي ، قفسه فروشگاه و حتي پس از خريد انها مشتريان توسط پايش نمود .
افزودني هاي غذايي در مقياس نانو :
براي مثال شرکت باسف يک نوع کارتنوئيد در مقياس نانو توليد کرده است . کارتنوئيد ها يک نوع افزودني غذايي هستند که به غذا ها رنگ نارنجي مي دهند و به طور طبيعي در هويج و گوجه فرنگي وجود دارند . بعضي از انواع کارتنويئد ها ضد اکسيد کننده مي باشند و در بدن به ويتامين A تبديل مي شوند . شرکت BASF اين کاروتنوئيد در مقياس نانو را ، به شرکت هاي بزرگ توليد کننده غذا و نوشابه در سراسر جهان مي فروشد تا در ليموناد ها ، ابميوه ها ، و مارگارين ها مورد استفاده قرار مي گيرد . فرمو لاسيون افزودني ها در مقياس نانو جذب انها را در بدن راحت تر کرده ، همچنين زمان نگهداري انها را افزايش مي دهد . شرکت BASF همچنين کاروتنوئيد صناعي ديگري به نام ليکوپن به عنوان يک افزودني غذايي توليد کرده است . ليکوپن به طور طبيعي در گوجه فرنگي وجود دارد .
امروزه از دي اکسيد تيتانيوم توليد شده در مقيا س نانو ،در پوشش هاي شفاف پلاستيکي مواد غذا يي به عنوان محافظت کننده از اشعه ماوراي بنفش استفاده مي شود . اين ماده در سال 1966 توسط FDA در مقياس ميکرون به عنوان يک رنگ افزودني غذايي به شرط انکه در يک درصد ماده غذايي ----- ننمايد تائيد شده است و رنگ سفيد درخشاني را به عنوان روکش بيسک.ئيت ها و کيک ها ايجاد مي کند . در مقياس نانو اين ذرات ديگر سفيد نيستند بلکه شفاف مي باشند . اما هنوز هم نور ماوراي بنفش را مانند ترکيبات 2 TIO در مقياس بزرگتر عبور نمي دهند .
دي اکسيد سيليکون که به نام سيلسکا نيز شناخته مي شود در مقياس نانو به عنوان (( پوشش غير الي خوراکي )) براي جلوگيري از رسيدن اکسيژن و رطوبت به محصولات غذايي زير پوشش به کار مي رود و بنابراين باعث افزايش مدت ماندگاري انها مي شود . اين پوشش از چسبيده شدن ابنبا ت هاي سخت به يکديگر ، بيات شدن کلوچه ها و وارفتن غلات صحبانه اي در شير و ساير موارد مشابه جلوگيري مي کند . ضخامت پوشش مناسب براي اين نوع مواد غذايي 0/5 تا 20 نانومتر است .
5 _ غذا هاي داراي انتشار مخصوص در بدن :
براي اينکه بدن ما بتواند از انتشار اجزاي غذا در ان سود ببرد ، چه جزء ويتامين C حاصل از يک سيب و يا ليکوپن صنايع داخل ليموناد با شد _ ماده مغذي بايد به محل خاصي از بدن رفته ، و وقتي به انجا رسيد فعال شود . کنترل و مهندسي انتشار مواد مغذي در بدن يکي از زمينه هاي تحقيقا تي نانو فنا وري است . اين مواد غذايي که (( غذا و دارو ناميده مي شوند اجزاي فعالشان توسط نانو کپسول در بدن توزيع مي گرندد . زيرا يکي از را ه هاي حفظ يک جز ء فعال غذايي ، قرار دادن ان در يک پوشش محافظ است . اين پوشش را مي توان طوري طراحي کرد که با تحريک شدن توسط محرک مناسبي حل شده و ماده فعال داخل ان از طريق پوشش انتشار يابد . به عنوان موسسه غذايي جورج وستون در استراليا نوعي نان به نام نان (( تيپ تاپ اپ )) توليد کرده که حاوي روغن از اسيد چرب امگا _3 حاصل از ماهي تن مي باشد . اما روغن ماهي تن در داخل ميکرو کپسول قرار داده شده است و بنابراين مصرف کننده طعم روغن ماهي را حس نمي کند و فقط وقتي اين روغن به معده رسيد و کپسول هظم شد ازاد مي شود . چنين فناوري ، در مورد ماست و غذاي کودک به کار گرفته شده است .
با استفاده از نانوکپسول از جنس پليمر خوارکي مي توان مزه و بوي ملکو ل هاي غذا را از تخريب تدريجي حفظ نمود و با اين روش مدت زمان ماندگاري محصول را ، افزايش داد .
تعدادي از شرکت هاي غذايي بر روي غذا هاي داراي تداخل کار مي کنند که بنا به تقا ضا ي مصرف کننده ويژگي ان تغيير مي يابد . به عنوان مثال نانو کپسول هاي که ديواره انها در بسامد هاي مختلف مايکروويو تخريب مي شود و بنا به تنظيم سوييچ مايکروويو توسط مشتري ، طعم و رنگ ان تغيير مي کند .
شرکت کرافت نيز بر روي حسگر هاي کار مي کند که کمبود هاي غذا يي اشخاص را تشخيص مي دهند و سپس از طريق غذا هاي هوشمند ، که ملکو ل هاي مورد نياز تغذيه اي را ازاد مي کنند به اين کبود ها پاسخ مي دهند . بعضي از لوازم ارايش نيز به دنبال توليد غذا ارايش کننده که با استفاده از (( نانوزوم ها )) پس از خوردن ماده غذايي در پوست از داخل بدن سوراخ هاي بسيار ريز ايجاد شده و مواد مورد نياز ان مثال ويتامين E به پوست وارد مي شوند .
روکش کردن انزيم ها
يکي از دغدغه هاي شرکت هاي صنايع غذا يي جهان ، نگهداري غذا و مصون نگهداشتن ان از اسيب انزيم ها است . اگر بتوان به روشي انزيم ها را از محيط غذا يي دور کرد فرايند فساد مواد غذايي به تاخير مي افتد . با استفاده از نانو فناوري مي توان با روکش کردن انزيم ها ، انها را از محا فعاليت دور کرده ، مانع از اثر انها شد . يکي از اين روش ها ، روکش کردن انزيم توسط يک ساختار پليمري است . در اين روش يک شبکه نانوکامپوزيتي را با فرايند پليمريزاسيون در اطراف هر ملکول انزيم ايجاد مي کنند ، تا از تخريب ان جلوگير شود . اين نانو ذرات حاوي انزيم ، قطري حدود 8 درجه سانتيگراد تا 5 ماه عمر مي کنند . روکش کردن انزيم در صنايع غذايي ، يکي از فرايند ها مهم براي حفظ کيفيت و بهبود نگهداري مواد غذايي است

