معلومة

مقدمة في الجزيئات الحيوية في BIS2A - علم الأحياء

مقدمة في الجزيئات الحيوية في BIS2A - علم الأحياء



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

مقدمة في الجزيئات الحيوية في BIS2A

قبل ان تبدا

إذا لزم الأمر ، يرجى مراجعة وحدة تحدي التصميم لمراجعة نموذج تقييم تحدي التصميم.

بعض السياق والدافع

في BIS2A ، نركز بشكل أساسي على فهم كيفية عمل الخلية البيولوجية. من منظور تحدي التصميم ، نشترط أننا نريد حل مشكلة بناء خلية. باستخدام نموذج تقييم تحدي التصميم ، نبدأ بتقسيم هذه المهمة الكبيرة إلى مشاكل أصغر. المشكلة الجذرية التي يجب حلها هي الفهم ما هي "الأشياء" التي تشكل الخلية. نحتاج أيضًا إلى فهم خصائص "الأشياء" التي تتكون منها الخلية وكيف تحدد هذه الخصائص كيفية تجميع هذه المواد لبناء "الأجزاء" الوظيفية للخلية. بمعنى ، كيف تتصل الأجزاء الجزيئية للخلية؟ ما هي الطرق المختلفة التي تتفاعل بها هذه الأجزاء الجزيئية؟ كيف يتم تحديد هذه التفاعلات وكيف يمكن تغييرها؟ وكيف يمكن "استخدام" هذه الخصائص والأنواع المختلفة التفاعلات بين الأجزاء لبناء أشياء ندرك أنها مهمة لعلم الأحياء؟ تتطلب إجابات هذه الأنواع من الأسئلة أن نتعمق في القليل من الكيمياء - علم "الأشياء" التي تشكل العالم الذي نعرفه.

إن احتمال الحديث عن الكيمياء الجزيئية والديناميكا الحرارية يجعل بعض طلاب علم الأحياء متخوفين. ومع ذلك ، سوف نظهر أن العديد من العمليات البيولوجية التي نهتم بها تنشأ مباشرة من الخصائص الكيميائية "للأشياء" التي تتكون منها الحياة. لذلك ، يمكن أن يكون تطوير فهم وظيفي لبعض المفاهيم الكيميائية الأساسية مفيدًا للغاية في التفكير في كيفية حل المشكلات في الطب والطاقة والبيئة من خلال مهاجمتها في جوهرها. إن بذل القليل من الجهد الإضافي في فهم بعض الأفكار الرئيسية من الكيمياء يمكن أن يساعد في فتح فهم جديد تمامًا وأعمق للبيولوجيا يساعد المرء على فهم علم الأحياء من النطاق الجزيئي إلى مقياس النظام البيئي.

أهمية التركيب الكيميائي

بصفتك طالبًا في BIS2A ، نطلب منك تصنيف الجزيئات الكبيرة إلى مجموعات من خلال النظر في تركيبها الكيميائي ، وبناءً على هذا التركيب ، استنتج أيضًا بعض الخصائص التي قد تكون لها. على سبيل المثال ، سوف نتعلم أن الكربوهيدرات عادة ما تحتوي على مجموعات هيدروكسيل متعددة قادرة على تكوين روابط هيدروجينية. ستدرك قريبًا أن بعض الخصائص الحيوية للكربوهيدرات يمكن فهمها من خلال التفكير في قدرتها على تكوين روابط هيدروجينية مع الماء أو نفسها أو مع جزيئات أخرى.

ربط الهيكل بالوظيفة

يلعب كل جزيء كبير دورًا محددًا في الأداء العام للخلية. ترتبط البنية والخصائص الكيميائية للجزيء الضخم بطريقة ما بوظيفته. على سبيل المثال ، سترى أن بنية الفسفوليبيد يمكن تقسيمها إلى منطقتين ، مجموعة رأس محبة للماء ومجموعة ذيل كارهة للماء. تلعب كل مجموعة من هذه المجموعات دورًا ليس فقط في تجميع غشاء الخلية ولكن أيضًا في انتقائية المواد التي يمكنها / لا يمكنها عبور الغشاء. سيكون لبنية الإنزيمات ، التي تحكمها إلى حد كبير عدد ونوع وترتيب الأحماض الأمينية التي تشكل سلسلة البروتين ، هياكل عالية التخصص تحدد وظيفتها في الخلية. يتطلب فهم كيفية مساعدة البنية المحددة للبروتين في أداء وظيفته بعض الفهم الأساسي "للأجزاء" الكيميائية التي يتكون منها البروتين وكيفية تفاعلها مع بعضها البعض ومع الجزيئات الأخرى في الخلية وبيئتها.


مقدمة في الجزيئات الحيوية في BIS2A - علم الأحياء

توفر هذه المذكرة معلومات حول الجزيئات الحيوية والكربوهيدرات مع أنواع وميزات وأهمية مفهوم الكربوهيدرات.

