ما هي الكيمياء الحيوية

2 إجابتان

الكيمياء الحيوية أو Biochemistry بالإنجليزية هي نوع من العلوم التي برزت في بدايات القرن العشرين؛ وهي تجمع ما بين الفيزياء، والكيمياء، وعلم الأحياء وذلك بعد أن أراد العلماء توظيف الكيمياء ووضعها في النظام الحيوي. كما أرادوا استخدام النظريات الكيميائية وتوظيفها في استكشاف الكيان الحي ودراسة أساس التغيرات التي تتعرض لها الخلايا. وينصب اهتمام الكيمياء الحيوية على دراسة العمليات الكيميائية التي تتعرض لها جميع الحيوانات، والنباتات، والكائنات الدقيقة، ويشمل ذلك دراسة جميع التغيرات والتطورات التي حصلت لتلك الكائنات خلال حياتها.

وتعتمد الكيمياء الحيوية في تعاملها الكيمياء الحية أو “الحياة” على تقنيات وأساليب الكيمياء العضوية، والتحليلية، والفيزيائية، كما أنّها تعتمد على التقنيات التي يتعبها الفيزيائيون خلال دراستهم للأساس الجزيئي الذي يحصل في العمليات الحيوية. ويُطلق على التغيرات الكيميائية التي تحصل للكائن الحي بعملية الأيض أو Metabolism، وهذه التغيرات تعتمد بالمقام الأول على المحفزات العضوية ونشاطها والتي يُطلق عليها اسم “الأنزيمات”. وجميعنا يعلم أنّ الأنزيمات تعتمد بشكلٍ أساسي على جينات الخلايا الوراثية، وتبعًا لذلك فإنّ الكيمياء الحيوية تدخل في دراسة وتتبع التغيرات الكيميائية التي تحدث في الأمراض، وأدوية وعقاقير تلك الأمراض، كما يندرج ضمن دراستها الزراعة، وعلم التغذية والوراثة.

وقد حققت الكيمياء الحيوية العديد من الإنجازات منذ بداية تفرعها كعلم منفرد وحتّى الوقت الحاضر؛ حيث تمّ تحليل وشرح وتعريف الخلايا الحية وطبيعتها وعلى أثر ذلك تطورت الكيمياء العضوية وأصبحت علم منفصل. كما تمّ تعريف الانزيمات على أساسي كونها محفزات. وقد أصبحت الكيمياء الحيوية علم قائم بحد ذاته وذلك لكونها حلّت العديد من الألغاز المتعلقة بجميع العمليات الحيوية. كما أنّها تُساعد على فهم الأمراض التي تتعرض لها جميع الكائنات الحية، وتُبين أسبابها وتقدم بعض الاقتراحات حول طرق ووسائل التعامل مع تلك الأمراض ووضع خطط لعلاجها.

وإلى جانب كون الكيمياء الحيوية علم أساسي فهي أيضًا علم عملي بحد ذاته؛ فهي ساعدت على حل تفاعلاتٍ مُعقّدة تتعرض جميع الكائنات الحية. فالكيمياء الحيوية تقدم أساس عملي متين ومتطور في جميع مجالات الطب، والتكنولوجيا، وحتّى الطب البيطري والزراعة. وكما ذكرنا سابقًا فهي تدخلت أيضًا في مجا الوراثة والهدسة الوراثية وقدمت أسس وثوابت علمية راسخة فيها، حيث زودتنا بالمعلومات اللازمة فيما يخص الهندسة الوراثية وطبيعة وبينة البروتين ووظائفه.

أما إذا خطر في بالك السبب وراء دراستنا واستخدامنا للكيمياء الحيوية فالأمر بسيط، ونستطيع مناقشته في بعض الأمور الحية التي قد نواجها بشكلٍ يومي. فإنّ المختص بدراسة الكيمياء الحيوية يستطيع أن يقدم لنا نصائح عن ملائمة الشامبو لطبيعة الشعر سواء كان ناعم أو مجعد، وذلك بسبب دراسة المختص الكيميائي لخواص وطبيعة الكرياتين وميزاته. بالإضافة إلى أنّ الكيمياء الحيوية تدرس استخدام الجزيئات الحيوية الأخرى، ونستطيع تبعًا لذلك أن نستخدم الكرياتين “السائل” وإضافته إلى الأكل. كما أنّ الكيميائي الحيوي يُساعد في تطوير وتحسن الآلات والمعدات البيولوجية لكونهما ينتميان للكيمياء الحيوية.

