الجزيئات الحيوية: ما هي وأنواعها ووظائفها وخصائصها

تشير الحياة ، على مستوى حديقة الحيوان ، إلى مجموعة المعايير التي تميز الحيوانات والنباتات والفطريات والطلائعيات العتائق والبكتيريا من بقية الحقائق الطبيعية ، أو بعبارة أخرى ، من الجزء اللاأحيائي (غير الحي) من النظم البيئية. إن معرفة أن الحجر ليس على قيد الحياة أمر بسيط ، ولكن ، على سبيل المثال ، في أي نقطة تسقط الفيروسات؟ ماذا عن أشباه الفيروسات والبريونات ، العوامل المعدية الأساسية التي هي أكثر بقليل من خيط من الحمض النووي الريبي أو بروتين خاطئ؟

ليس في نيتنا التورط في قضايا ميتافيزيقية ، لكن من الضروري معرفة أن ما يولد الحياة ، في كثير من الحالات ، ليس واضحًا على الإطلاق. بالإضافة إلى التوازن والنمو والتكاثر والتمايز ، هناك عدد قليل من التعريفات الأفضل لتعريف الحياة على النحو التالي: "ما يحدث بين حالات الولادة والموت".

على أي حال ، إذا كان لجميع الكائنات الحية شيء مشترك (بصرف النظر عن وجود على الأقل خلية) هي أنها تتكون من 4 عناصر حيوية أساسية: الكربون والهيدروجين والأكسجين و نتروجين. بناءً على هذه الركائز الكيميائية الأربعة ، تنشأ جميع الجزيئات الحيوية التي تتكون منها خلايانا وبالتالي ، تجعل الحياة ممكنة على كوكب الأرض. إذا كنت تريد معرفة كل شيء عن هذا الموضوع ، فاستمر في القراءة.

• مقالات لها صلة: "أهم أجزاء الخلية والعضيات: نظرة عامة"

ما هي الجزيئات الحيوية؟

الجزيئات الحيوية هي المركبات الكيميائية التي تشكل المادة الحية لجميع الكائنات التي تعيش على الأرض. إنها ناتجة عن اتحاد العناصر الحيوية بواسطة روابط كيميائية ، من بينها تلك التي من النوع التساهمي. هذه الجزيئات الحيوية العالمية هي الأحماض الأمينية والكربوهيدرات والدهون والبروتينات والفيتامينات والأحماض النووية.

تتكرر هذه الجزيئات باستمرار في جميع الكائنات الحية على هذا الكوكب، شيء له آثار واضحة للغاية. في مواجهة هذا السيناريو ، هناك خياران محتملان: إما أن يأتي كل كيان حي من نفس السلف المشترك ، أو في حالة فشل ذلك ، فقد ظهروا أنواع مختلفة من الكائنات الحية بشكل مستقل مع نفس التركيب الكيميائي عبر التاريخ ، وهو أمر بالغ الأهمية من غير المرجح.

هذا هو المكان الذي يوجد فيه مبدأ شفرة ockham، مما يثير ما يلي: من نظريتين بشروط متساوية ، فإن أبسطها سوف يفسر بالتأكيد المشكلة المطروحة. وهكذا ، فإن الوجود المتجانس للجزيئات الحيوية في جميع الأصناف يؤكد ، بأكثر الطرق عقلانية الممكنة ، أن جميع الكائنات الحية قد تعرضت للإشعاع من نفس السلف.

قبل أن نتقدم في القضايا المعقدة ، نجد أنه من المثير للاهتمام تخصيص مساحة صغيرة للعناصر الحيوية ، وهي الركائز التي تعتمد عليها الجزيئات الحيوية كيميائيًا. سنكون سريعين.

العناصر الحيوية

العناصر الحيوية هي عناصر كيميائية موجودة في جميع الكائنات الحية ، إما في شكل ذري أو كأعضاء في جزيئات حيوية. على الرغم من أنه يمكن العثور على أكثر من 60 عنصرًا من الجدول الدوري بأكمله في أنسجة الكائنات الحية ، إلا أن 25 عنصرًا فقط هي عناصر عالمية وغير قابلة للتصرف.

علاوة على ذلك ، فإن 96٪ من كتلة جميع أجسام الخلايا تقريبًا تتوافق مع 6 عناصر حيوية فقط: الكربون (C) ، الهيدروجين (H) ، الأكسجين (O) ، النيتروجين (N) ، الفوسفور (P) والكبريت (S) ، أو CHONPS ، لأصدقاء القواعد فن الإستذكار.