کربوهيدراتها
قندها ، نشاسته ها و سلولز به گروهي از ترکيبات آلي موسوم به کربوهيدراتها تعلق دارند که هيدروکسي کتون ، هيدروکسي آلدهيد يا مواد مشتق شده از آن به شمار مي روند . مونو ساکاريدها يا قندهاي ساده ساده ترين کربوهيدراتها ست . دي ساکاريد ها از دو واحد مونو ساکاريد تشکيل شده اند .

چربي ها و روغن ها
استرهاي تشکيل شده از گليسرول و ايدهاي چرب هستند . اسيدهاي چرب ، کربوکسيليک اسيدهاي راست زنجيري هستند که ممکن است پيوند 2 گانه کربن - کربن نيز داشته باشند در دماي متعارف چربي ها جامد و روغن ها مايع هستند .

آنزيم ها
کاتاليزورهاي زيست شناختي بسيار کارامدي است در هر سلول بيش از 1000 آنزيم وجود دارد که امکان انجام واکنش ها در دماي ملايم بدن و pH خنثي را فراهم مي آورد . آنزيم ها کاتاليزورهاي سطحي هستند که واکنش سوبسترا در موضع هاي فعال ( جايي روي سطح آنزيم که واکنش در آنجا انجام مي شود ) موجود بر سطح آنزيم ها انجام مي گيرند

نتايج نويد بخش واکسن ژنتيکى مقابله با آلرژى
آزمايش هاى اوليه يک واکسن ضد آلرژى که پژوهشگران علوم پزشکى به کمک شيوه هاى مهندسى ژنتيک طراحى کرده اند،به نتايج اميدوارکننده اى منجر شده است .
نشريه بولتن بيوتکنولوژى ،وابسته به دفتر همکاريهاى فناورى و رياست جمهورى ،در شماره خود افزود : در جريان اين آزمايش ها،که در اتريش ، سوئد و فرانسه انجام شد،اين واکسن به طور چشمگيرى از حساسيت افراد مورد آزمايش به گرده گياهان کاست
اين گروه از پژوهشگران میگويد،هم اکنون سرگرم توسعه واکسن هاى ژنتيکى ديگرى براى مقابله با انواع ديگر آلرژى هاست .
نتايج اين تحقيقات در نشريه "اقدامات آکادمى ملى علوم "منتشر شده است .
بنا به تخمين ها هم اکنون يک چهارم جمعيت جهان از نوعى آلرژى رنج مىبرند، که برخى از آنها مانند "آسم " ،جان بيماران را تهديد مىکند.
آلرژى اساسا ناشى از واکنش افراطى سيستم دفاعى بدن به ماده اى است که در واقع بیخطر است .
کار واکسن هايى که براى مقابله با بيماريهايى مانند سرخک يا فلج اطفال تجويز مىشود، اين است که سيستم دفاعى بدن را تحريک کنند.اما واکسن آلرژى بايد عکس آن را انجام دهد وبه گفته سرپرست اين گروه از پژوهشگران از دانشکده پزشکى وين ،شعله سيستم دفاعى بدن را پايين بکشد. ..
تيم تحقيقاتى به کمک مهندسى ژنتيک نمونه اى از گرده درخت غان را طراحى کرده است که در بدن افراد مبتلا به آلرژى ،پادتن هايى توليد مىکند که از شدت واکنش سيستم دفاعى بدن مىکاهد.
اين محصول همچنين از شدت واکنش سيستم دفاعى بدن به برخى از انواع ديگر گرده هاى آلرژى زا میکاهد.
البته شيوه هايى براى درمان آلرژى که از همين اصول استفاده مىکند وجود دارد اما با اين که اين شيوه ها میتواند کاملا موثر باشد اما گاه عوارض جانبى جدى به همراه دارد. ..
پژوهشگران دانشگاه وين به کمک مهندسى ژنتيک موفق شده اند ضمن حفظ تاثيراين شيوه هاى درمانى ،عوارض جانبى آنها را حذف کنند.
آنها همچنين نمونه هايى از ساير مواد الرژى زا را ساخته اند و قصد دارنداين مساله را که آيا اين مواد نيز به عنوان واکسن قابل استفاده هستند يا خير ،بررسى کنند.

