التركيب الكيميائي للكائنات الحية

المقدمة يع��رف ت��درج الكائن��ات الحي��ة في تركيبه��ا بمب��دأ

التسلس��ل التركي��بي للكائن��ات الحي��ة أو التعض��ي ويمكن تلخيص مب����دأ التسلس����ل التركي����بي أو

التعضي كالتالي:    أجه��زةSystems أعض��اء - Organs أنس��جة –

Tissues خالي�ا – Cells عض�يات  – Organelles – Atoms – ذرات Moleculesجزئيات

ال الكائنات بعضتعضيها في تتعدىمثل الخلية مستوىوالطحالب البكتيرياالمزرقة الخضراء . الفطريات وبعضال اآلخر والبعضمستوى يتعدى

العضو.

النسيجTissue:هو عب��ارة عن مجموع��ة من الخالي��ا متش��ابهة في ال��تركيب

والوظيفة وسنتكلم عن أنواع األنسجة الحيوانية والنباتية

أعضاء

جزيئات كيميائية خاليا

انسجةكائن حي

ذرات

 أوال: ذرات العناصر التي تدخل

في: تركيب الكائن الحي

  .ال�ذرة أص�غر وح�دة ت�دخل في ت�ركيب أي عنص�ر كيمي�ائي( س�نة Niels Bohrوق�د اق�ترح ع�الم الفيزي�اء نيلس ب�ور )

م نموذج لتركيب الذرة.1913 كل عنص�ر كيمي�ائي يتك�ون من ذرات متش�ابهة. وتختل�ف عن

بعضها البعض في عدد جسيمات البروتونات وااللكترونات. .ذرات العناصر هي أبسط مكونات الكائن الحي هن�اك س�ت من العناص�ر توج�د دائم�ا وأب�دا في أي ك�ائن حي

سواء كان بكتيريا أو إنسان وهي:

األهمية الحيوية

نسبة وجوده

في جسم

اإلنسان

العناصر

الضرورية

العنصر االساسي في تركيب جميع

الجزيئات العضوية حيث يمثل

.العمود الفقري لها

18% ( C  )الكربون

ضروري للتنفس الخلوي ومكون

اساسي في تركيب الماء ومعظم

.الجزيئات العضوية

65%األوكسجين

(O)

مكون اساسي في تركيب الماء

.ومعظم الجزيئات العضوية10%

الهيدروجين

(H)

يدخل في تركيب جميع البروتينات.

.و األحماض النووية3%

  النيتروجين

(N)من مكونات األحماض النووية،

وعنصر تركيبي في العظام، وهام

.في تحويل الطاقة

1%  الفوسفور

(P)

.يدخل في تركيب معظم البروتينات 0.3%    الكبريت

(S)

العناصر المتفاوتة الوجود  Variable elements :

ناك عناصر تختلف في وجودها من كائن إلى آخر وهي: ه

األهمية الحيوية

نسبة وجوده في

جسم اإلنسان

العناصر المتفاوتة

الوجود

أيون موجب رئيسي يوجد داخل الخاليا حيث له دور هام في الوظائف العصبية ،

وانقباض العضالت.0.4% (K)البوتاسيوم

عنصر تركيبي في العظام و األسنان ، وفي جدر الخاليا النباتية. كما أن له دور

هام في توصيل التيارات العصبية ، وتجلط الدم.

1.5% (Ca )الكالسيوم

أيون موجب رئيسي له دور هام في حفظ توازن السوائل داخل وخارج الخلية ، وعنصر أساسي في توصيل التيارات

العصبية.

0.2% (Na)الصوديوم

عنصر ضروري في الدم وأنسجة الجسم. ومكون هام في العديد من األنظمة

اإلنزيمية، وفي الكلوروفيل.0.1%

M )الماغنسيومg)

أيون سالب رئيسي له دور هام في حفظ توازن السوائل داخل وخارج الخلية.

0.1% (Cl  )الكلور

يدخل في تكوين الهيموجلوبين والميوجلوبين، وفي عدد معين اإلنزيمات.