هذه العناصر الستة هي أساس الجزيئات الحيوية ، بسبب الخصائص التالية الموجودة:

• أنها تسمح بتكوين روابط تساهمية بينهما (تشترك في الإلكترونات). هذه الروابط مستقرة للغاية وتسمح بتكوين الجزيئات الحيوية.
• يمكن أن تشكل ذرات الكربون هياكل عظمية ثلاثية الأبعاد ، مما يسمح للكائنات الحية بتقديم مركبات مختلفة جدًا بناءً على هيكلها الكربوني.
• تسمح العناصر الحيوية بتكوين روابط ثنائية وثلاثية فيما بينها ، بالإضافة إلى توليف الهياكل المختلفة (المتفرعة ، الدورية ، إلخ.)
• مع القليل من العناصر الحيوية المرفقة ، يمكن تصنيع عدد كبير من المجموعات الوظيفية ، بخصائص كيميائية وفيزيائية مختلفة.

بناءً على كل هذه المقدمات ، فقد تأسس من أبسط بكتيريا إلى جسم الإنسان بأكمله. في نهاية المطاف ، يجب ألا نفقد منظور الحقيقة التالية: يتم تحديد التعقيد البيولوجي من خلال رقم الخلية والتنظيم ، لكن الركيزة الأساسية هي نفسها دائمًا.

أنواع الجزيئات الحيوية

فيما يلي قائمة بأنواع الجزيئات الحيوية الموجودة في جسم جميع الكائنات الحية.

1. الأحماض الأمينية والبروتينات

الأحماض الأمينية عبارة عن جزيئات عضوية لها مجموعة أمينية (-NH2) في أحد طرفيها ومجموعة كربوكسيل (-COOH) في الطرف الآخر. إنها أساس البروتينات ، على الرغم من أنها يمكن أن تؤدي وظائف أخرى في جسم الإنسان. مثال على ذلك هو GABA (حمض γ-aminobutyric) ، لأنه حمض أميني غير موجود في بروتيناتنا ويعمل أيضًا كناقل عصبي في الجهاز العصبي.

هناك أنواع عديدة من الأحماض الأمينية ، ولكن 20 نوعًا منها فقط يشفر بروتينات الكائنات الحية. يحدث البروتين عندما تتجاوز سلسلة الأحماض الأمينية المرتبطة 50-100 وحدة أو ، إذا تعذر ذلك ، تصل إلى كتلة 5000 amu (وحدة الكتلة الذرية الموحدة). تعتبر البروتينات أيضًا جزيئات حيوية في حد ذاتها (على الرغم من أنها أكبر وأكثر تعقيدًا) ، لذلك يمكن تضمينها في نفس فئة هذه الجزيئات الحيوية التي تتكون منها.

• قد تكون مهتمًا بـ: "ما هو حمض أميني؟ خصائص هذا النوع من الجزيئات "

2. الكربوهيدرات

الكربوهيدرات (المعروفة أيضًا باسم الكربوهيدرات) إنها جزيئات حيوية معروفة جيدًا بأهميتها في التغذية ، حيث من بينها السكريات الحرة والنشا والجليكوجين والعديد من المواد الأخرى.. ترتبط دائمًا بمحتوى عالي من الطاقة (1 جرام يوفر 4.5 كيلو كالوري) ، لذلك فهي مرتبطة بتخزين الطاقة وحرقها في معظم الكائنات الحية. بدون الذهاب إلى أبعد من ذلك ، فإن أكبر احتياطي طاقة قصير المدى عند البشر ليس الأنسجة الدهنية: إنه في الواقع الجليكوجين.

نظرًا لخصائص الطاقة الممتازة ، تقدر منظمة الصحة العالمية (WHO) ذلك يجب أن يعتمد ما يقرب من 55-60٪ من إجمالي السعرات الحرارية التي يتناولها الإنسان على الكربوهيدرات. الوصول إلى هذه القيمة ليس بالأمر الصعب ، لأن الكربوهيدرات مثل النشا توجد بكثرة في الخبز والذرة والبطاطس والأرز والحبوب والبقوليات والعديد من منتجات الألبان.

