دانلود مقاله بیوشیمی

بیوشیمی علمی است که درباره ترکیبات و واکنشهای شیمیایی در موجودات زنده بحث می‌کند.
دید کلی
اساس شیمیایی بسیاری از واکنشها در موجودات زنده شناخته شده است.

کشف ساختمان دو رشته‌ای دزاکسی ریبونوکلئیک اسید (DNA) ، جزئیات سنتز پروتئین از ژنها ، مشخص شدن ساختمان سه بعدی و مکانیسم فعالیت بسیاری از مولکولهای پروتئینی ، روشن شدن چرخه‌های 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 می‌یابند، تشکیل یافته‌اند.

انتقال اطلاعات ژنتیکی از DNA به ریبونوکلئیک اسید )(RNA( و پروتئین در تمامی ارگانیسمها به صورت یکسان صورت می‌گیرد.

آدنوزین تری فسفات (ATP) ، فرم عمومی انرژی در سیستمهای بیولوژیکی ، از راههای مشابهی در تمامی جانداران تولید می‌شود.

تاثیر بیوشیمی در کلینیک
مکانیسمهای مولکولی بسیاری از بیماریها ، از قبیل بیماری کم خونی و اختلالات ارثی متابولیسم ، مشخص شده است.

اندازه گیری فعالیت آنزیمها در تشخیص کلینیکی ضروری می‌باشد.

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.

در کشاورزی نیز از تکنولوژی DNA نوترکیب برای تغییرات ژنتیکی روی ارگانیسمها استفاده می‌شود.
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 می‌شود؟

به چه صورت سلولها با همدیگر به صورت یک اندام پیچیده درمی‌آیند؟

چگونه رشد سلولها کنترل می‌شود؟

علت سرطان چیست؟

مکانیسم حافظه کدام است؟

اساس مولکولی اسکیزوفرنی چیست؟

مدلهای مولکولی ساختمان سه بعدی
وقتی ارتباط سه بعدی بیومولکولها و نقش بیولوژیکی آنها را بررسی می‌کنیم، سه نوع مدل اتمی برای نشان دادن ساختمان سه بعدی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
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 می‌شود.

رنگ مدلهای اتم طبق قرارداد مشخص می‌شود.

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)
ساده‌ترین مدل مورد استفاده است و تنها شبکه مولکولی را نشان می‌دهد و اتمها به وضوح نشان داده نمی‌شوند.

این مدل ، برای نشان دادن ماکرومولکولهای بیولوژیکی از قبیل مولکولهای پروتئینی حاوی چندین هزار اتم مورد استفاده قرار می‌گیرد.

فضا
در نشان دادن ساختمان مولکولی ، بکار بردن مقیاس اهمیت زیادی دارد.

واحد آنگستروم ) (، بطور معمول برای اندازه‌گیری طول سطح اتمی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

برای مثال ، طول باند C _ C ، مساوی 1،54 آنگستروم می‌باشد.

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 می‌باشند.

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) می‌باشند.

برای مثال قطر گلبولهای قرمز حدود 7μm است.

میکروسکوپ نوری حداقل تا 2000 آنگستروم قابل استفاده است.

مثلا میتوکندری را می‌توان 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 می‌باشند.

زمان لازم برای انجام واکنشهای بیوشیمیایی راکسیونهای شیمیایی در سیستمهای بیولوژیکی به وسیله آنزیمها کاتالیز می‌شوند.

آنزیمها سوبستراها را در مدت میلی ثانیه () به محصول تبدیل می‌کنند.

سرعت بعضی از آنزیمها حتی سریعتر نیز می‌باشد، مثلا کوتاهتر از چند میکروثانیه ().

بسیاری از تغییرات فضایی در ماکرومولکولهای بیولوژیکی به سرعت انجام می‌گیرد.

برای مثال ، باز شدن دو رشته هلیکسی DNA از همدیگر که برای همانندسازی و رونویسی ضروری است، یک میکروثانیه طول می‌کشد.

جابجایی یک واحد (Domain) از پروتئین با حفظ واحد دیگر ، تنها در چند نانوثانیه () اتفاق می‌افتد.

بسیاری از پیوندهای غیر کووالان مابین گروههای مختلف ماکرومولکولی در عرض چند نانوثانیه تشکیل و شکسته می‌شوند.

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 می‌باشد که در عرض اتفاق می‌افتد.

انرژی ما 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 می‌باشد.

برعکس ، انرژی متوسط هر ارتعاش آزاد در یک مولکول ، خیلی کم و در حدود 0،6 کیلوکالری بر مول در 25 درجه سانتیگراد می‌باشد.

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 می‌باشد.

از طرف دیگر ، پیوندهای غیر کووالانسی در سیستمهای بیولوژیکی بطور تیپیک دارای چند کیلوکالری انرژی در هر مول می‌باشند.

بنابراین انرژی حرارتی برای ساختن و شکستن آنها کافی است.

یک واحد جایگزین در انرژی ، ژول می‌باشد که برابر 0،239 کالری است.

ارتباطات قابل بازگشت بیومولکولها ارتباطات 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 می‌کنند.

به علاوه ، اکثر مولکولهای بیولوژیکی و پروسه‌های 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 می‌گیرند.

