المقدمة:

هل أنت مستعد للغوص في عالم البروتينات الرائع؟ تخيل أنك قادر على اكتشاف هذه الجزيئات غير العادية التي تلعب دورًا حاسمًا في أجسامنا. سواء كنت عالمًا، أو متحمسًا للصحة، أو مجرد فضول بشأن ما يجعلنا نتميز، فإن مشاركة المدونة هذه مخصصة لك! في مقال اليوم ، سوف نستكشف التقنيات والأساليب المختلفة التي يستخدمها العلماء للكشف عن البروتينات. استعد لكشف الأسرار الكامنة وراء اكتشاف البروتين وفتح مستوى جديد تمامًا من الفهم في علم الأحياء. دعونا نبدأ هذه الرحلة معًا ونكتشف كيف يمكننا تسليط الضوء على أبطال الحياة غير المرئيين - البروتينات!

عناصر المقالة:

1.       البروتينات Proteins:

2.       أهمية البروتينات:

3.       التركيب الجزيئى للبروتينات:

4.       الأحماض الأمينية Amino acids:

5.       الأحماض الأمينية وبناء البروتين:

6.       تنوع تكوين سلاسل البروتين:

7.       تصنيف البروتينات:

8.       الأحماض النووية Nucleic Acids‏:

9.       النيوكليوتيدات Nucleotides‏:

10.   أهمية الأحماض النووية:

11.   الختام:

البروتينات Proteins:

البروتينات تشكل البُنية التركيبية الأساسية لجميع الكائنات الحية. سواء كان الكائن الحي ضخمًا كحيوان ضخم أو دقيقًا كميكروب صغير، فإن البروتينات تشكل الجزء الأساسي من تركيبه. وليس ذلك وحسب، بل تلعب البروتينات دورًا بارزًا في تنفيذ العمليات الكيميائية الحيوية الحاسمة التي تدعم الحياة وتضمن استدامتها.

أهمية البروتينات:

البروتينات تلعب دورًا أساسيًا في تركيب ووظائف الخلايا الحية. تشكل الأغشية الخلوية وتكون جزءًا من العضلات والأربطة والأوتار والأعضاء والغدد والأظافر والشعر. بالإضافة إلى ذلك، تشمل السوائل الحيوية مثل الدم والليمف. البروتينات ضرورية لنمو الجسم وتلعب دورًا مهمًا في تنظيم العمليات الحيوية من خلال الإنزيمات والهرمونات. أيضًا، البروتينات هي جزء من تكوين الكروموسومات.

التركيب الجزيئى للبروتينات:

البروتينات جزيئات كبيرة معقدة (بوليمرات) ، لها وزن جزيئى كبير، وتتكون من وحدات بنائية (مونیمرات) هى الأحماض الأمينية.

الأحماض الأمينية Amino acids:

وحدات بناء البروتين، وهى مركبات عضوية تتكون من ذرات الكربون والهيدروجين والأكسجين والنيتروجين، لاحظ (شكل (3) لترى أن الأحماض الأمينية تتكون من ذرة كربون تتصل بمجموعة قاعدية هي مجموعة الأمين ، ومجموعة حمضية هي مجموعة الكربوكسيل COOH، وهما المجموعات الوظيفية في الحمض الأميني، ويتكون أيضًا من ذرة هيدروجين ومجموعة الكيل R تختلف من حمض أميني لآخر.

الأحماض الأمينية وبناء البروتين:

تتكون البروتينات من وحدات متكررة من الأحماض الأمينية التي ترتبط مع بعضها بروابط ببتيدية، لاحظ (شكل (١٥) لترى أن هذه الروابط توجد بين مجموعة الكربوكسيل لأحد الأحماض الأمينية مع مجموعة أمين لحمض أميني آخر ، ويخرج الماء نتيجة هذا الاتحاد.

تنوع تكوين سلاسل البروتين:

يسمى ناتج اتحاد حمضين أمينيين باسم المركب ثنائى الببتيد dipeptide، وسلسلة البروتين المتكونة من عديد من الأحماض الأمينية تعرف باسم عديد الببتيد Polypeptide . ولا يشترط عند تكوين البروتين أن يتم الاتحاد بين أحماض أمينية متشابهة، مما يعطى احتمالات واسعة جدا ومتنوعة لتكوين البروتينات تعتمد على أنواع وترتيب وعدد الأحماض الأمينية في السلسلة.

