پاورپوینت کامل و جامع با عنوان مبانی بیوشیمی در 256 اسلاید - دانلود فایل

دانلود فایل پاورپوینت کامل و جامع با عنوان مبانی بیوشیمی در 256 اسلاید

دانلود فایل پاورپوینت کامل و جامع با عنوان مبانی بیوشیمی در 256 اسلاید

زیست شیمی یا بیوشیمی یا شیمی حیات (به انگلیسی: Biochemistry or Biological Chemistry) مطالعهٔ فرایندهای شیمیایی درسازوارههای زیستی است. زیست شیمی با ساختار و عمل کرد اجزاء سلولی مثل پروتئینها، کربوهیدراتها، لیپیدها، اسیدهای نوکلئیک، و انواع دیگرزیست مولکولها سر و کار دارد. هدف زیست شناسی شیمیایی پاسخ دادن به سؤال هایی است که از زیست شیمی ناشی می شوند. دانش زیست شیمی که در آن از روش های شیمیدانان برای درک و شناخت فرایندهای فناوری زیستی که درون موجودات زنده روی می دهد استفاده می شود، دارای اهمیت روزافزونی است؛ تمام گیاهان وجانوران از ترکیب های شیمیایی ساخته شده اند و وظیفهٔ زیست شیمیدان ها آن است که ساختمان این مواد و نقش آنها را در حیات موجودات زنده بررسی وشناسایی کنند. کربوهیدرات ها، لیپیدها واسیدهای نوکلئیک مانند دی ان آ فقط تعدادی از مولکول های شیمیایی هستند که موضوع مطالعهٔ زیست شیمیدان ها به شمار می آیند. در یکی از شاخه های این علم از این مطالعات برای تولید واکسن های مقابله کننده با بیماری های ویروسی نظیر اوریون استفاده می شود. زیست شیمیدان ها در زمینهٔ درمان بیماریهایی چون ایدز و سرطان نیز کار می کند.
دید کلیاساس شیمیایی بسیاری از واکنشها در موجودات زنده شناخته شده است. کشف ساختمان دو رشته ای دزاکسی ریبونوکلئیک اسید (DNA) ، جزئیات سنتزپروتئین از ژنها ، مشخص شدن ساختمان سه بعدی و مکانیسم فعالیت بسیاری از مولکولهای پروتئینی ، روشن شدن چرخه های 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 می یابند، تشکیل یافته اند. انتقال اطلاعات ژنتیکی از DNA به ریبونوکلئیک اسید (RNA) و پروتئین در تمامی ارگانیسمها به صورت یکسان صورت می گیرد. آدنوزین تری فسفات (ATP) ، فرم عمومی انرژی در سیستمهای بیولوژیکی ، از راههای مشابهی در تمامی جانداران تولید می شود.
تاثیر بیوشیمی در کلینیکمکانیسمهای مولکولی بسیاری از بیماریها ، از قبیل بیماری کم خونی و اختلالات ارثی متابولیسم ، مشخص شده است. اندازه گیری فعالیت آنزیمها در تشخیص کلینیکی ضروری می باشد. 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. درکشاورزی نیز از تکنولوژی DNA نوترکیب برای تغییرات ژنتیکی روی ارگانیسمها استفاده می شود.

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 می شود؟ به چه صورت سلولها با همدیگر به صورت یک اندام پیچیده درمی آیند؟ چگونه رشد سلولها کنترل می شود؟ علت سرطان چیست؟ مکانیسم حافظه کدام است؟ اساس مولکولی اسکیزوفرنی چیست؟
مدلهای مولکولی ساختمان سه بعدیوقتی ارتباط سه بعدی بیومولکولها و نقش بیولوژیکی آنها را بررسی می کنیم، سه نوع مدل اتمی برای نشان دادن ساختمان سه بعدی مورد استفاده قرار می گیرد.