بیوشیمی بالینی بیوشیمی بالینی یا بیوشیمی کلینیکی یکی از رشته‌های علوم پزشکی است.

این علوم بر پایه آزمایشهایی استوار است که بر اساس آنها در نتیجه تشخیص اختلالات در مقدار مواد تشکیل دهنده بدن ، بیماریهای مرتبط با آنها شناخته می‌شود.

دید کلی اینک در عصر تسخیر فضا و پیوند اعضا ، بیوشیمی یکی از پیشرفته‌ترین علومی است که دنیای بی‌جان شیمی را را با دنیای زیست شناسی پیوند داده و ثابت کرده است که بسیاری از بیماریها حتی بازتابهای روانی ، نتیجه تغییرات شیمیایی مواد تشکیل دهنده بدن انسان است و فیزیو پاتولوژی این مواد و ارگانهای وابسته به شناخت بیماریها و درمان آنها کمک شایانی می‌کند.

امروزه دانش جدید بیوشیمی بالینی به مثابه چراغ پرفروغی ، فرا راه پزشکان در شناخت بسیاری از بیماریها قرار گرفته است.

پیشرفتهای تکنیکی و فنی در اندازه‌گیری آنزیمها ، هورمونها ، الکترولیتها و متابولیتهای با مقادیر کم و رابطه انکار ناپذیر تغییرات این مواد با ایجاد بیماریهای گوناگون وسعت بی‌نظیری به این رشته از علوم پزشکی داده است.

آب مورد استفاده در آزمایشگاههای بالینی آب بر حسب درجه خلوص و نوع آن که در آزمایشگاهها مصرف می‌شوند عبارتند از: آب معمولی ، آب مقطر ، آب دیونیزه و آب استریل .

برای حل نمودن سرمهای تجارتی که جهت کنترل بکار می‌روند، ساختن محلولهایی استاندارد ، محلولهای مورد آزمایش الکترولتها و رقیق نمودن سرم بیماران باید از آب دیونیزه استفاده کرد.

آبی که در آزمایشگاههای تشخیص طبی بکار می‌رود باید دارای خواص زیر باشد: فلزات سنگین آن از 0.01 میلیگرم در لیتر بیشتر نباشد و PH آن بین 7 - 6 باشد.

ریاضیات در بیوشیمی بالینی نوشتن جواب آزمایشات با ارقامی که ارزش دارند مساله مهمی در کار آزمایشگاههای تشخیص طبی می‌باشد.

بطور کلی بیوشیمی کلینیکی ، نوشتن جواب آزمایشها با حذف ارقام بدون ارزش با توجه و اندازه آن آزمایش صورت می‌گیرد.

مثلا در نوشتن جواب آزمایشهای گلوکز ، کلسترول و اوره می‌توان ارقاع اعشاری را حذف کرد.

ولی در گزارش دادن نتایج اندازه‌گیری کراتین و پتاسیم ، اعداد اعشاری نیز باارزش هستند و نباید حذف یا کامل شوند.

جمع آوری و نگهداری نمونه‌ها جمع آوری و نگهداری نمونه‌ها یکی از مهمترین کارهای اولیه آزماشیگاه کلینیکی است.

گرفتن خون با وسایل تمیز استریل ، جمع آوری و دقت در نوشتن نام بیمار ، زمان گرفتن نمونه ، نمره گذاری لوله ، استفاده از مواد ضد انعقاد مناسب و سانتریفوژ کردن به موقع خون از اعمالی است که از بسیاری از اشتباهات اساسی آزمایشگاه جلوگیری می‌کند.

لوازم شیشه‌ای آزمایشگاه لوازم شیشه‌ای که در آزمایشگاههای تشخیص طبی وجود دارند عبارتند از: لوله آزمایش ، پی‌پت ، بورت ، بالن ژوژه ، قیف و ...

.

جنس شیشه بسیار مهم بوده و برای کاربرد آنان باید اطلاعاتی در این زمینه داشت.

پیپت برای نقل انتقال محلولها با حجم معین بکار می‌رود.

بورت برای اندازه‌گیری حجمها بکار می‌رود.

با داشتن بهترین تکنسینها ، بدون داشتن وسایل نمی‌توان جوابهای درستی به دست آزمایش شونده داد.

جدا کردن پروتئینهای پلاسما در برخی از آزمایشهای بیوشیمی ، وجود پروتئین ، ایجاد کدورت ، رسوب ، تعلیق مواد و تداخل در عده‌ای از واکنشهای شیمیایی می‌نماید.

به همین جهت در انجام آن سری از آزمایشها در خون ، ادرار و مایع نخاعی لازم است.

پروتئینها را می‌توان به طرق مختلفی جدا کرد.

مثل جذب آن بوسیله کائولن ، میکرودیفوژن ، دیالیز نمودن ، اولترافیلتراسیون و یا دناتوره کردن بوسیله حرارت که اینها روشهای فیزیکی هستند.

از طریق شیمیایی نیز می‌توان پروتئینها را رسوب داد مانند استفاده از واکنش بین آنتی ژن و آنتی کور.