يدخل في بناء البروتينات ۲۰ نوعًا من الأحماض الأمينية ومن أمثلة الأحماض الأمينية الجليسين والآلاتين والغالين

ولتوضيح فكرة تنوع تكوين سلاسل البروتين نأخذ على سبيل المثال الأحماض الأمينية جليسين ، الانين (۸۱(، فالين الاء والنظر إلى بعض احتمالات اتحادها.

تصنيف البروتينات:

لصنف البروتينات تبعا للمواد التي تدخل في بنائها إلى :

·         بروتينات بسيطة:

تتكون من الوحدات الأساسية لبناء البروتين؛ أي من الأحماض الأمينية فقط، مثل: بروتين الألبيومين ‏Albumin الموجود في أوراق وبذور النباتات، وكذلك في بلازما الدم في الإنسان.

البروتينات المرتبطة:

تتكون من أحماض أمينية ترتبط بعناصر أخرى ومنها البروتينات النووية المرتبطة بالأحماض النووية. ، والبروتينات الفسفورية مثل: الكازين Cusein وهو بروتين اللبن، ويحتوى على الفسفور، وبروتين الغدة الدرقية (الثيروكسين) الذى يحتوى على اليود، أما هيموجلوبين الدم فهو بروتين يحتوى على عنصر الحديد .

الأحماض النووية Nucleic Acids‏:

جزيئات بيولوجية كبيرة، تحتوى على الهيدروجين والأكسجين والنيتروجين والكربون والفوسفور. ومنها نوعان: (الحمض النووي الريبوزي RNA، والحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين DNA‏(.

تتكون الأحماض النووية من وحدات أساسية تسمى النيوكليوتيدات Nucleotides، ترتبط معا بواسطة روابط تساهمية لتشكل عديد النيوكليوتيد أو الحمض.

النيوكليوتيدات Nucleotides‏:

الوحدات الأساسية المكونة للحمض النووي، وكل منها يتألف من ثلاث وحدات يوضحها (شكل 5 )              

·         جزىء سكر خماسي: هناك نوعان أساسيان من السكرالذي يدخل في تركيب الأحماض النووية.

1)  النوع الأول: سكر دى أوكسي ريبوز Deoxyribose‏ الذي يدخل في تركيب DNA‏

2)     النوع الثاني : سكر الريبوز Ribose ويدخل في تركيب RNA.

•     مجموعة فوسفات: تتصل بذرة الكربون رقم (٥) الجزيء السكر برابطة تساهمية.
•          قاعدة نتيروجينية: هي الأدينين A ، والجوانين G ، والسيتوزين C ، والثايمين  T  في جزئ DNA ويوجد

 اليوراسيل U  في جزئ RNA بدلاً من التايمين، وتتصل كل قاعدة نيتروجينية بذرة الكربون رقم (1) لجزيء السكر برابطة تساهمية، ويختلف الحمض النووى باختلاف نوع السكر الخماسي، والقواعد النيتروجينية المكونة له.

أهمية الأحماض النووية:

يدخل الحمض النووي DNA في تركيب الكروموسومات وهو المسؤول عن نقل الصفات الوراثية من جيل إلى آخر، حيث يحمل

 الـ DNA المعلومات الوراثية المسؤولة عن إظهار الصفات المميزة للكائن الحى وكذلك تنظيم جميع الأنشطة الحيوية للخلايا.

أما الحمض النووي RNA فينسخ من الحمض النووي DNA،‏ ثم ينتقل إلى السيتوبلازم لتستخدمه الخلية في بناء البروتينات المسؤولة عن إظهار الصفات الوراثية، وتلك المسؤولة عن تنظيم الأنشطة الحيوية.

الختام:

1)      يمكننا القول إن البروتينات والأحماض النووية تمثلان العمود الفقري للحياة على كوكب الأرض.

2)      هذه الجزيئات الرائعة تلعب دورًا أساسيًا في تركيب ووظائف الكائنات الحية، وهي مفتاح فهم الوراثة والتطور والعديد من العمليات الحيوية.

3)      عالم اكتشاف البروتينات والأحماض النووية هو عالم مثير مليء بالتحديات والإمكانيات.

4)      تقنيات كشف البروتينات والجزيئات الحيوية تزدهر باستمرار، وتسهم في الكشف عن أسرار جديدة وفتح أبوابًا للبحث والابتكار.

قم بتنفيذ التجربة بنفسك من خلال منصة ڤلابي لمعامل العلوم الافتراضية