الجزيئات الحيوية للحياة (كربوهيدرات)

الجزيئات الحيوية للحياة

الجزيئات الحيوية هي الجزيئات التي تحدث بشكل طبيعي في الكائنات الحية. وهي تشمل الجزيئات الكبيرة مثل البروتين والكربوهيدرات والدهون والأحماض النووية وكذلك الجزيئات الدقيقة مثل المستقلبات الأولية والثانوية والمنتجات الطبيعية ، وتتكون الخلايا الحية من مكونات عضوية وغير عضوية على حد سواء.

  1. المركبات العضوية: الكربوهيدرات والبروتينات والدهون والأحماض النووية.
  2. مركب غير عضوي: ماء ، معادن ، وأملاح.

المصدر: www.med-health.net التين: كربوهيدرات

الكربوهيدرات:

الجزيئات الحيوية الأساسية وهي مركبات الكربون والهيدروجين والأكسجين حيث يوجد الهيدروجين والأكسجين بنسبة 2: 1 ، والمعروفة باسم "هيدرات الكربون".
الصيغة العامة = Cn (H2س)ن
لديهم مجموعة ألدهيد أو كيتون مجانية. تسمى مجموعة الألدهيد المحتوية على الكربوهيدرات (-CHO-) الألدوز وتسمى مجموعة الكيتون (- C = O) الكيتوز.

فئات الكربوهيدرات.

المصدر: www.mdpi.com التين: أصناف الكربوهيدرات

وهي مقسمة حسب درجة تعقيد المواد الكيميائية التي تتكون منها.

السكريات الأحادية:

  • أبسط أشكال الكربوهيدرات.
  • لا يمكن تحللها بالماء.
  • قابل للذوبان في الماء بدرجة عالية وحلوة المذاق.
  • السكريات البسيطة تتكون من مركبات عديد السكاريد ، كل ذرات الكربون لها مجموعة هيدروكسيل (- OH -) متصلة باستثناء واحدة حيث يتم ربط مجموعة ألدهيد (- C = O).
  • السكر مع مجموعة الألدهيد هي الجرعات ومجموعة الكيتون كيتوز.
  • تُعرف أيضًا باسم تقليل السكر حيث يمكن لمجموعة الألدهيد الحرة ومجموعة الكيتون أن تقلل من شكل Cu ++ و Cu +.
  • مركب من 3-7 ذرات كربون.
  • ومن الأمثلة على ذلك الجلوكوز والفركتوز والجالاكتوز.

على سبيل المثال: ثنائي هيدروكسي أسيتون غليسرالديهايد.

على سبيل المثال: الجلوكوز والفركتوز والجلاكتوز.

الجلوكوز أو الدوهكسوز6ح12ا6) هو السكريات الأحادية الأكثر وفرة مع 6 ذرات كربون و 5 مجموعة هيدروكسيل ومجموعة ألدهيد واحدة. إنه اختبار أبيض ، بلوري ، حلو ، وقابل للذوبان في الماء.

المصدر: حرق science.wordpress.com الشكل: الجلوكوز (حلقة)

الجلوكوز سلسلة مفتوحة الفركتوز

المصدر: burningscience.wordpress. التين: (سلسلة مفتوحة) المصدر: burningscience.wordpress.com التين: جالاكتوز (سلسلة مفتوحة)

قلة السكريات:

  • يحتوي على 2-10 جزيئات من السكريات الأحادية.
  • يتم ربط السكريات الأحادية عن طريق ارتباط الجليكوسيد.
  • على التحلل المائي ينتج السكريات الأحادية.
  • أبسط قليل السكاريد هو ثنائي السكريات.
  • الصيغة العامة - C12ا22ا11.
  • على سبيل المثال: السكروز واللاكتوز والمالتوز.

قلة السكريات تكوين أمثلة
السكريات 2 جزيء أحادي السكاريد السكروز ، المالتوز ، اللاكتوز
السكريات الثلاثية 3 جزيئات أحادية السكاريد Mannatriose ، Raffinose ، Rabinose
تتراساكاريدس 4 السكريات الأحادية Scorodoes ، Stachyrose

السكريات:

  • أبسط قليل السكاريد يتكون من جزيئين من السكريات الأحادية المنضمة بواسطة ارتباط جليكوسيد.
  • يعطي السكريات الأحادية على التحلل المائي.
  • قابل للذوبان في الماء وحلوة الذوق.
  • السكريات المختزلة هي المالتوز واللاكتوز ، والسكروز غير المختزل.
  • على سبيل المثال المالتوز واللاكتوز والسكروز

السكريات:

  • يتكون الجزيء المعقد من تكثيف عدد كبير من السكريات الأحادية.
  • يتم ربط السكريات الأحادية عن طريق ارتباط الجليكوسيد.
  • يعطي التحلل المائي السكريات الأحادية.
  • غير قابل للذوبان في الماء وليس حلو المذاق.
  • على سبيل المثال النشا (النباتات) ، السليلوز (جدار الخلية النباتية) ، الجليكوجين (الحيوانات) والدكسترين.