هورمون ها و دستگاه درون ریز

1- هورمون ها توسط سلول های خاصی و فقط در خون ترشح می شوند و در واقع نوعی پیک شیمایی چرا که عملکرد سلول های مقصد را تغییر می دهد.
2- دستور هورمون هم به نوع هورمون بستگی دارد و هم به سلول هدف و یکی از کار کرد های آن ایجاد هماهنگی بین تولید، مصرف و ذخیره ی انرژی است.
3- موادی وجود دارند که بدون ورود به جریان خون بر روی سلول ها ی مجاور خود اثر می گذارند...این مواد هم به عنوان پیک شیمیایی عمل می کنند و بر عملکرد سلول هدف تاثیر می گذارند، اما معمولا به آنها هورمون گفته نمی شود..مانند انتقال دهنده های عصبی
4- تفاوت انتقال دهنده های عصبی با هورمون ها در این است که عملکرد سریع و عمری کوتاه دارند در حالی که هورمون ها معمولا اثری کند تر و طولانی تر دارند. و انتقال دهند های عصبی از نورون ها (سلول های عصبی) تولید میشوند و بعد از عبور از سلول پیش سیناپسی و گذر از فضای سیناپسی به سلول پس سیناپسی می رسند و این در حالی است که هورمون ها از سلول های درون ریز و به درون مایع میان بافتی و سپس وارد جریان خون می شوند. ..
5- هورمون سلول هدف را از روی گیرنده ی آن شناسایی می کند که گیرنده مولکولی است که بر روی غشا سلول و یا درون سلول(درون هسته یا سیتو پلاسم) قرار دارند و گیرنده از نظر شکل سه بعدی مکمل هورمون است. گیرنده پروتئینی است ولی هورمون می توان آمینو اسیدی و یا استروئیدی باشد.
6- اندامهای ترشح کننده هورمون : کار اصلی غدد درون ریز ترشح هورمون است. علاوه بر غدد درون ریز بعضی از اندام های بدن علاوه بر کار تخصصی خود ترشح هورمون را نیز بر به عنوان وظیفه ای فرعی انجام می دهند.نمونه ی این اندام ها: معده(علاوه بر گوارش غذا گاسترین هم ترشح می کند که وارد خون می شود) – روده باریک( در کنار گوارش غذا هورمون سکرتین هم ترشح می کند که وارد مویرگ های خونی می شود) - کلیه (علاوه بر وظیفه دفع مواد هورمون های اپی نفرین و نورا اپی نفرین و همچنین آلدوسترون و کورتیزول را هم ترشح می کند) - کبد و مغز و قلب نیز هورمون هایی را ترشح می کنند که در این اندام ها ترشح هورمون ها توسط گروهی از سلول های خاص به نام سلول های درون ریز انجام می شود.
7- غده های برون ریز غده هایی هستند که مواد ترشحی خود را درون ساختار های لوله مانند به نام مجرا می ریزند و این مجرا ها به درون و یا بیرون از بدن راه دارند. مثال هایی از این غدد برون ریز: غده های عرقی ، غده های بزاقی ، غدد ترشح کننده ی آنزیم های گوارشی ، پروستات و سمینال ویزیکول و...در این بین اندام هایی هستند که هم بخش درون ریز دارند و هم بخش برون ریز برای مثال: پانکراس اندامی است که هم قسمت درون ریز و هم برون ریز دارد. قسمت درون ریز آن هورمون های انسولین و گلوکاگون که وارد خون می شوند و مقدار قند خون را به ترتیب کاهش و افزایش می دهند و قسمت برون ریز آن آنزیم های گوارشی را وارد مجرایی مشترک بین پانکراس و کبد (بعد از کیسه صفرا) می کند.
8- هورمون های آمینو اسیدیاز یک آمینو اسید تغییر شکل یافته یا تعدادی آمینو اسید که با هم پیوند پپتیدی تشکیل داده اند و به شکل پروتئین در آمده اند.هورمون های آمینو اسیدی: تحریک کنند ها مانند تحریک کننده ی رشد و تحریک کننده غده ی فوق کلیه – تحریک کننده ی تیروئیدی – هورمون های اکسی توسین – هورمون های lh و fsh – ضد ادراری adh – لاکتوژن - انسولین - گلوکاگون
9- هورمون های استروئیدی دارای ساختار لیپیدی هستند و از کلسترول ساخته می شوند. هورمون های استروئیدی عبارتند از: استروژن – پروژسترون – تستوسترون که هورمون های جنسی هستند و همچنین آلدوسترون و کورتیزول.
بخش قشری فوق کلیه هورمون های آلدوسترون و کورتیزول را ترشح می کند که استروئیدی هستند
10- هورمون آلدوسترون باعث باز جذب یون های سدیم از کلیه ها می شود، در نتیجه افزایش فشار خون را سبب می شود و همچنین آلدوسترون دفع سدیم به درون ادرار را نیز کاهش می دهد تا فشار خون افزایش یابد. در مقابل باز جذب سدیم آلدوسترون باعث می شود کلیه دفع یون پتاسیم را به درون ادرار افزایش دهد در نتیجه مقدار پتاسیم خون کاهش می یابد. در مواقعی که مقدار آلدوسترون کم باشد پتاسیم خون زیاد می شود که این افزایش بر روی عصب و ماهیچه تاثیر گذاشته و برون ده قلب نیز کاهش می یابد و حتی ممکن است شخص با خطر مرگ مواجه شود... ..
11- هورمون کورتیزول: مقدار قند خون را افزایش می دهد و باعث می شود پروتئین ها برای مصرف شکسته شوند و همچنین باعث کاهش التهاب و ترمیم زخمها و التیام روحی هنگام مصیبت ها می شود. هر عاملی که به بدن آسیب بزند مانند ضربه ، جراحت ، عفونت ، سوختگی و ... باعث ترشح کورتیزول می شود.
12- هنگامی که هورمون پروتئینی به گیرنده ی خود در سطح غشا متصل می شود یک آنزیم غشایی به نام سیکلاز فعال می شود و در سمت داخل سلول باعث تبدیل atp به amp حلقوی می شود که در واقع پیک دومین است و amp باعث فعال یا غیر فعال شدن یک آنزیم یا زنجیره ای از آنزیم ها می شود، یعنی ممکن است پیک دومین آنزیم نخست را فعال و آن آنزیم به نوبه ی خود آنزیم دوم را فعال کندو ...سرانجام فعالیت سلول هدف در اثر تغییر عملکرد آنزیم یا آنزیم هایی که ذکر شد تغییر می کند – کورتیزول هورمونی استروئیدی است که از قشر فوق کلیه ترشح می شود و در پاسخ به موقعیت های تنش زا و روبرو شدن با خطر آزاد می شود.
13- اگر مقدار هورمونی در بدن زیاد باشد بدن با مکانیسم خود تنظیمی منفی مقدار آنرا کم می کند و اگر میزان آن کم باشد مقدار آنرا افزایش می دهد. (در خود تنظیمی منفی مقدار زیاد هورمون باعث کاهش آن می شود و بر عکس) ولی در خود تنظیمی مثبت زیاد بودن مقدار هورمون باعث افزایش ترشح آن می شود.
تهیه از: سعید ض نویسنده وبلاگ حجم عشق (گاهنامه زیست شناسی)

اسید آمینه ..
پروتئینها ، زنجیرههای خطی یا پلیمرهایی هستند که از ترکیب اسیدهای آمینه حاصل میشوند. اسید آمینهها ، حروف الفبایی پروتئینها را تشکیل میدهند و چون امکانات بالقوه نامحدودی در طرز توالی و طول زنجیره اسید آمینهها در تولید پروتئینها وجود دارد، از اینرو انواع بیشماری از پروتئینها نیز میتوانند وجود داشته باشند.