قليلة بنسب (Fe  )الحديد

هن�اك عناص�ر ض�ئيلة ج�دا ويوج�د إح�داها أو بعض�ها في كائن�اتمعينة دون غيرها وهي:

الفلزية ) (:  Trace elementsاآلثار

األهمية الحيوية اآلثار الفلزية

يدخل في تركيب هرمونات الغدة النخامية. أاليودين

يدخل في تركيب العظام واألسنان. ويساعد على مقاومة الترسبات الجيرية على األسنان. الفلورين

عنصر محفز للعديد من اإلنزيمات. الزنك

يعمل على تنشيط إنزيمات معينة. المنجنيز

تتطلب وجوده بعض اإلنزيمات في كريات الدم الحمراء. السليكون

مرافق إنزيمي لبعض اإلنزيمات. النحاس

. أخرى وعناصر

جميع هذه العناصر موجود في أرضنا التي نعيش وتعيش جميع  .الكائنات الحية عليها

ثانيا: جزئيات المركبات التي  :تدخل في تركيب الكائن الحي

.جزيئات عضوية جزيئات غير

.عضويةالكربوهيدرت

))السكرات.الماء

األمالح )الدهون ) اللبيدات.البروتينات األيونات

.األحماض النووية  

: قسمين الى تنقسم وهي

الجزئيات غير العضوية:  أ - - الماء:1

الماء مركب أساسي في مكونات الكائن الحي. الجدول اآلتي يبين متوسط النسب المئوية للجزئيات

:المختلفة التي تدخل في تركيب الكائنات الحية

النسبة المئوية

الجزيء 

80% الماء15% البروتينات3% الدهون

1%األحماض النووية، األيونات ، الكربوهيدرات

ومواد أخرى1% ألمالح غير العضوية

 2: واأليونات- األمالحفوسفات  • طبقات من فيها يترسب ما إلى العظام صالبة تعزى

الكالسيوم.من • فيها يترسب بما معززة الرخوية الحيوانات في األصداف

. الكالسيوم كربوناتالعناصر • من بعضها األمالح و األيونات تركيب في الداخلة العناصر

. الحي الكائن في الوجود المتفاوتة العناصر من واآلخر : الضرورية العضوية - الجزئيات ب

وهذه الجزيئات العضوية، غير الجزيئات من c تعقيدا أكثر العضوية . العضوية الجزيئات منها تتكون أولية مواد إال هي ما األخيرة

جميع تركيب في األساسي المكون الكربون ذرة وتعتبرتكوين على الكبيرة بقابليتها تمتاز حيث العضوية، الجزيئات

يعرف ما مكونة األخرى الكربون ذرات مع قوية تساهمية روابطالكربونية الروابط. (Carbon skeletons)بالهياكل هذه

فقد مختلفة، أشكال على تكون الكربون ذرات بين التساهميةسلسلة شكل على متفرع (Chain shape)تكون شكل أو ،

(Branched shape) حلقي شكل أو ،(Ring shape.)

:ا- الكربوهيدرات )السكريات( ( من ش��قين: كرب��ون  = Carbohydratesتتك��ون كلم��ة كربوهي��درات ) 

Carbo   =     ماءHydrates أي الكربون المتميء.

 جمي��ع الكربوهي��درات تتك��ون من الكرب��ون والهي��دروجين واألوكس��جين. يوج��د 1 هي�دروجين  :   2اله�ي�دروجي�ن واألوكس�جين ف�يه�ا بنس�بة وج�ودهم�ا في �الم�اء:  �

أوكسجين. الكربوهي�درات مك�ون أساس�ي لبعض أج�زاء الخلي�ة مث�ل الس�ليولوز و األحم�اض

النووية. مصدر رئيسي للطاقة الذي يحتاجها الكائن الحي.

 هناك ثالثة أنواع من الكربوهيدرات الموجودة في الكائنات الحية:( Monosaccharides-     السكرات االحادية ) 1( Disaccharides-     السكرات الثنائية ) 2(. Polysaccharides-     السكرات المتعددة )3

 التركيب الكيميائي لكل من هذه األنواع هو كالتالي:

-   السكرات األحادية:تتك�ون من سلس�لة ذرات الكرب�ون يتص�ل بك�ل منه�ا األوكس�جين والهي�دروجين بطريق�ة معين�ة. وهن�اك أن�و�اع ع�دة� تختل�ف ب�اخ�تالف ع�د�د ذ�رات الكر�ب�ون

المكونة للسكر:( 3(.   )عدد ذرات الكربون = Trioses السكرات األحادية الثالثية )

(. Tetrosesاألحادية الرباعية )(. Pentoseاألحادية الخماسية )

(.Hoxosesاألحادية السداسية ) (.Heptosesاألحادية السباعية )

 ومن أمثل�ة الس�كرات األحادي�ة : الرايب�وز )خماس�ي( - الجلوك�وز - الفركت�وز - المالتوز )سداسية(.