روشهای آزمایشگاهی روشهای بسیاری در آزمایشگاهی تشخیص طبی وجود دارد از روشهای مورد استفاده در آزمایشگاهها می‌توان موارد زیر انجام برد: تجزیه وزنی ، تجزیه حجمی ، سنجش کدورت ، اسپکتروفوتومتری ، فیلم فوتومتر ، فلوئورومتر ، الکتروفورز ، کروماتوگرافی و ...

آزمایشهای فعالیت کلیوی عمل کلیه‌ها خارج نمودن مواد زیر از بدن و حفظ و جذب دوباره بعضی از مواد حیاتی مثل الکترولیتها می‌باشد.

بیماریهای کلیوی به سه دسته تقسیم می‌شوند: بیماریهایی که مستقیما به اعمال کلیه‌ها مربوط نمی‌شوند، بیماریهای مربوط به کلیه‌ها و بیماریهای که بعد از خروج ادرار از کلیه‌ها اتفاق می‌افتد مانند غده‌های سرطانی مثانه.

آزمایشهایی که در آزمایشگاههای تشخیص طبی برای سنجش فعالیت کلیه انجام می‌شود به قرار زیر است، آزمایشهای مربوط به میزان تصفیه گلومرولی ، آزمایشهای مربوط به فعالیت لوله‌های نفرون و آزمایشهای تجزیه کامل ادرار.

آزمایشهای کبدی اعمال کبد به صورت زیر است: ساختن بسیاری از مواد مهم بدن مثل پروتئینها ، کلسترول ، اوره و ...

، ساختن فاکتورهای انعقاد خون ، ذخیره نمودن بعضی از مواد مثل گلیکوژن ، غیر سمی نمودن بعضی از مواد متابولیزمی و داروها .

آزمایشهایی که در مورد عملکرد کبد انجام می‌شود به صورت زیر است: اندازه‌گیری بیلی‌روبین پلاسمای خون ، تشخیص بیلی‌روبین ادرار ، اندازه ‌گیری اوربیلی‌نوژن در ادرار و مدفوع ، سنجش آمونیاک و اوره خون و سایر مایعات بدن ، آزمایشهای فلوکولاسیون ، سنجش مقدار آنزیمهای آلکالین فسفاتاز و آلدولاز و آنزیمهای دیگر.

آزمایشهای مربوط به الکترولیتها زندگی یک سلول زنده در رابطه با متابولیزم آب و الکترولیتها ، بستگی به سه عامل مهم دارد: تنظیم PH و یا در حقیقت ثابت نگهداشتن رابطه بین اسید و باز مایعات بدن ، تنظیم مقادیر کاتیونها و آنیونها در مایعات بدن و تنظیم فشار اسمزی مایعات بدن.

اندازه ‌گیری الکترولیتهای بدن ارزش حیاتی داشته و باید در کمال دقت و درستی انجام شود.

لوله‌های نمونه برداری ، ظروف آزمایش باید تمیز و عاری از هر نوع آلودگی باشند.

آزمایشهایی که در مورد الکترولیتها صورت می‌گیرد، عبارتند از: آزمایش اندازه ‌گیری سدیم ، پتاسیم ، فسفر ، کلر ، بی‌کربنات ، فشار اکسیژن ، فشار دی‌اکسید کربن و ارتباط بیوشیمی بالینی با سایر علوم بیوشیمی بالینی علم در حال رشدی است که با بسیاری از علوم ارتباط دارد از جمله است: زیست شناسی ، شیمی ، پزشکی ، علوم آزمایشگاهی و ...

بیوشیمی ساختمانی بیوشیمی ساختمانی شاخه‌ای از بیوشیمی است که به بررسی اجزای تشکیل دهنده ماکرومولکولها و مواد تشکیل دهنده سلولها و ساختمان و شکل آنها می‌پردازد.

این شاخه در ارتباط گسترده با متابولیسم مواد سلولی است.

دید کلی سلولها از بیومولکولهای متعددی ساخته شده‌اند که هر کدام دارای وظایف منحصر به فردی هستند.

بین ساختمان و عملکرد ماکرومولکولها ارتباط مستقیمی وجود دارد.

پروتئینها از ترکیب اسیدهای آمینه تشکیل شده‌اند که بسته به توالی اسیدهای آمینه و پیوندهای شرکت کننده در ساختمان آنها به شکلهای مختلف دیده می‌شوند و وظایف مربوط بخود را انجام می‌دهند.

بطور مشابه ، اعمال اختصاصی پلی‌ساکاریدها ، اسیدهای نوکلئیک و لیپیدها را می‌توان به عنوان نمای مستقیمی از ساختمان شیمیایی آنها به همراه زیر واحدهای مونومری مشخص آنها درک نمود که به شکل پلیمرهای وظیفه‌دار دقیقی به یکدیگر متصل شده‌اند.

برای هر کلاس مولکولها ، یک سلسله مراتب ساختمانی وجود دارد که در آن زیر واحدهایی با ساختمان مشخص توسط پیوندهایی با انعطاف پذیری محدود به یکدیگر متصل شده تا ماکرمولکولهایی ایجاد نماید که ساختمان سه بعدی آنها توسط واکنشهای متقابل ضعیف تعیین می‌گردد.