اختلاف هر اسید با سایر اسیدهای آمینه ، در زنجیره جانبی هر یک از اسیدهای آمینه است. اسیدهای آمینه در آغاز تشکیل زمین ، به همراه سایر مواد آلی پیدا شدند. اسیدهای آمینهای که در حضور پرتوهای فرابنفش بوجود آمدند، گوناگونی بسیار داشتهاند. اما به دلایلی ناشناخته تنها بیست اسید آمینه ، آن هم از نوع l ، در یاخته زنده کاربرد پیدا کرد.

ساختار اسیدهای آمینه هر اسید آمینه ، از یک کربن نامتقارن به نام کربن آلفا تشکیل یافته است که با چهار گروه مختلف کربوکسیل (cooh) اتم هیدروژن ، گروه آمینه بازی (nh2-) و یک زنجیره غیر جانبی (r-) پیوند برقرار میکند. ریشه r ممکن است یک زنجیره کربنی و یا یک حلقه کربنی باشد. عوامل دیگری مانند الکل ، آمین ، کربوکسیل و نیز گوگرد میتوانند در ساختمان ریشه r شرکت کنند. زنجیره جانبی خود چندین اتم کربن دارد و آنها را به ترتیبی که از کربن آلفا ، فاصله میگیرند، با حروف بتا (β) ، گاما (γ) و دلتا (δ) نشان میدهند. ..

اگر در حالی که عامل cooh روی کربن آلفا قرار داد عامل nh2 روی کربنهایی غیر آلفا قرار گیرد. نوع اسید آمینه به β ، γ یا δ تغییر خواهد کرد. اسیدهای آمینه آزاد به مقدار بسیار ناچیز در سلولها وجود دارند. بیشتر اسیدهای آمینه آلفا در سنتز پروتئین شرکت میکنند، در صورتی که اسیدهای آمینه بتا ، گاما و دلتا واسطههای شیمیایی هستند. بیشتر اسیدهای آمینه در ph هفت به صورت دو قطبی در میآیند یعنی گروه nh2 پروتون میگیرد و گروه cooh هیدروژن خود را از دست میدهد و به صورت –coo- در میآید.
منبع: رشد

ایزومری در اسیدهای آمینه

مطابق قرار داد اگر ساختمان فضایی یک اسید آمینه را در نظر بگیریم، چنانچه عامل nh2 که به کربن آلفا متصل است در طرف چپ باشد، میگوییم که این اسید آمینه از نوع l است و هرگاه عامل nh2 در طرف راست کربن آلفا قرار گیرد، گوییم که این اسید آمینه از نوع ∆ است. برخلاف قندهای طبیعی که از نوع دلتا هستند، اسیدهای آمینه طبیعی همگی از نوع l میباشند. ایزومرها را انانتیومر میگویند.

منبع: رشد

اساس شیمیایی بسیاری از واکنشها در موجودات زنده شناخته شده است. کشف ساختمان دو رشتهای دزاکسی ریبونوکلئیک اسید (DNA) ، جزئیات سنتز پروتئین از ژنها ، مشخص شدن ساختمان سه بعدی و مکانیسم فعالیت بسیاری از مولکولهای پروتئینی ، روشن شدن چرخههای مرکزی متابولیسم وابسته بهم و مکانیسمهای تبدیل انرژی و گسترش تکنولوژی Recombinant DNA (نوترکیبی DNA) از دستاوردهای برجسته بیوشیمی هستند. امروزه مشخص شده که الگو و اساس مولکولی باعث تنوع موجودات زنده شده است. ..

تمامی ارگانیسمها از باکتریها مانند اشرشیاکلی تا انسان ، از واحدهای ساختمانی یکسانی که به صورت ماکرومولکولها تجمع مییابند، تشکیل یافتهاند. انتقال اطلاعات ژنتیکی از DNA به ریبونوکلئیک اسید (RNA) و پروتئین در تمامی ارگانیسمها به صورت یکسان صورت میگیرد. آدنوزین تری فسفات (ATP) ، فرم عمومی انرژی در سیستمهای بیولوژیکی ، از راههای مشابهی در تمامی جانداران تولید میشود. ..
منبع : رشد

تاثیر بیوشیمی در کلینیک

مکانیسمهای مولکولی بسیاری از بیماریها ، از قبیل بیماری کم خونی و اختلالات ارثی متابولیسم ، مشخص شده است. اندازه گیری فعالیت آنزیمها در تشخیص کلینیکی ضروری میباشد. برای مثال ، سطح بعضی از آنزیمها در سرم نشانگر این است که آیا بیمار اخیرا سکته قلبی کرده است یا نه؟بررسی dnaدر تشخیص ناهنجاریهای ژنتیکی ، بیماریهای عفونی و سرطانها نقش مهمی ایفا می کند. سوشهای باکتریایی حاوی dna نوترکیب که توسط مهندسی ژنتیک ایجاد شده است، امکان تولید پروتئینهایی مانند انسولین و هورمون رشد را فراهم کرده است. به علاوه ، بیوشیمی اساس علایم داروهای جدید خواهد بود. در کشاورزی نیز از تکنولوژی dna نوترکیب برای تغییرات ژنتیکی روی ارگانیسمها استفاده میشود. ..