وظائف الكربوهيدرات

  • 60٪ من إجمالي الطاقة مصدرها الكربوهيدرات.
  • بمثابة اللبنات الأساسية.
  • تساعد في تخليق الدهون والأحماض الأمينية.
  • يعمل كطعام احتياطي مثل النشا والجليكوجين.
  • يشكل مكونات هيكلية في الحمض النووي الريبي والحمض النووي مثل السكريات الريبوز وسكر الديوكسيريبوز.

تكاليف شاحنة الغذاء SpaceTeam وحيد القرن يعطل دمج البرمجة الزوجية الفيروسية لخط عرض البيانات الكبيرة على سطح السفينة نموذج أولي بديهي للظل الطويل. متسلل مستجيب بديهي

جاكوب سيمز

نموذج أولي بديهي لزعيم الفكر ، شخصيات بارالاكس بارادايم ، ظل طويل يشرك يونيكورن نموذج صندوق SpaceTeam.

كيلي ديويت

الشلال المستجيب الذي يحركه المخترقون الحدسي هو حتى عام 2000 ورأس المال الاستثماري المتأخر من كورتادو. تعمل شاحنة الطعام على دمج البرمجة الزوجية البديهية لتصميم ستيف جوبز المفكر والصانع والفاعل الذي يركز على الإنسان.

تكاليف شاحنة الغذاء SpaceTeam وحيد القرن يعطل دمج البرمجة الزوجية الفيروسية لخط عرض البيانات الكبيرة على سطح السفينة نموذج أولي بديهي للظل الطويل. متسلل مستجيب بديهي

لوك سميث

Unicorn disrupt دمج البرمجة الزوجية الفيروسية لخط عرض البيانات الضخمة للظلال الطويلة للنموذج الأولي البديهي. متسلل مستجيب بديهي

اترك تعليقا :
أشياء للذكرى
  • الجزيئات الحيوية هي الجزيئات التي تحدث بشكل طبيعي في الكائنات الحية.
  • تتكون الخلايا الحية من مكونات عضوية وغير عضوية.
  • ثلاثة أنواع من الكربوهيدرات هي السكريات الأحادية والسكريات قليلة السكاريد والسكريات المتعددة.
  • الجلوكوز أو الألدوهكسوز هو أكثر السكريات الأحادية وفرة.
  • السكاريد الأكثر شيوعًا وأبسطها هو ثنائي السكاريد.
  • يعمل الكربوهيدرات كمصدر للطاقة ، ولبنات بناء ، ومكونات هيكلية ، وغذاء احتياطي.
  • وتشمل كل علاقة أقيمت بين الناس.
  • يمكن أن يكون هناك أكثر من مجتمع واحد في المجتمع. المجتمع أصغر من المجتمع.
  • إنها شبكة من العلاقات الاجتماعية لا يمكن رؤيتها أو لمسها.
  • المصالح المشتركة والأهداف المشتركة ليست ضرورية للمجتمع.

ابق على اتصال مع Kullabs. يمكنك أن تجدنا في كل منصات التواصل الاجتماعي تقريبًا.


مقدمة في الجزيئات الحيوية في BIS2A - علم الأحياء

الأحماض النووية عبارة عن عدة نيوكليوتيدات ، وهي جزيئات طويلة السلسلة مثل الجزيئات تتكون من سلسلة من لبنات البناء المتطابقة تقريبًا تسمى النيوكليوتيدات. تم عزل الأحماض النووية بواسطة F-Meischer (1868) من نوى خلايا القيح.

تراكيب النوكليوتيدات.

يتكون من ثلاثة مكونات التالية

  1. سكر بنتوز نوعان من الأحماض النووية ، أي الحمض النووي الريبي يحتوي على سكر الريبوز والحمض النووي يحتوي على سكر الديوكسيريبوز.
  2. قاعدة النيتروجين وهي مقسمة إلى أربعة أجزاء ،
    عدنين الاختصار "أ" ، له هيكل ذو حلقتين ، مما يجعله بيورين. عندما يكون في الحمض النووي ، فإنه يتزاوج مع الثايمين. عندما يكون في RNA ، فإنه يقترن مع اليوراسيل. إنه يشكل جزءًا من جزيء الطاقة ATP وناقلات الإلكترون FAD و NAD التي تستخدم في التنفس الخلوي.
    ثايمين الاختصار "T" هو بيريميدين الذي له بنية حلقة واحدة ولا يوجد إلا في الحمض النووي حيث يتزاوج مع الأدينين.
    يوراسيل المختصر 'U' ، الموجود في RNA وروابطه مع الأدينين.
    جوانين يختصر "G" الموجود في كل من DNA و RNA ويرتبط بالسيتوزين. إنه بيورين.
    سيتوزين يختصر "C" ، ويوجد في كل من DNA و RNA والروابط مع الجوانين. لها حلقة واحدة لذا فهي بيريميدين.
    القواعد التكميلية هي Adenine و Thymine و Cytosine و Guanine التي ترتبط برابطة هيدروجينية وثلاث روابط هيدروجينية على التوالي.
  3. حمض الفسفوريك يحتوي على مجموعة الفوسفات التي تجمع بين اثنين من النيوكليوتيدات بواسطة رابطة فوسفوديستر.