سپس این ماکرومولکولها با یکدیگر واکنش نموده تا ساختمانهای سوپرامولکولی و اندامکهای سلولی را ایجاد نمایند که به سلول امکان انجام اعمال متابولیکی متعدد را بدهند.

هیدراتهای کربن هیدراتهای کربن از مولکولهای مهم حیاتی هستند که به شکل ذخایر انرژی ، سوخت ، واسطه‌های متابولیکی و همچنین در ساختار RNA ، DNA و دیواره سلولی باکتریها ، گیاهان و اسکلت خارجی سخت پوستان یافت می‌شوند.

همچنین به شکل متصل به چربیها و پروتئینها در سلول وجود دارند.

هیدراتهای کربن در سه گروه عمده مونوساکاریدها ، اولیگوساکاریدها و پلی‌ساکاریدها ، قرار می‌گیرند.

مونوساکاریدها آلدئید یا کتونهایی هستند که دارای دو یا چند گروه هدروکسیل می‌باشند.

از مهمترین مونوساکاریدها می‌توان به گلوکز ، فروکتوز و گالاکتوز اشاره کرد.

ساکارز ، لاکتوز و مالتوز از فراوانترین دی‌ساکاریدها در طبیعت هستند.

از پلی‌ساکاریدهای مهم می‌توان گلیکوژن ، نشاسته و سلولز را نام برد.

علاوه بر این قندها ، مشتقات قندها نیز به صورت فراوان یافت می‌شوند.

لیپیدها لیپیدها مولکولهای زیستی آلی و نامحلول در آب هستند که در ساختمان غشاهای سلولی شرکت دارند.

همچنین ذخیره کننده و انتقال دهنده مواد سوختی متابولیسمی می‌باشند.

به علاوه به شکل پوشش مخاط سطحی در بسیاری از موجودات عمل می کنند.

و به عنوان جزئی از بخش سطحی سلول در شناسایی سلول ، ویژگی گونه‌ای و خصوصیات ایمنی بافتها شرکت دارند.

لیپیدها از ترکیب اسیدها چرب و الکلها ایجاد شده‌اند.

لیپیدها دو دسته هستند.

لیپیدهای مرکب مانند فسفولیپیدها ، اسفنگولیپیدها ، مومها و لیپیدهای ساده مانند تری گلیسریدها.

اسیدهای آمینه آنالیز پروتئینها نشان داده است که پروتئینها اکثرا شامل 20 نوع اسید آمینه استاندارد هستند.

به جز پرولین که گروه آمین آن از نوع ثانویه است سایر اسید‌های آمینه ، α- آمینواسید می باشند.

اسیدهای آمینه به چند گروه غیر قطبی ، آروماتیک ، قطبی بدون بار و قطبی باردار ، تقسیم بندی می‌شوند.

اسیدهای آمینه علاوه بر شرکت در ساختمان پروتئینها به عنوان واسطه‌های واکنشهای متابولیسمی نیز فعالیت می‌کنند.

پپتیدها و پروتئینها پلیمریزاسیون L - آلفا آمینواسیدها توسط پیوندهای پپتیدی ، اساس ساختمان پپتیدها و پرتئینها می‌باشد.

پیوند پپتیدی یک اتصال CO-NH است.

بسیاری از هورمونها و ناقلین عصبی یا تنظیم کننده‌های عصبی و برخی آنتی بیوتیکها ساختار پپتیدی دارند.

پروتئینها دارای 4 نوع ساختمان هستند که در هر ساختمان پیوندهای منحصر به فردی شرکت دارند.

پروتئینها را به دو گروه پروتئینهای ساده و ترکیبی تقسیم بندی می‌کنند.

از پروتئینهای ساده می‌توان به فیبرینوژن ، میوزین ، اکتین ، کلاژن و کراتین اشاره کرد.

پروتئینهای ترکیبی علاوه بر زنجیره پلی‌پپتیدی حاوی یک بخش غیر پروتئینی هم هستند که سیتوکرومها ، کاتالازها ، پراکسیدازها و هموگلوبین جزء این پروتئینها هستند که نقشهای کلیدی را در واکنشهای سلولی بر عهده دارند.

آنزیمها بیشتر آنزیمها ساختار پروتئینی دارند و باعث افزایش سرعت واکنشهای بیوشیمیایی به میزان 1012 - 106 برابر در مقایسه با واکنشهایی می‌گردند که در غیاب آنزیم انجام می‌گیرند.

اتصال سربسترا به آنزیم مستلزم مکمل بودن سوبسترا از نظر شکل فضایی و همچنین بار الکتریکی با مکان فعال آنزیم است.

بر حسب ویژگی کاتالیز آنزیمی آنها را به 6 گروه اصلی اکسیدوردوکتازها ، ترانسفرازها ، هیدرولازها ، لیازها ، ایزومرازها و لیگازها ، طبقه بندی می‌کنند.

اسیدهای نوکلئیک اسیدهای نوکلئیک شامل DNA و انوع RNAها می‌باشند.

واحدهای مونومری DNA دزاکسی ریبونوکلئوتیدها هستند.