طريق�ة ت�ركيب الجزئي�ات في ه�ذه الس�كاكر تك�ون إم�ا أفقي�ة أو حلقي�ة وهي مستعملة في التعبير عن التركيب الكيميائي للجزئيات.

- السكرات الثنائية:2 تتك�ون جزيئاته�ا الثنائي�ة من وح�دتين متش�ابهتين أو مختلف�تين من الس�كرات

األحادية. ( يتك�ون من جزئي�ات ثنائي�ة يتك�ون ك�ل Maltoseسكر الش�عير )الم�التوز:

�( يتك�ون من� Sucroseمنه�ا �من وح�دتين من ا�لجلوك�وز. س�كر� القص�ب )جزيئ�ا�ت ثنا�ئي�ة �يتك�ون� ك�ل منه�ا من وح�دة جلو�ك�وز ووح�دة فرك�ت�وز.� وه�ذا� ه�و

السكر الذى نستعمله فى تحلية اطعمتنا ومشروباتنا.

- السكرات المتعددة:3   تتك�ون من جزئي�ات كب�يرة يتك�ون ك�ل منه�ا من قط�ع متع�ددة من

السكرات األحادية. يس�مى الج�زيء المتك�ون من عدي�د من الوح�دات المتش�ابهة من

( أو Macromoleculeالس��كاك�ر األحادي��ة ب��الج�زيء الكب��ير �)( �. Polymerالجزيء متعدد القطع )

(: أو النش���ا الحي���واني ه���و أح���د Glycogenالجاليك���وجين )السكرات المتعددة.

يتكون من حوالي ألف قطعة أو أكثر من الجلوكوز.

(:Lipids - الليبيدات )الدهون( )2 تعرف على أنها المركبات الدهنية ومشتقاتها.

مكون أساسي من مكونات األغشية الخلوية. بعضها يدخل في تركيب بعض الهرمونات.

مصدر جيد للطاقة بعد الكربوهيدرات. تخ��زن بكمي��ات كب��يرة )ال�دهون الحقيق��ة( كم��ا ه��و الحال في الحيوانات الداخلة في البيات الشتوي.

وقبل إنبات البذرة.  تعمل الدهون كعازل للحرارة وممتص للصدمات.

هن��اك ثالث��ة أن��واع من الليبي��دات ال��تي ت��دخل في تكوين الكائنات الحية:

(:True Fatsأ- الدهون الحقيقية ) ينتمي إلى هذه الطبقة الدهون الحيوانية والزيوت

النباتية. ( Glycerinتتكون من جزيء واحد من الجليسرين )وثالث جزيئات من األحماض الدهنية.

التركيب الجزيئي للجليسرين هو كالتالي

( .Phospholipidsب- الدهون الفسفورية )تشبه الدهون الحقيقية إال أن أحد األحماض الدهنية يحل محله مركب

فسفوري. توجد في جميع الخاليا كمكون أساسي من مكونات األغشية الخلوية.

توجد ضمن الدهون الحقيقية الحيوانية.

( :Steroidsج- االستيرويدات )

( والهرمونات Dهي مركبات دهنية حلقية معقدة مثل فيتامين )الجنسية وهرمونات الغدة الجار كلوية في الفقاريات.

والكوليسترول

( :Proteins- البر وتينات ) 3أكثر الجزيئات شيوعا في الكائن الحي بعد الماء.

اعقد المركبات العضوية الموجودة في الخلية. أحد المكونات األساسية لألغشية الخلوية والخاليا العضلية و أربطة

المفاصل واألنسجة الضامة. جميع اإلنزيمات ومعظم الهرمونات عبارة عن مركبات بروتينية.

مكون أساسي من مكونات الكروموزومات. تحتوى جميع البروتينات على أربع عناصر أساسية:

.(N) والنيتروجين (O)، األوكسجين (H)، الهيدروجين (C)الكربون  بعضها تحتوى زيادة على ذلك عناصر الكبريت والفسفور والحديد.

وتنقسم البروتينات بناءا على الهيئة التركيبية إلى قسمين هما:

تظهر هذه (: Fibrous proteins – البروتينات الليفية )1البروتينات على شكل ألياف قوية عديمة الذوبان في الماء.