گسترش سریع علم و تکنولوژی بیوشیمی در سالهای اخیر ، محققین را قادر ساخته که به بسیاری از سوالات و اشکالات اساسی در مورد بیولوژی و علم پزشکی جواب بدهند. چگونه یک تخم حاصل از لقاح گامتهای نر و ماده به سلولهای عضلانی ، مغز و کبد تبدیل میشود؟ به چه صورت سلولها با همدیگر به صورت یک اندام پیچیده درمیآیند؟ چگونه رشد سلولها کنترل میشود؟ علت سرطان چیست؟ مکانیسم حافظه کدام است؟ اساس مولکولی اسکیزوفرنی چیست؟ ..
منبع : رشد

مدلهای مولکولی ساختمان سه بعدی

وقتی ارتباط سه بعدی بیومولکولها و نقش بیولوژیکی آنها را بررسی میکنیم، سه نوع مدل اتمی برای نشان دادن ساختمان سه بعدی مورد استفاده قرار میگیرد.



مدل فضا پرکن (Space _ Filling)

این نوع مدل ، خیلی واقع بینانه و مصطلح است. اندازه و موقعیت یک اتم در مدل فضا پرکن بوسیله خصوصیات باندها و شعاع پیوندهای واندروالسی مشخص میشود. رنگ مدلهای اتم طبق قرارداد مشخص میشود. ..

مدل گوی و میله (ball _ and _ Stick)

این مدل به اندازه مدل فضا پرکن ، دقیق و منطقی نیست. برای اینکه اتمها به صورت کروی نشان داده شده و شعاع آنها کوچکتر از شعاع واندروالسی است.

مدل اسکلتی (Skeletal)

سادهترین مدل مورد استفاده است و تنها شبکه مولکولی را نشان میدهد و اتمها به وضوح نشان داده نمیشوند. این مدل ، برای نشان دادن ماکرومولکولهای بیولوژیکی از قبیل مولکولهای پروتئینی حاوی چندین هزار اتم مورد استفاده قرار میگیرد.
منبع : رشد

فضا

در نشان دادن ساختمان مولکولی ، بکار بردن مقیاس اهمیت زیادی دارد. واحد آنگستروم بطور معمول برای اندازهگیری طول سطح اتمی مورد استفاده قرار میگیرد. برای مثال ، طول باند C _ C ، مساوی 1،54 آنگستروم میباشد. بیومولکولهای کوچک ، از قبیل کربوهیدراتها و اسیدهای آمینه ، بطور تیپیک ، طولشان چند آنگستروم است. ماکرومولکولهای بیولوژیکی ، از قبیل پروتئینها ، 10 برابر بزرگتر هستند. برای مثال ، پروتئین حمل کننده اکسیژن در گلبولهای قرمز یا هموگلوبین ، دارای قطر 65 آنگستروم است. ماکرومولکولهای چند واحدی 10 برابر بزرگتر میباشند. ماشینهای سنتز کننده پروتئین در سلولها یا ریبوزومها ، دارای 300 آنگستروم طول هستند. طول اکثر ویروسها در محدوده 100 تا 1000 آنگستروم است. سلولها بطور طبیعی 100 برابر بزرگتر هستند و در حدود میکرومتر (μm) میباشند. برای مثال قطر گلبولهای قرمز حدود 7μm است. میکروسکوپ نوری حداقل تا 2000 آنگستروم قابل استفاده است. مثلا میتوکندری را میتوان با این میکروسکوپ مشاهده کرد. اما اطلاعات در مورد ساختمانهای بیولوژیکی از مولکولهای 1 آنگستروم با استفاده از میکروسکوپ الکترونی X-ray بدست آمده است. مولکولهای حیات ثابت میباشند. .. ..
منبع : رشد

زمان لازم برای انجام واکنشهای بیوشیمیایی

راکسیونهای شیمیایی در سیستمهای بیولوژیکی به وسیله آنزیمها کاتالیز میشوند. آنزیمها سوبستراها را در مدت میلی ثانیه به محصول تبدیل میکنند. سرعت بعضی از آنزیمها حتی سریعتر نیز میباشد، مثلا کوتاهتر از چند میکروثانیه . بسیاری از تغییرات فضایی در ماکرومولکولهای بیولوژیکی به سرعت انجام میگیرد. برای مثال ، باز شدن دو رشته هلیکسی DNA از همدیگر که برای همانندسازی و رونویسی ضروری است، یک میکروثانیه طول میکشد. جابجایی یک واحد (Domain) از پروتئین با حفظ واحد دیگر ، تنها در چند نانوثانیه اتفاق میافتد. بسیاری از پیوندهای غیر کووالان مابین گروههای مختلف ماکرومولکولی در عرض چند نانوثانیه تشکیل و شکسته میشوند. حتی واکنشهای خیلی سریع و غیر قابل اندازه گیری نیز وجود دارد. مشخص شده است که اولین واکنش در عمل دیدن ، تغییر در ساختمان ترکیبات جذب کننده فوتون به نام رودوپسین میباشد که در عرض اتفاق میافتد. ..
منبع : رشد

انرژی

ما بایستی تغییرات انرژی را به حوادث مولکولی ربط دهیم. منبع انرژی برای حیات ، خورشید است. برای مثال ، انرژی فوتون سبز ، حدود 57 کیلوکالری بر مول (Kcal/mol) بوده و ATP ، فرمول عمومی انرژی ، دارای انرژی قابل استفاده به اندازه 12 کیلوکالری بر مول میباشد. برعکس ، انرژی متوسط هر ارتعاش آزاد در یک مولکول ، خیلی کم و در حدود 0،6 کیلوکالری بر مول در 25 درجه سانتیگراد میباشد. این مقدار انرژی ، خیلی کمتر از آن است که برای تجزیه پیوندهای کووالانسی مورد نیاز است، (برای مثال 83Kcal/mol برای پیوند C _ C). بدین خاطر ، شبکه کووالانسی بیومولکولها در غیاب آنزیمها و انرژی پایدار میباشد. از طرف دیگر ، پیوندهای غیر کووالانسی در سیستمهای بیولوژیکی بطور تیپیک دارای چند کیلوکالری انرژی در هر مول میباشند. بنابراین انرژی حرارتی برای ساختن و شکستن آنها کافی است. یک واحد جایگزین در انرژی ، ژول میباشد که برابر 0،239 کالری است. ..
منبع: رشد