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 می شود. رنگ مدلهای اتم طبق قرارداد مشخص می شود.
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)ساده ترین مدل مورد استفاده است و تنها شبکه مولکولی را نشان می دهد و اتمها به وضوح نشان داده نمی شوند. این مدل ، برای نشان دادن ماکرومولکولهای بیولوژیکی از قبیل مولکولهای پروتئینی حاوی چندین هزار اتم مورد استفاده قرار می گیرد.
فضادر نشان دادن ساختمان مولکولی ، بکار بردن مقیاس اهمیت زیادی دارد. واحد آنگستروم ()، بطور معمول برای اندازه گیری طول سطح اتمی مورد استفاده قرار می گیرد. برای مثال ، طول باند C _ C ، مساوی 1،54 آنگستروم می باشد. 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 می باشند. 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) می باشند. برای مثال قطر گلبولهای قرمز حدود 7μm است. میکروسکوپ نوری حداقل تا 2000 آنگستروم قابل استفاده است. مثلا میتوکندری را می توان با این میکروسکوپ مشاهده کرد. اما اطلاعات در مورد ساختمانهای بیولوژیکی از مولکولهای 1 تا آنگستروم با استفاده از میکروسکوپ الکترونی X-ray بدست آمده است. مولکولهای حیات ثابت می باشند.
زمان لازم برای انجام واکنشهای بیوشیمیاییراکسیونهای شیمیایی در سیستمهای بیولوژیکی به وسیله آنزیمها کاتالیز می شوند. آنزیمها سوبستراها را در مدت میلی ثانیه () به محصول تبدیل می کنند. سرعت بعضی از آنزیمها حتی سریعتر نیز می باشد، مثلا کوتاهتر از چند میکروثانیه (). بسیاری از تغییرات فضایی در ماکرومولکولهای بیولوژیکی به سرعت انجام می گیرد. برای مثال ، باز شدن دو رشته هلیکسی DNA از همدیگر که برای همانندسازی و رونویسی ضروری است، یک میکروثانیه طول می کشد. جابجایی یک واحد (Domain) از پروتئین با حفظ واحد دیگر ، تنها در چند نانوثانیه () اتفاق می افتد. بسیاری از پیوندهای غیر کووالان مابین گروههای مختلف ماکرومولکولی در عرض چند نانوثانیه تشکیل و شکسته می شوند. 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 می باشد که در عرض اتفاق می افتد.
انرژیما 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 می باشد. برعکس ، انرژی متوسط هر ارتعاش آزاد در یک مولکول ، خیلی کم و در حدود 0،6 کیلوکالری بر مول در 25 درجه سانتیگراد می باشد. 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 می باشد. از طرف دیگر ، پیوندهای غیر کووالانسی در سیستمهای بیولوژیکی بطور تیپیک دارای چند کیلوکالری انرژی در هر مول می باشند. بنابراین انرژی حرارتی برای ساختن و شکستن آنها کافی است. یک واحد جایگزین در انرژی ، ژول می باشد که برابر 0،239 کالری است.
ارتباطات قابل بازگشت بیومولکولهاارتباطات 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 می کنند. به علاوه ، اکثر مولکولهای بیولوژیکی و پروسه های 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 می گیرند.

فهرست مطالب:
تاریخچه دانش بیوشیمی
عناصر تشکیل دهنده ماده زنده
ایزومرهای فضایی
ایزومر نوری
ایزومر هندسی
پیوندهای شیمیایی
پیوند واندروالس
پیوند یونی
پیوند هیدروژنی
پیوند هیدروفوب
PH و خاصیت اسیدی و بازی
کربوهیدارتها
مونوساکارید
ایزومری در مونوساکارید
ساختار حلقوی مونوساکاریدها
ساختار فضایی مونوساکاریدها
خاصیت احیاکنندگی
شیرینی قندها
پلی ساکاریدها
نشاسته
لیپیدها
اسیدهای چرب
حلالیت و صابونی شدن
انواع لیپیدها
فسفولیپیدها
اسفنگولیپیدها
لیپوپروتئین ها
پروتئینها
اسید آمینه
طبقه بندی اسیدهای آمینه
ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی اسیدهای آمینه
تتراسیون اسیدهای آمینه
پپتیدها
طبقه بندی پروتئینها
ساختار پروتئین ها
آنزیمها
طبقه بندی آنزیمها
ویژگیهای کلی
سنجش آنزیمی و عمل کاتالیزی
معادله میکائلیس-منتن
منحنی لین ویور-برگ
بازدارنده های آنزیمی
اسیدهای نوکلئیک
باز نیتروژن
باز پیریمیدین
ساختار DNA
انواع RNA در یاخته
ویتامینها و کوآنزیمها
تیامین
نیکوتین آمید یا ویتامین B
اسید پانتوتیک
اسید فولیک
ویتامین B12
ویتامینهای محلول در چربی
ویتامین D
ویتامین E
ویتامین K
متابولیسم-اصول بیوانرژیک
متابولیسم
آنابولیسم
متابولیسم کربوهیدراتها
گلیکولیز
تخریب سایر قندها
راه پنتوز فسفات
زنجیره تنفسی-چرخه کربس
مولکول پیروات
چرخه کلی اکسیلات
زنجیره تنفسی (انتقال الکترون و فسفریلاسیون اکسایش)
سیستم انتقال الکترون
ترکیب سیستم انتقال الکترون
فسفریلاسیون اکسایش
فتوسنتز
سایر ترکیبات فتوسنتزی
فسفریلاسیون نوری
و...

بیوشیمی

کربوهیدرات

ایزومر

لیپید

پپتید

کربوهیدرات

فسفریلاسیون

پروتئین

آنزیم

کوآنزیم

ویتامین

اسید چرب

اسید نوکلئیک

DNA

RNA

آنزیم

انتقال الکترو

مقاله