نوکلئوتیدها در واکنشهایی شرکت می‌کنند که اعمال فیزیولوژیک بسیار متنوعی از قبیل سنتز پروتئین و اسید نوکلئیک ، واکنشهای زنجیره‌ای تنظیمی و انتقال سیگنال داخل سلولی و بین سلولی را شامل می‌شوند.

مولکول DNA به عنوان واحد وراثتی محسوب می‌شود که از روی آن RNA که نسخه برداری شده و در ساختار ریبوزوم و پروتئین سازی ، استفاده می‌شود.

ویتامینها ویتامینها ترکبات آلی غیر از کربوهیدراتها ، لیپیدها و پروتئینها هستند که در طبیعت توسط تک یاخته‌ها ، سلولهای گیاهی و سلولهای تعدادی از جانداران تکامل یاخته ساخته می‌شوند.

چون سلولهای بدن انسان قادر به ساختن ویتامینها نیستند.

نیاز بدن به ویتامین باید از محیط زیست و به مقادیر لازم توسط مواد غذایی تامین گردد.

ویتامینها بیشتر در ساختار کو آنزیمها شرکت می‌کنند.

ویتامینها در دو گروه ویتامینهای محلول چربی (A ، E ، K و D) و ویتامینهای محلول در آب (B و C) قرار می‌گیرند.

ارتباط با سایر علوم بیوشیمی ساختمانی با بسیاری از علوم از بیوشیمی گیاهی ، بیوشیمی بالینی ، زیست شناسی سلولی ، ژنتیک و فیزیولوژی گیاهی ارتباط دارد.

بیوشیمی گیاهی بیوشیمی گیاهی شاخه‌ای از بیوشیمی است.

دانشی است تجربی که هدف آن بررسی طبیعت و مکانیسم واکنشهای شیمیای ویژه‌ای است که در گیاهان روی می‌دهند.

این شاخه از علوم ، دانشی نو‌ظهور است که در حال تکامل می‌باشد.

دید کلی گیاهان که منبع غذاها ، داروها و تعداد بیشماری از مواد آلی گوناگون هستند، در حقیقت گنجینه‌ای عظیم از ثروت پنهانی بشمار می‌روند که پیوسته تجدید می‌شوند.

گیاهان علاوه بر آنکه نقش تلمبه آب بی‌اندازه پرتوانی را میان خاک و جو ایفا می‌کنند.

با بقایای فسیلی خود منشا منابع لازم برای تمدن کنونی هستند.

سلول گیاهی آزمایشگاه بنیادی این کارخانه شگرف ترکیبات آلی است.

مهم آن است که تعیین شود گیاه با چه فرآیندهایی (فتوسنتز ، تعرق و (واکنشهای متابولیسمی|متابولیسم))) دگرگونی‌های متعددی را باعث می‌شود که از چند ماده ساده آغاز می‌شوند و به تعداد بیشماری از پیچیده‌ترین مواد آلی حاصل از متابولیسم گیاهی می‌رسند.

برخی از فرآیندها مانند فتوسنتز یا چرخه‌های تحولات نیتروژن و گوگرد ، خصلتی عام دارند که به مولکولهای ساده متابولیسم اولیه مانند قندها و آمینو اسیدها و ...

که در همه گیاهان مشترک هستند منجر می‌شوند.

فرایندهای دیگر ، برعکس ، اختصاصی‌تر هستند و به فرآورده‌های متابولیسم ثانویه حاصل از استفاده مواد متابولیسم اولیه ، می‌انجامد.

چنین است قلمرو بیکران و هیجان ‌انگیز بیوشیمی گیاهی که هدف آن پاسخ به این پرسش معقول است که پدیده‌ها چگونه روی می‌دهند، بی‌آنکه بخواهد به پرسش غایت‌گرانه چرا پاسخ دهد.

مباحثی که در بیوشیمی گیاهی بحث می‌شوند، در زیر شرح داده می‌شوند.

نقش آب در گیاهان آب لازمه زندگی است.

زندگی در دریاها تولد ‌یافته و واکنشهای متابولیسمی ، مانند ساختارهایی که پایه و اساس این واکنشها هستند فقط در محیط آبکی انجام ‌پذیر هستند.

آب در گیاهان علفی و اندامهای جوان در نگهداری حالت تورژسانس دخالت دارد.

آب به عنوان متابولیت در تهیه هیدروژن لازم برای ساختن زنجیره‌های هیدروکربنی دخالت دارد.

آب در پدیده فتوسنتز نقش کلیدی دارد.

آب از طریق تارهای کشنده ریشه جذب شده و از طریق آوندهای چوبی به تمام قسمت‌های گیاه منتقل شده و اعمال خود را انجام می‌دهد.

فتوسنتز فتوسنتز که در کلروپلاست‌ها صورت می‌گیرد عبارت است از تشکیل قندها از H2O و CO2 به کمک انرژی نوری جذب شده بوسیله کلروفیل و رنگیزه‌های فرعی.

مباحثی که در مورد فتوسنتز در بیوشیمی گیاهی بحث می‌شود به صورت زیر است.

شرایط فتوسنتز ، مراحل مختلف اخذ انرژی نوری و تبدیل آن به انرژی شیمیایی ، احیای CO2 به قند سه کربنی و در نهایت تشکیل قندهای مختلف از قند اولیه است.