ارتباطات قابل بازگشت بیومولکولها

ارتباطات قابل برگشت بیومولکولها از سه نوع پیوند غیر کووالانسی تشکیل شده است. ارتباطات قابل برگشت مولکولی ، مرکز تحرک و جنبش موجود زنده است. نیروهای ضعیف و غیر کووالان نقش کلیدی در رونویسی dna ، تشکیل ساختمان سه بعدی پروتئینها ، تشخیص اختصاصی سوبستراها بوسیله آنزیمها و کشف مولکولهای سیگنال ایفا میکنند. به علاوه ، اکثر مولکولهای بیولوژیکی و پروسههای درون مولکولی ، بستگی به پیوندهای غیر کووالانی همانند پیوندهای کووالانی دارند. سه پیوند اصلی غیر کووالان عبارت است از: پیوندهای الکترواستاتیک ، پیوندهای هیدروژنی و پیوندهای واندروالسی آنها از نظر ژئومتری ، قدرت و اختصاصی بودن با هم تفاوت دارند. علاوه از آن ، این پیوندها به مقدار زیادی از طرق مختلف در محلولها تحت تاثیر قرار میگیرند. ..
منبع : رشد

انواع اسیدهای آمینه

منو اسیدهای آمینه

• گلیکوکول (Gly):گلیکوکول که گلیسین نیز نامیده میشود و تنها اسید آمینهای است که فاقد کربن ناقرینه است و در ساختمان پروتئینهایی مانند کلاژن ، الاستین و رشته ابریشم به مقدار فراوان وجود دارد.
  
  
• آلانین (Ala): در تمام پروتئینها فراوان است.
  
  
• والین (Val): اسید آمینه ضروری برای انسان است و به مقدار کم در بیشتر پروتئینها یافت میشود.
  
  
• لوسین (Leu): اسید آمینه ضروری برای انسان بوده و در بیشتر پروتئینها به مقدار زیاد وجود دارد.
  
  
• ایزولوسین (Ile): اسید آمینه ضروری برای انسان است که به مقدار کمتر از اسیدهای آمینه دیگر پروتئینها وجود دارد. ایزولوسین دو کربن ناقرینه دارد.

منبع: رشد

اسید آمینه الکلدار

• سرین (Ser): اسید آمینهای است که در رشتههای ابریشم بسیار فراوان بوده و در ساختمان چربیها و پروتئینهای مرکب نیز شرکت میکند. ..
  
  
• تره اونین (Thr): اسید آمینه الکلداری است که برای انسان ضروری بوده و مانند ایزولوسین یک کربن ناقرینه اضافی دارد.

اسیدهای آمینه گوگرددار

• سیستئین (Cys): این اسید آمینه نقش مهمی در ساختمان فضایی پروتئینها بر عهده دارد زیرا عامل تیول (SH-) دو مولکول سیستئین در یک زنجیره پلی پپتیدی و یا دو مولکول سیستئین در دو زنجیره پلی پپتیدی با از دست دادن هیدروژن پیوند کوالان میسازند و در نتیجه دو مولکول سیستئین تبدیل به اسید آمینه دیگری به نام سیستئین میگردند.
  
  
• متیونین (Met): متیونین از اسیدهای آمینه ضروری برای انسان است که مقدار آن در پروتئینها نسبتا کم است.

منبع: رشد

دی اسیدهای منو آمینه

اسیدهای آمینهای هستند که دارای یک آمین و دو عامل کربوکسیل هستند و به اسید آمینه اسیدی مشهورند.

• اسید آسپارتیک (Asp): در پروتئینها به مقدار زیاد یافت میشود. اسیدیته این اسید آمینه زیاد است.
  
  
• اسید گلوتامیک (Glu): مقدار آن در پروتئین زیاد است و نقش مهم آن انتقال عامل آمین در واکنشهای بیوشیمیایی است.

اسیدهای آمینه آمیدی

این ترکیبات روی ریشه R دارای یک عامل آمیدی هستند. این اسیدهای آمینه در سنتز پروتئینها شرکت نموده و نقش مهمی را در انتقال آمونیاک دارا هستند.

• گلوتامین (Gln)
• آسپاراژین (Asn)

منبع: رشد

اسیدهای آمینه دی آمین

این اسیدهای آمینه دارای یک عامل آمین اضافی هستند.

• لیزین (Lys): این اسید آمینه برای انسان ضروری بوده و در بیشتر پروتئینها مخصوصا در بعضی از پروتئینها مانند هیستونها به مقدار فراوان دیده میشود. لیزین در سنتز کلاژن نیز شرکت میکند. ولی پس از تشکیل کلاژن ، لیزین به دلتا هیدروکسی لیزین تبدیل میشود. ..
  
  
• آرژنین (Arg): این اسید آمینه در پروتئینهایی مانند هیستون و پروتامین بسیار فراوان است. آرژنین بسیار بازی است. گروه انتهای این اسید آمینه را که شامل سه ازت میباشد، گوانیدین مینامند.

منبع: رشد

اسیدهای آمینه حلقوی

بعضی از این اسیدهای آمینه به علت دارا بودن حلقه بنزنی ، عطری (آروماتیک) نامیده میشوند و برخی دیگر دارای یک حلقه هترو سیلیک هستند.

• فنیل آلانین (phe): از اسیدهای آمینه ضروری برای انسان بوده و در پروتئینها به مقدار فراوان یافت میشوند. در ساختمان این اسید آمینه یک حلقه بنزنی و یک زنجیر جانبی آلانین شرکت دارد.
  