3. الدهون

الدهون تُعرف عمومًا بالدهون ، وتتكون أساسًا من الكربون والهيدروجين وبدرجة أقل من الأكسجين. تشمل هذه المجموعة غير المتجانسة الدهون أو الزيوت ، الفوسفوليبيدات والأحماض الدهنية (المشبعة ، الأحادية غير المشبعة والمتعددة غير المشبعة).

يجب أن تمثل الأطعمة التي تحتوي على نسبة عالية من الدهون 30-35٪ من إجمالي السعرات الحرارية ، لذلك خلافًا للاعتقاد الشائع ، فإن الدهون ليست سيئة في حد ذاتها. الأنسجة الدهنية البشرية لها خصائص هرمونية ، وتسمح بتخزين الطاقة على المدى الطويل ، وتحمينا من التلف الميكانيكي والعديد من الأشياء الأخرى.

• قد تكون مهتمًا بـ: "أنواع الدهون (الجيدة والسيئة) ووظائفها"

4. فيتامينات

الفيتامينات هي مركبات مختلفة جدا من بينها ضرورية للحياة. تُعرف هذه المواد عمومًا باسم "المغذيات الدقيقة" ، على الرغم من كونها ضرورية بكميات الحد الأدنى ، يؤدون سلسلة من المهام على أجسامنا لا يمكن استبدالها بأخرى مجمعات سكنية. فيتامين أ وفيتامين ج وفيتامين هـ أمثلة واضحة ضمن هذه المجموعة.

5. احماض نووية

الأحماض النووية لا تتطلب تقديم: نحن نتحدث عن DNA و RNA. الأول هو مكتبة الحياة ، حيث أنها تشمل جميع المعلومات الجينية اللازمة لعملية التمثيل الغذائي للخلايا ، وبالتالي ، بقاء جميع خلايانا وأعضائنا وأنسجتنا.

يحتوي الحمض النووي أيضًا على أساس الوراثة والتطور ، لأنه بفضله ، يتم توريث الطفرات والشخصيات التي تغير النمط الجيني والنمط الظاهري للأنواع في جميع أنحاء الجو.

6. الجزيئات الحيوية غير العضوية

كما يشير اسمه ، إنها ليست عضوية بطبيعتها ، لكنها لا تزال تلعب دورًا رئيسيًا في تكوين الكائنات الحية والحفاظ عليها. مثال واضح على الجزيء الحيوي غير العضوي هو الماء (H20) ، والذي يمثل 70٪ من إجمالي وزن الخلية.

سيرة ذاتية

كما رأيت ، يصبح تعريف مصطلح "الحياة" أسهل قليلاً عندما نفهم أنه ، بعد كل شيء ، نحن جميعًا واحد تكتل من 25 مركبًا عضويًا ، خاصة 6 عناصر حيوية: الكربون (C) ، الهيدروجين (H) ، الأكسجين (O) ، النيتروجين (N) ، الفوسفور (P) و كبريت (S). عندما نقوم بتقليل التعقيد المورفولوجي إلى الحد الأدنى ، نكتشف أن البكتيريا والخلية البشرية متشابهتان أكثر من اختلافهما.

بعد كل شيء ، كل شيء حولنا تقريبًا عبارة عن كربون وعناصر عضوية أخرى ، بشكل أو بآخر. من درنة النبات إلى كبد الإنسان ، هناك آلاف السنين من التطور من خلال ، ولكن أيضًا وظيفة مماثلة وتكوين كيميائي مماثل على المستوى ابتدائي.

المراجع الببليوغرافية:

• فوينتيس كويرو ، ف. (2016). العناصر الحيوية والجزيئات الحيوية: وحدة تعليمية للمرحلة الثانوية.
• الكربوهيدرات ، asturnatura.com. التقطت في 10 مارس في https://www.asturnatura.com/articulos/glucidos/
• الدهون والبوليفا. التقطت في 10 مارس في https://www.lechepuleva.es/corazon-sano/lipidos
• ماكارولا ، ج. م. (2021). الجزيئات الحيوية. العودة.
• مورا ، ج. ج. (2003). الأسس البيولوجية لممارسة الرياضة البدنية. Wanceulen SL.
• رودريغيز ، ب. م. (2019). الكلمات في الأشياء: المعرفة والقوة والذاتية بين الخوارزميات والجزيئات الحيوية. التكنولوجيا والمجتمع 95.
• ساريا لوبيز ، Á. د. (2015). الجزيئات الحيوية.
• الفيتامينات ، Supradyn.es. التقطت في 10 مارس في https://www.supradyn.es/vitaminas-y-minerales