بازده فتوسنتز چه از ساخت قندها و چه از نظر میزان انرژی تولیدی در گیاهان مختلف ، متفاوت است.

تنفس در گیاهان پدیده‌های تنفس با مصرف اکسیژن و دفع دی‌اکسید کربن همراه هستند، این پدیده‌ها شامل تجزیه متابولیت‌های کربن‌دار است که سرانجام پس از اکسایش به H2O و CO2 تبدیل می‌شوند.

این اکسایش همراه با آزاد کردن انرژی است که به صورت ATP ذخیره می‌شود.

در گیاهان دو نوع تنفس دیده می‌شود: تنفس در همه موجودات زنده مشترک است و در تاریکی و روشنایی انجام می‌شود و تنفس نوری که فقط در روشنایی انجام می‌شود.

تغذیه نیتروژنی گیاهان در گیاهان ، ترکیبات نیتروژن‌دار که از مواد اساسی سازنده موجودات زنده هستند، از مولکولهای کانی ساده ساخته می‌شوند.

مشتقات نیتروژندار از دو نظر حائز اهمیت هستند، از نظر کمی که ترکیبات نیتروژندار 30 - 6 درصد وزن خشک گیاهان را تشکیل می‌دهند و از نظر کیفی که نیتروژن در ساخت بسیاری از ترکیبات اساسی متابولیسم مانند آنزیمها ، اسیدهای نوکلئیک و ...

شرکت دارد.

مباحثی که در این مورد در بیوشیمی گیاهی وجود دارد شامل منابع نیتروژن ، استفاده گیاهان از نیتروژن هوا ، شکلهای مختلف ازت و ...

است.

تغذیه گوگردی گیاهان ترکیبات گوگردی بسیار فراوان هستند و در همه موجودات زنده یافت می‌شوند، ولی تنها گیاهان و میکروارگانیزم‌ها می‌توانند از یونهای سولفات خاک استفاده کرده و آنها را احیا کنند.

مباحثی که در بیوشیمی گیاهی درباره این تغذیه مطرح می‌شود شامل منابع گوگرد ، استفاده از سولفات‌ها ، احیای سولفات فعال ، ورود سولفورها در ترکیبات آلی و ...

می‌باشد.

بیومولکولها تمام بیومولکولها از جمله کربوهیدراتها ، پروتئینها ، لیپیدها و اسیدهای نوکلئیک در بیوشیمی گیاهی بحث می‌شوند.

که شامل شکل و ساختمان این ترکیبات و مشتقات مختلف آنها ، وظایف و نقش آنها در گیاه و متابولیسم این مواد می‌باشد.

ترکیبات معطر بیوسنتز حلقه معطر یکی از فرایندهای اساسی در بیوشیمی گیاهی است.

از مهمترین ترکیبات معطر می‌توان لیگنین (ماده سازنده چوب) و همچنین بسیاری از اسانسها ، فلاونها ، آنتوسیانها و اسیدهای آمینه واجد حلقه‌های معطر (فنیل آلانین و ترپیتوفان) و ...

اشاره کرد.

مواردی مانند تشکیل حلقه معطر ، انواع حلقه معطر ، نقش و متابولیسم آنها در بیوشیمی گیاهی بحث می‌شوند.

ترپنها و آلکالوئیدها تنوع قابل توجه انواع که در گیاهان دیده می‌شود، نمونه تازه‌ای از امکانات شیمیایی کارخانه گیاهی است.

ترپنوئیدها با آلکالوئیدها و افلانوئیدها جزو مواد ثانویه متابولیسم قرار داده می‌شوند.

بعضی از ترپنوئیدها در پدیده فتوسنتز شرکت می‌کنند و چند هورمون گیاهی ، ساختار ترپنی دارند.

در حال حاضر بیش از 2000 آلکالوئید شناخته شده‌اند و به علت خواصشان مورد توجه داروسازان قرار گرفته‌اند.

مواردی مانند ساختمان این ترکیبات ، چگونگی سنتز و متابولیسم این مواد در بیوشیمی گیاهی بحث می‌شوند.

بیوشیمی رشد و نمو گیاهی مجموعه پدیده‌هایی که با افزایش طول گیاه همراه است نمو نامیده می‌شود.

نمو اندامهای گیاهی مانند نمو گیاه کامل با افزایش نمایی مشخص می‌گردد و بعد هر چه گیاه به حد بلوغ نزدیک می‌شود به همان نسبت نمو اندامهای کاهش می یابد.

مواردی مانند سنتیتک رشد ، تروپسیم‌ها ، انواع هورمونهای گیاهی و ساختار و نقش فیزیولوژیک آنها در گیاهان ، تشکیل گل و مکانیسمهای موثر بر آن و ...

در بیوشیمی گیاهی بحث می‌شوند.

ارتباط بیوشیمی گیاهی با سایر علوم بیوشیمی گیاهی با بسیاری از علوم از جمله فیزیولوژی گیاهی ، زیست شناسی سلولی و مولکولی ، ژنتیک و بیوشیمی ارتباط دارد.