  
• تیروزین (Thr): این اسید آمینه به مقدار فراوان در پروتئینها دیده میشود. حلالیت آن در آب کم است. تیروزین را پاراهیدروکسی فنیل آلانین هم مینامند. زیرا از اکسیداسیون فنیل آلانین حاصل میشود. ..
  
  
• تریپتوفان (Trp): اسید آمینه ضروری برای انسان است که به مقدار کم در پروتئینها وجود دارد.
  
  
• هیستیدین (His): این اسید آمینه در تمام پروتئینها به مقدار اندکی وجود دارد و فقط مقدار آن در هموگلوبین نسبتا زیاد است.
  
  
• پرولین (Pro): اسید آمینهای است که در پروتئینهایی مانند کلاژن و رشتههای ابریشم به مقدار فراوان دیده میشود. این اسید آمینه نقش مهمی در ساختمان فضایی پروتئینها به عهده دارد. در حقیقت پرولین که از حلقه ایمین مشتق میشود، یک اسید ایمینه است. در کلاژن تعدادی از پرولینها به هیدروکسی پرولین تبدیل میشود.

منبع: رشد

اسیدهای آمینه ضروری

از نظر تغذیه ، اسید آمینهها را به دو دسته ضروری و غیر ضروری تقسیم میکنند. اسیدهای آمینه ضروری ، اسیدهای آمینهای هستند که سلولها قادر به سنتز نیستند، در صورتی که اسیدهای آمینه غیر ضروری توسط سلولها از سایر مواد ساخته میشوند. نوع اسیدهای آمینه ضروری در نزد گونههای مختلف جانداران متفاوت است.
منبع : رشد

اسیدهای چرب

دیدکلی

چربیها یا لیپیدها ترکیبات آلی غیر محلول در آب هستند که میتوان آنها را بوسیله حلالهای غیر قطبی نظیر کلروفرم ، اتر و بنزن از سلولها استخراج کرد. لیپیدها استرهای یک یا چند اسید با الکلها میباشند. بعضی از لیپیدها در ساختمان دیواره و غشای سلولی شرکت داشته و برخی دیگر ماده ذخیرهای انرژیزا را در داخل سلول تشکیل میدهند. اسیدهای چرب به صورت آزاد به مقدار ناچیزی در بافتها دیده میشوند.



http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/i...p/f/f2/L.5.png

ساختمان اسیدهای چرب

تاکنون بیش از هفتاد اسید چرب از نسوج گوناگون جدا کردهاند که همگی دارای زنجیره هیدروکربنی طولانی با یک عامل کربوکسیل انتهایی هستند. بعضی از آنها اشباع شده و برخی دارای یک ، دو یا سه پیوند دوگانه هستند و گروهی در زنجیر خود دارای شاخههای جانبی نیز میباشند. تعداد کربنها در اسیدهای چرب به استثنای چند مورد ، همیشه زوج است و احتمالا علت زوج بودن آسان تر بودن سنتز آنها در نزد جانداران است. فرمول کلی اسیدهای چرب CH3-(CH2)n-COOH است که n از صفر تا 30 الی 40 تغییر میکند.

خواص اسیدهای چرب

اسیدهای چرب غیر اشباع دارای نقطه ذوب پایینتری نسبت به اسیدهای چرب اشباع هستند و هر چه تعداد کربن اسید چرب بیشتر شود، نقطه ذوب بالاتر میرود. پیوند دوگانه در اسیدهای غیر اشباع بیشتر بین کربن 9 و 10 بوده و این پیوند دوگانه تقریبا در تمامی اسیدهای چرب غیر اشباع طبیعی در وضعیت ایزومر هندسی سیس (Cis) است. اسیدهای چرب با زنجیر طویل در آب غیر محلول هستند. ولی در قلیایی محلولاند و تشکیل صابون سدیم یا صابون پتاسیم میدهند. اسیدهای چرب غیر اشباع به سهولت اکسید میشوند. تند شدن چربیها بر اثر اکسید شدن و ایجاد عوامل اسیدی و آلدئیدی در چربیها است. ..

ساختمان و خواص انواع چربیها

چربیهای خنثی (آسیل گلیسرولها)

ترکیب اسید چرب و گلیسرول را آسیل گلیسرول یا گلیسرید مینامند. گلیسرول الکلی است که بیش از سایر الکلها در ساختمان لیپیدها دیده میشود و دارای 2 عامل الکلی نوع اول و یک عامل الکلی نوع دوم است. برحسب آن که یک ، دو یا سه اسید چرب با عوامل الکلی گلیسرول ترکیب شده باشد، به ترتیب مونو ، دی و تری آسیل گلیسرول بدست میآید. نقطه ذوب چربیها خنثی بستگی به نقطه ذوب اسید چرب ترکیبی آنها دارد. تری آسیلها در آب نسبتا نامحلول بوده و تشکیل میسلهای کامل نمیدهند. در حالی که دی آسیل گلیسرولها که تا حدودی قابل یونیزه شدن هستند، به سهولت تشکیل میسل میدهند. ..

فسفو گلیسریدها

این لیپیدها که به نام گلیسرول فسفاتید نیز موسومند، بیشتر در غشاهای سلولی وجود دارند و فقط به مقدار خیلی جزئی در چربیهای ذخیرهای یافت میشوند. الکل این لیپیدها گلیسرول است که یکی از عوامل الکلی نوع اول آن توسط اسید فسفریک استریفیه شده است. تمام فسفر گلیسریدها دارای یک انتهای قطبی و دو انتهای طویل غیر قطبی میباشند و به این جهت آنها را لیپیدهای قطبی یا آمفی پاتیک گویند.

پلاسمالوژنها

یک گروه فرعی از فسفر گلیسریدها هستند که در آنها به جای یک مولکول اسید چرب یک آلدئید چرب قرار گرفته است. این ترکیبات در غشای سلولهای عضلانی و عصبی فراوانند.

