المحتوى
جميع الكائنات الحية مصنوعة من جزيئات. في علم الأحياء ، هناك أربعة فئات رئيسية من الجزيئات الكبيرة تسمى الجزيئات الكبيرة التي تستخدم في أجسامنا. تُعتبر هذه الجزيئات الكبيرة من البوليمرات ، أو سلاسل كبيرة من كتل البناء تسمى المونومرات ، والتي يتم إنشاؤها كيميائيًا بواسطة خلايانا لاستخدامها كغذاء وطاقة. هذه الجزيئات هي الكربوهيدرات والبروتينات والدهون والأحماض النووية. كل فئة من الجزيئات تتكون من وحدات فرعية مونومر مختلفة ، لكن جميعها تحتوي على ذرات الكربون والنيتروجين والهيدروجين والأكسجين.
الكربوهيدرات
الكربوهيدرات هي مركبات عضوية تشمل السكريات والنشويات والجليكوجين والسليلوز. إن أبسط أشكال الكربوهيدرات هو مونومر جزيء السكر مثل الجلوكوز أو الفركتوز ، المعروف أيضًا باسم أحادي السكاريد ، والذي يتكون من عناصر حلقة الكربون والأكسجين والهيدروجين. تصنع السكاريد مثل السكروز من السكريات واثنين من السكريات الأحادية: جزيء الجلوكوز وجزيء الفركتوز. السكريات العديدة مثل النشا والسليلوز والجليكوجين سلاسل طويلة ومعقدة من السكريات الأحادية التي يتم بناؤها معًا. في أجسامنا ، يتم استخدام السكريات البسيطة كطاقة فورية ويتم تقسيم معظم السكريات ببطء إلى سكريات بسيطة لإعطاء مصدر ثابت للطاقة مع مرور الوقت. السليلوز لا يستخدم في الطاقة ، ولكن للدعم الهيكلي للجدران الخلوية للنباتات.
الدهون
الدهون هي جزيئات حيوية تشمل الدهون والزيوت والدهون الفوسفاتية والمنشطات. لديهم هياكل مختلفة ، ولكن جميعها جزيئات كبيرة تتكون من سلاسل العناصر غير القطبية الكربون والهيدروجين ، مما يجعلها غير مسعور ، أو غير متوافق مع الماء. تسمى الدهون والزيوت الدهون الثلاثية ، والتي تصنع من أحاديات تسمى الأحماض الدهنية والجلسرين. تختلف الدهون الثلاثية في الشكل والطول بناءً على نوع وعدد روابط الكربون والهيدروجين. تحدد هذه الاختلافات ما إذا كانت الدهون مشبعة أو غير مشبعة أو غير مشبعة. تتشابه الفسفوليبيدات مع الدهون الثلاثية إلا أنها تحتوي على مجموعة فوسفاتية. في أجسامنا ، تعمل الدهون الثلاثية كمخزن للطاقة ، وتستخدم الفوسفوليبيد في تكوين أغشية الخلايا.
البروتينات
البروتينات هي مجموعة كبيرة جدا ومعقدة ومتنوعة من الجزيئات. البروتينات هي بوليمرات مصنوعة من سلاسل المونومرات تسمى الأحماض الأمينية المطوية في بنى مختلفة. هناك 20 من الأحماض الأمينية المختلفة ، وهي هياكل تتشكل من مجموعتي الأمين والكربوكسيل الكيميائي ، بالإضافة إلى واحدة من المناطق المتغيرة تسمى مجموعة R أو بنية السلسلة الجانبية. هناك أربعة مستويات من بنية البروتين: الابتدائي والثانوي والثالث والرباعي ، كل مستوى يزداد في تعقيد الطي والترابط بين سلاسل الأحماض الأمينية. الشكل المطوي النهائي للبوليمرات هو الذي يحدد وظيفة البروتين في الجسم. بعض وظائف البروتين تشمل الإنزيمات والأجسام المضادة ومستقبلات الهرمونات والناقلات العصبية والشعر والأظافر وهيكل العضلات والتمثيل الغذائي والحركة وأكثر من ذلك.
الأحماض النووية
الأحماض النووية هي جزيئات تشمل حمض الديوكسي ريبونوكلييك (DNA) وحمض الريبونك (RNA). تتكون الأحماض النووية من سلاسل من المونومرات تسمى النيوكليوتيدات ، وهي هياكل كيميائية تتضمن حلقة من سكر الكربون 5 ، ومجموعة من الفوسفات وواحدة من القواعد الأربع التي تحتوي على النيتروجين: الأدينين (أ) ، غوانين (ز) ، السيتوزين (ج) أو الثيميدين (T). في الحمض النووي الريبي ، يتم استبدال الثيميدين مع اليوراسيل (U). يتكون الحمض النووي من سلسلتين طويلتين من هذه المونومرات بترتيب مختلف ، في حلزون مزدوج أو تشكيل ملتوي. يختلف الحمض النووي الريبي عن الحمض النووي عن طريق امتلاك حبلا واحد فقط ويحتوي على جزيء واحد من سكر الريبوز بدلاً من واحد من الديوكسيريبوز. الحمض النووي يوفر الإرشادات أو المخططات الوراثية لجميع الأنشطة الخلوية في الجسم. يتم نسخ الحمض النووي إلى الحمض النووي الريبي الذي بدوره يصنع البروتينات.