اخبار جدید بیوشیمی : ساخت دستگاه اندازه گیری فاکتورهای بیوشیمی خون در ایران دستگاه اندازه گیری فاکتورهای بیوشیمی خون به همت محققان اصفهانی ساخته شد.

سازنده دستگاه اتوآنالیزر گفت : کاربرد این دستگاه در آزمایشگاه تشخیص طبی به منظور اندازه گیری فاکتورهای بیوشیمی خون می باشد.

مرتضی فلاح افزود: دستگاه اتوآنالیزر تماما به صورت خودکار و بدون دخالت دست ، فاکتورهای انعقادی خون را مورد آزمایش قرار می دهد که در مقایسه با دستگاه های رومیزی از سرعت و دقت بیشتری برخوردار بوده و احتمال آلودگی اپراتور را نیز در بر ندارد.

فلاح با بیان این که برای ساخت دستگاه اتو آنالیزر 5سال کار تحقیقاتی و هزار ساعت نفر کار مهندسی انجام شده است تصریح کرد: این دستگاه از تکنولوژی بسیار بالایی برخوردار است در حالی که در دنیا تنها چند کشور محدود از جمله امریکا و ژاپن به ساخت چنین دستگاهی اقدام کرده اند ، ما در کشورمان توانستیم با وجود پیچیدگی کار این دستگاه را بسازیم.

نتایج نوید بخش واکسن ژنتیکى مقابله با آلرژى آزمایش هاى اولیه یک واکسن ضد آلرژى که پژوهشگران علوم پزشکى به کمک شیوه هاى مهندسى ژنتیک طراحى کرده اند،به نتایج امیدوارکننده اى منجر شده است .

نشریه بولتن بیوتکنولوژى ،وابسته به دفتر همکاریهاى فناورى و ریاست جمهورى ،در شماره ۹۵ خود افزود : در جریان این آزمایش ها،که در اتریش ، سوئد و فرانسه انجام شد،این واکسن به طور چشمگیرى از حساسیت افراد مورد آزمایش به گرده گیاهان کاست این گروه از پژوهشگران مىگوید،هم اکنون سرگرم توسعه واکسن هاى ژنتیکى دیگرى براى مقابله با انواع دیگر آلرژى هاست .

نتایج این تحقیقات در نشریه "اقدامات آکادمى ملى علوم "منتشر شده است .

بنا به تخمین ها هم اکنون یک چهارم جمعیت جهان از نوعى آلرژى رنج مىبرند، که برخى از آنها مانند "آسم " ،جان بیماران را تهدید مىکند.

آلرژى اساسا ناشى از واکنش افراطى سیستم دفاعى بدن به ماده اى است که در واقع بىخطر است .

کار واکسن هایى که براى مقابله با بیماریهایى مانند سرخک یا فلج اطفال تجویز مىشود، این است که سیستم دفاعى بدن را تحریک کنند.اما واکسن آلرژى باید عکس آن را انجام دهد وبه گفته سرپرست این گروه از پژوهشگران از دانشکده پزشکى وین ،شعله سیستم دفاعى بدن را پایین بکشد.

تیم تحقیقاتى به کمک مهندسى ژنتیک نمونه اى از گرده درخت غان را طراحى کرده است که در بدن افراد مبتلا به آلرژى ،پادتن هایى تولید مىکند که از شدت واکنش سیستم دفاعى بدن مىکاهد.

این محصول همچنین از شدت واکنش سیستم دفاعى بدن به برخى از انواع دیگر گرده هاى آلرژى زا میکاهد.

البته شیوه هایى براى درمان آلرژى که از همین اصول استفاده مىکند وجود دارد اما با این که این شیوه ها مىتواند کاملا موثر باشد اما گاه عوارض جانبى جدى به همراه دارد.

پژوهشگران دانشگاه وین به کمک مهندسى ژنتیک موفق شده اند ضمن حفظ تاثیراین شیوه هاى درمانى ،عوارض جانبى آنها را حذف کنند.

آنها همچنین نمونه هایى از سایر مواد الرژى زا را ساخته اند و قصد دارنداین مساله را که آیا این مواد نیز به عنوان واکسن قابل استفاده هستند یا خیر ،بررسى کنند.

تشخیص‎ زود هنگام‎ اختلالات‎ ژنتیکی‎ جنین واشنگتن‎ ـ شیوه‎ جدیـدی‎‎ بـرای آزمـایـش‎ در دوران‎‎ جنینی‎ ابداع شده‎‎‎ است‎ که به پزشکـان امکان‎‎ می‎‎ دهد اختـلالات‎ ژنتـیکـی جـنیـن را زودتر تشخیص‎ دهند.

به‎‎ گزارش‎ پایگاه اینترنتی‎‎‎ سی بی اس‎ نیـوز, آزمایش‎ ترانس‎ لوسنسی‎ نـوکـال‎ بـا تصـویـر برداری‎ از جنین‎‎ و سنجش‎ میزان ضخامت‎‎ پوسـت پشت‎ گردن‎‎‎ جنین و برخی‎ آزمایشهای‎ دیگر خون به‎ پزشکان‎‎‎این امکان رامی‎ دهد تـا اختـلالات‎ ژنتیکی‎‎ را از 11 هفتگی تشخیص‎ دهند.