اسفنگو لیپیدها

اینها در غشای سلولهای گیاهی و سلولهای حیوانی و در بافتهای عصبی و مغز به مقدار فراوان وجود دارند. این ترکیبات در اثر هیدرولیز ایجاد یک مولکول اسید چرب و یک مولکول الکل آمینه غیر اشباع به نام اسفنگوزین میکنند. در اسفنگو لیپیدها گلیسرول وجود ندارد. ترکیب اسفنگوزین و اسید چرب را سرامید گویند. اسفنگو میلین ترکیب سرامید با فسفو کلین میباشد که فراوانترین اسفنگو لیپیدها است.

گلیکو لیپیدها

این ترکیبات دارای یک انتهای قطبی هیدروفیل (آبدوست) قندی میباشند. برخی شامل اسفنگوزین و برخی دیگر شامل گلیسرول هستند. قندهای آن شامل D- گلوکز و D- گالاکتوز است. گانگلیوزیدها ترکیبات دیگری از دسته گلیکو لیپیدها هستند. این ترکیبات عبارتند از گلیکو اسفنگو لیپیدهایی که دارای انتهای قطبی متشکل از قندهای مرکب نظیر اوزامین و اسید سیالیک میباشند. این ترکیبات در غشای سلولی بویژه در سلولهای عصبی زیاد دیده میشوند.



http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/i...p/b/b6/L.3.jpg

http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/i...p/b/b6/L.3.jpg

سربروزیدها

این ترکیبات را میتوان در گروه گلیکو لیپیدها و یا اسفنگو لیپیدها طبقه بندی کرد. زیرا دارای قند و اسفنگوزین هستند. این دسته از لیپید بیشتر در غشای سلولهای عصبی بویژه در غلاف میلین و همچنین در گویچههای قرمز خون ، گویچههای سفید خون و اسپرم دیده میشوند.

مومها

مومها از نظر ساختمانی و خواص ، شبیه آسیل گلیسرولها هستند. ولی الکلهای آنها دارای زنجیره کربنی طویل هستند که تنها شامل یک عامل الکل میباشند. این ترکیبات در غشای محافظ پوست ، پر و جدار برگها و بعضی میوهها و پوسته خارجی بیشتر حشرات دیده میشوند.

لیپیدهایی که صابونی نمیشوند

لیپیدهایی که تاکنون مورد بحث قرار گرفتند قابل صابونی شدن بوده یعنی با قلیاییها و در اثر حرارت ایجاد صابون میکنند. در سلولها مقدار کمتری از نوع دیگر چربیها موجودند که غیر قابل صابون شدن هستند. دو گروه اصلی از این لیپیدها یکی استروئیدها و دیگری ترپنها هستند.

• استروئیدها: ساختار استروئیدها از سه حلقه شش ضلعی فنانترن و یک حلقه پنج ضلعی هستند. از میان مهمترین استروئیدهایی که در طبیعت دیده میشوند، اسیدهای صفراوی ، هورمونهای جنسی ، هورومونهای قسمت قشری غدد فوق کلیوی و ویتامین d و کلسترول را میتوان نام برد. استروئیدها به مقدار بسیار کم در سلولها موجودند و فقط یک نوع آنها که بطور کلی استرول نامیده میشود، بسیار فراوان است. کلسترول فراوانترین نوع استرولها در بافتهای حیوانی است. کلسترول در گیاهان دیده نمیشود. استرول موجود در گیاهان به نام فیتوسترولها مشهورند. قارچها و مخمرها حاوی استرولهایی به نام میکو استرول هستند. در این دسته ارگوسترول را میتوان نام برد که به ویتامین d تبدیل میشود.
• ترپنها: به مقدار جزیی در سلولها وجود دارند. ترپن ممکن است دارای ساختمان خطی یا حلقوی باشد. ویتامین a ، کاروتنها ، بیشتر اسانسها و ویتامین e و ویتامین k از ترپنها مشتق میشوند.

لیپو پروتئینها .. ..

لیپیدهای قطبی با پروتئینهای خاصی ترکیب شده و لیپید پروتئینها را میسازند. مانند لیپو پروتئینهای پلاسمای خون که نقش حامل مواد مختلف را دارا میباشند. برخی لیپیو پروتئینها دارای لیپیدهای خنثی مانند گلیسرول و آسترهای آن هستند. این ترکیبات وسیله انتقال چربیها از روده کوچک به کبد به بافت چربی و دیگر بافتها هستند. طبقه بندی لیپو پروتئینها بر مبنای وزن مخصوص آنها انجام میگیرد.

پروستا گلاندینها

این ترکیبات که برای نخستین بار در مایع منی و غده پروستات یافت شدند، از یک اسید چرب غیر اشباعی 20 کربنه به نام اسید آراشیدونیک مشتق شدهاند. این ترکیبات انواع مختلفی دارند که تاکنون م***** از 14 نوع پروستاگلاندین در مایع منی انسان و تعداد دیگری در سایر بافتها یافت شده است. پروستاگلاندینهای گروه e ، گروه f و گروه a و b نمونه این ترکیبات هستند. پروستاگلاندینها دارای اثرات فیزیولوژیک مختلفی مانند کاهش فشار خون ، تنظیم عبور یونهای مختلف از غشای سیناپسهای عصبی و خنثی سازی اثر برخی هورمونها میباشند.

میسلها

لیپیدهای قطبی مانند اسیدهای چرب ساده و صابونها در محلولهای آبگون پخش شده و میسلها را بوجود میآورند که در آنها انتهای هیدروکربنی چون آبگریزند (هیدروفوب) از محلول آبگون رانده شده و ایجاد یک فاز آبگریز داخلی میکند و در نتیجه انتهای آب دوست (هیدروفیل) آنها به طرف خارج گرایش مییابد. تری آسیل گلیسرولها و کلسترول خود به خود تشکیل میسل نداده ولی در ساختمان مسیلی وارد شده و میسلهای مخلوط را میسازند. میسلها ممکن است تک لایه یا دو لایه باشند.

http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/i...p/8/8a/L.6.png