( )بروتين الشعر( ، Keratinومن أمثلتها الكيراتين )وبروتين األظافر والقرون والريش ، والكوالجين.

(: Globular proteins – البروتينات الحبيبية أو الكريه )2وهذا النوع من البروتينات يكون ذو شكل حبيبي أو كري

يتكون من سالسل ببتيدية متعددة ملتفة حول بعضها البعض. وأغلب هذه البروتينات يذوب في الماء. إن معظم

اإلنزيمات عبارة عن بروتينات كريه.

أما من الناحية الوظيفية فيمكن تصنف البروتينات إلى األنواع التالية:

(Structural proteins – بروتينات تركيبية )1( Metabolic proteins – بروتينات أيضية )2(Regulatory proteins – بروتينات تنظيمية )3(Transport proteins – بروتينات النقل )4(Storage proteins – بروتينات التخزين )5(Contraction proteins – بروتينات االنقباض )6(Defense proteins – بروتينات دفاعية )7 (Recognition proteins – بروتينات التعرف )8 

وتتكون البروتينات من جزيئات كبيرة يتكون كل منها من وحدات متكررة هي:

(. Amino acidsاألحماض األمينية )مجموعة الكاربوكسيل تعطى خواصا حامضية للحامض.

مجموعة األمين تعطى خواصا قاعدية للحامض. Peptideتتحد االحماض االمينية مع بعضها البعض بالرابطة الببتيدية )

bond .) مجموعة الكاربوكسيل في أحد األحماض األمينية ترتبط مع مجموعة األمين

في الحامض األميني الذي يليه مع فقدان جزيء واحد من الماء نتيجة لهذا التفاعل.

ارتباط عدد من األحماض األمينية مع بعضها البعض ينتج عنه جزيئا كبيرا ( . Polypeptideيسمى متعدد الببتيدات )

كل نوع من البروتينات له عدد معين وترتيب معين ونوع )أو أنواع( معينة من األحماض األمينية.

هذه األحماض تتحد مع بعضها البعض مع تغير عدد وترتيب هذه األحماض معطية بذلك العدد الالنهائي من البروتينات في الكائن الحي.

Levels of Structure inمستويات التركيب في البروتينات ) Proteins:)

الثالثي- ) التركيب (Tertiary Structureج�

الرباعي- ) التركيب ( :Quaternary Structureد

( :Nucleic Acidsاألحماض النووية ) من المركبات األساسية التي تدخل في تكوين الكائن الحي.

سميت باألحماض النووية لوجودها بكثرة في النواة. (. Macromoleculesجزئيات كبيرة )

(. Eukaryotic cellتوجد في نواة الخلية ذات النواة الحقيقية )( . Prokaryotic cellأو في سيتوبالزم الخلية ذات النواة األولية )

هناك نوعان من األحماض النووية: :Deoxyribonucleic) acidحامض الديوكسى رايبونيوكلييك

(DNA) من المكونات األساسية للكروموزومات وهو يمثل المادة الوراثية

لمعظم الكائنات الحية. المادة الموجهة لعمليات انتقال الصفات الوراثية من اآلباء للذرية.

.RNA Ribonucleic acid: )حامض الرايبرنيوكلييك  )( RNAالمادة الوراثية لبعض الفيروسات. ويوجد ثالث أنواع من )

. rRNA و الرايبوزومي tRNA والناقل mRNAوهي المرسال ( في القيام بوظيفته. DNAجميعها تساعد )

جدول يوضح أهم الفروقات بينDNA و  RNA:

RNA DNA موضوع المقارنةالنواة و السيتوبالزم النواة وجوده

في الوظيفة DNAيساعد الم���ادة الوراثي���ة و مك���ون

للكروموزوماتالوظيفة

، الناق���ل (mRNA)المرس���ال (tRNA) و الرايبوزومي(rRNA)

ليس له أنواع أنواعه

سكر الرايبوز سكر الديوكسى رايبوز السكر الخماسي

األدينين – اليوراسيل

الجوانين - السايتوسين

األدينين – الثايمين

 الجوانين - السايتوسين

القواع����������������د النيتروجينية

خي������ط واح������د من متع������دد النيوكليوتيدات

( ثنائي  Doubleحلزون

helix)

سلس������لتين من متع������دد

النيوكليوتيدات

الشكل