پیشتر چنین‎ امکانی‎ وجود نداشت‎.

مطالعات‎ نشان‎ می‎‎ دهد کودکانی که‎‎ مبتلا بـه سندرم‎ داون‎‎ هستند در دوران جنینی‎ یک‎ لایـه‎ اضافی‎ پوست‎‎ در پشت گردن‎‎ دارند که‎ با ایـن شیوه‎‎ جدید این‎‎ نشانه را می‎ توان در اوایل‎ بارداری‎ تشخیص‎ داد.

پزشکان‎ ابراز امیدواری‎ کـرده‎انـد در صـورت‎ فراگیر شدن‎‎‎ این آزمایش‎ دیگرسن مادر معیاری‎ برای‎‎ تعیین‎ نوع آزمایش‎ نباشد و بسیاری از مادران‎ با کسب‎ اطلاعات‎ صحیح‎ و زود هنگام‎از وضع‎ نوزاد خـود آرامـش‎ خـاطر بیشـتـری‎ در مدت‎ دوران‎ بارداری‎ خواهند داشت عامل سکته های ناگهانی قلب کلامدیا مینو مینا عارضه سکته ناگهانی در افرادی که فشار خون، کلسترول، تری گلیسیرید و وزن طبیعی داشته و سیگار نیز نمی‌کشند مدتها مورد توجه جامعه پزشکی بود که در این پژوهش موفق شدیم با بررسی رگ آئورت 200 نفر از قربانیان این عارضه عامل بروز آن را که میکروبی موسوم به «کلامدیا مینومینا» است شناسایی کنیم.

دکتر بهرمند با اشاره به اینکه این میکروب از جمله میکروبهای شناخته شده بوده‌است تصریح کرد: بر روی رگ آئورت قلب بیماران مورد بررسی که عمدتا سن کمی داشته و دارای هیچ یک از فاکتورهای خطر سکته قلبی نبوده‌اند، زخمهایی مشاهده شد که عامل بروز آنها ورود این میکروب بوده است.

وی با اشاره به اینکه عوارض خطرناک ناشی از این میکروب قابل پیشگیری است، خاطرنشان کرد: ‌بیمارانی که در قلب خود احساس درد می‌کنند می‌توانند با مراجعه به پزشک و انجام آنژیوگرافی یا گرفتن نوار قلبی نسبت به شناسایی و درمان این بیماری اقدام کنند.

این پژوهشگر انستیتو پاستور ایران در ادامه افزود: با سه هفته مصرف مداوم داروهای داکسی سایکلین یا تتراسایکلین می‌توان این میکروب را به طور کامل از بین برد و زخمهای ایجاد شده را بهبود بخشید.

وی تصریح کرد: بیماران باید در دوره استفاده از این آنتی بیوتیکها قرصهای ویژه قلب را نیز مصرف کنند تا همزمان با از بین رفتن میکروب، مشکل قلبی آنها نیز برطرف شود.

دکتر بهرمند در پایان خاطرنشان کرد: بیمارانی که با مصرف آنتی‌بیوتیک تحت درمان قرار می‌گیرند پس از گذراندن کامل دوره درمان نیازی به عمل جراحی نداشته و می‌توانند به راحتی به زندگی روزمره خود ادامه دهند قدمت نسخ خطی به کمک علم ژنتیک تعیین میشود محققان دانشگاه کمبریج موفق به ابداع شیوه‌ای برای تعیین قدمت و منشا دقیق نسخه‌های خطی قدیمی شده‌اند.

نسخه‌های خطی قدیمی اغلب روی پوست حیوانات نوشته می‌شده‌اند و محققان دانشگاه کمبریج با آزمایش نمونه DNA پوست، می‌توانند قدمت و منشا نسخه خطی را مشخص کنند.

دکتر کریستوفر هو، استاد بیوشیمی دانشگاه کمبریج که سرپرستی این پروژه تحقیقاتی را به عهده داشته است، می‌گوید «با آزمایش نمونه DNA می‌توان گونه جانوری که پوست متعلق به آن است را مشخص کرد.

به این ترتیب اگر برای مثال شما کتابی داشته باشید که در مورد منشا آن مطمئن نباشید، می‌توانید با آزمایش DNA صفحات مختلف آن به اصالتش پی ببرید.

به گفته دکتر هو، این شیوه می‌تواند در مورد تمامی نسخ خطی به کار رود.

دکتر هو امیدوار است با تکمیل و بهبود این تکنیک، بتوان از آن برای مشخص کردن منشا و اصالت بسیاری از نسخه‌های خطی که منشایی نامعلوم دارند استفاده کرد.

تولید برق از بدن توسط تکنولوژی جدیدی که از دو لوله به قطر 7 میکرو متر تشکیل شده است می توان از بدن برق تولید کرد؛ این لوله ها با ماده ای صمغ مانند مصنوعی عایق می شوند، بطوریکه فقط سر آنها با مایعات بدن ارتباط دارد.

سپس در مکانهای اتصال، واکنشهای بیوشیمیایی صورت می پذیرد که منجر به تولید انرژی می شود.