ومن أنواع الجزيئات التي تهتم بها الكيمياء الحيوية وتدرسها هي: السوائل، والأحماض النووية، والبروتينات، والكربوهيدرات. والكيمياء الحيوية ليست فرع منفصل بحد ذاته بشكلٍ كامل؛ إنّما لها علاقة وطيدة بباقي العلوم التي تدرس وتتعامل أو تختص بالجزيئات الحيوية. ومن أبرز الفروع التي تتداخل مع الكيمياء الحيوية ومع بعضها البعض: البيولوجيا الكيميائي أو كما يُسمى بعلم الأحياء الكيميائي، وعلم العقاقير أو Pharmacology، وعلم الأحياء الجزيئي أو Molecular Biology.

أكمل القراءة

الكيمياء الحيوية

الكيمياء الحيوية هي أحد فروع الكيمياء المتعددة، تعنى بدراسة العمليات الكيميائية التي تحدث في النباتات والحيوانات والكائنات الحية الدقيقة، والتركيب الحيوي لها، والتغيرات التي تخضع لها خلال التطور والحياة، وهي العلم الذي يدرس بنى وخواص وتفاعلات المركبات الكيميائية التي تدخل في بنية الخلية الحية.

كما يدرس سلوك هذه الجزئيات في عمليات الهدم والبناء (الاستقبلاب)، والشذوذ الذي يحصل في هذه العمليات والذي يؤدي إلى مرض الخلية الحية وعكوفها عن القيام بوظائفها الحيوية، أما الكيمياء الحيوية السريرية فهي تدرس الآليات الإمراضية الناتجة عن الخلل في بعض عمليات الاستقلاب وكيفية تشخيص هذه الأمراض.

يجمع علم الكيمياء الحيوية بين علم الأحياء وبين الكيمياء، بمعنى آخر هو تطبيق الكيمياء لدراسة العمليات البيولوجية على المستوى الخلوي والجزيئي، الكيمياء الحيوية هي علم حديث العهد، وقد عُرفت بهذا المصطلح منذ حوالي عام 1900 مع بداية العشرين، ولكن يمكن إرجاع أصولها إلى ما هو أبعد من ذلك بكثير؛ فتاريخها المبكر هو جزء من التاريخ المبكر لكل من علم وظائف الأعضاء والكيمياء، وعلم الأحياء.

يتضمن وصف الحياة على المستوى الجزيئي وصفًا لجميع التغييرات الكيميائية المعقدة والمترابطة التي تحدث داخل الخلية، أي العمليات المعروفة باسم التمثيل الغذائي. ترتبط عمليات النمو والتكاثر والوراثة، وهي أيضًا موضوعات فضول عالم الكيمياء الحيوية، ارتباطًا وثيقًا بعملية التمثيل الغذائي ولا يمكن فهمها بشكل مستقل عنها.

مجالات الكيمياء الحيوية

أهم مجالات الكيمياء الحيوية هو دراسة التركيب الكيائي للمادة الحية، تحتوي كل خلية حية، بالإضافة إلى الماء والأملاح أو المعادن، على عدد كبير من المركبات العضوية، ومركبات الكربون مع كميات متفاوتة من الهيدروجين والأكسجين عادة. وأهم المركبات التي تعنى بدراستها الكيمياء الحيوية هي الماء، والحموض الأمينية والبروتينات، والإنزيمات، والفيتامينات والتمائم الأنزيمية، والفسفولبيدات، والسكريات.

  • الماء: علاوة علة أنها يمثل حوالي 80% من كتلة الكائنات الحية، فإنه المحل الذي تحصل فيه كافة التفاعلات الكيمائية داخل الخلية، والحياة غير ممكنة بدونه.
  • الحموض الأمينية: هي عبارة عن الوحدات الأساسية في بناء البروتينات، وهذه الأخيرة تحتل المكان الأهم في عالم الكائنات الحية، إذا أنها تساهم في بناء الخلايا الحية من حقيقيات النوى وعديمات النوى وحتى الفيروسات.
  • الأنزيمات: عرفت الأنزيمات منذ القدم وذلك أثناء عمليات تحضير الجبنة واللبن وعجينة الخبز، ولكنها لم تدخل حيز الدراسة إلا مع بدايات القرن الثامن عشر، إذا أن كل تفاعل من تفاعلات الاستقلاب الحيوي ضمن الخلية لايتم إلا بوساطة أنزيم خاص، بلإضافة إلى أن معظم الأمراض الوراثية ناجمة عن عوز خلقي في أحد الأنزيمات.
  • السكريات: هي مركبات كيمائية عديدة الهيدوروكسيل، تتميز بطعمها الحلو وتذوب جيداً في الماء، تتركب في النباتات بعملية التركيب الضوئي، وتعتبر المصدر الأساسي للطاقة عند المملكة الحيوانية، تنتشر بشكل واسع في الطبيعة وتتواجد في جميع الكائنات الحية في الممكلكتين الحيوانية والنباتية على عدة أشكال.
  • الشحوم: مخزن الطاقة الأساسي عند الكائنات الحية، يوجد على عدة أشكال ويتكون من أحماض دسمة متعددة.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما هي الكيمياء الحيوية"؟