تكوين النيوكليوتيدات.

يتكون النيوكليوتيد من اتحاد السكر والقاعدة وحمض الفوسفوريك التي يتم ربطها معًا بواسطة رابطة فوسفورية استر لتكوين سلسلة طويلة من النيوكليوتيدات.
نوكليوتيد = سكر + جزيء فوسفات
أو
= نيوكليوسيد + جزيء فوسفات

هنا ، يتكون النيوكليوسيد من مزيج من السكر وقاعدة.

نوكليوزيد = سكر + قاعدة (بدون جزيء فوسفات)

أنواع الأحماض النووية

حمض ديوكسي ريبونوكلييك (دنا)

المصدر: www.daviddarling.info التين: حمض الديوكسي ريبونوكلييك (DNA)

الحمض النووي أو حمض الديوكسي ريبونوكلييك هو جزيء ضخم يتكون من النيوكليوتيدات وهي المادة الوراثية في البشر وجميع الكائنات الحية الأخرى تقريبًا. توجد في النواة والميتوكوندريا والبلاستيدات. واتسون وف. اقترح كريك (1953) النموذج المحتمل لجزيء الحمض النووي. يحتوي الحمض النووي على الخصائص التالية.

  • يتكون من سلسلتين متوازيتين من عديد النيوكليوتيدات تشكل بنية حلزونية مزدوجة.
  • كلا الجدلين ملفوفان حلزونيًا ومضادان للتوازي (أي اتجاه 3 '- 5' والاتجاه الآخر 5'- 3 ')
  • يتم ربط الخيوط معًا بواسطة روابط هيدروجينية ضعيفة.
  • المسافة بين خيطين هي 20A & deg وزوجان أساسيان هما 3.4A & deg. هناك 10 أزواج قاعدية على منعطف كامل (34A & deg).
  • يحتوي جزيء الحمض النووي على 28٪ أدينين ، 24٪ جوانين ، 20٪ سيتوزين و 28٪ ثايمين.
  • يتم ربط النيوكليوتيدات الموجودة في اللولب ببعضها البعض بواسطة روابط فوسفوديستر.
  • يتم ربط قاعدة البيورين وقاعدة بيريميدين معًا بواسطة روابط هيدروجينية. (A = T) و (C = G).
  • ينقل المعلومات الجينية من جيل إلى آخر.
  • يكرر نفسه عند الانقسام.
  • يتحكم في جميع الأنشطة البيولوجية للخلايا.
  • يركب الحمض النووي الريبي. (DNA & rarr RNA).

الحمض النووي الريبي (RNA)

المصدر: www.scienceprofonline.com fig: Ribonucleic Acid (RNA)

يوجد في النواة والسيتوبلازم وأغشية الريبوسومات. كما أنه يعمل كمادة وراثية في بعض الفيروسات ويساعد في تخليق البروتين.

  • وهو أيضًا جزيء ضخم ولكنه أصغر من الحمض النووي.
  • أحادية الجديلة مكونة من سلسلة عديد النوكليوتيدات.
  • تتكون من رقم كبير. من النيوكليوتيدات مرتبة في تسلسل خطي ومتصلة ببعضها البعض بواسطة روابط فوسفوديستر 3 '- 5'.
  • تسمى نيوكليوتيدات RNA ريبونوكليوتيدات.
  • قواعد النيتروجين هي الأدينين والجوانين والسيتوزين واليوراسيل.

أنواع الحمض النووي الريبي
هناك ثلاثة أنواع من الحمض النووي الريبي وهي كما يلي

    رسول RNA (مرنا) يقوم mRNA بنسخ الشفرة الجينية من الحمض النووي إلى شكل يمكن قراءته واستخدامه لصنع البروتينات. يحمل mRNA المعلومات الجينية من النواة إلى سيتوبلازم الخلية.

تكاليف شاحنة الغذاء SpaceTeam وحيد القرن يعطل دمج البرمجة الزوجية الفيروسية لخط عرض البيانات الكبيرة على سطح السفينة نموذج أولي بديهي للظل الطويل. متسلل مستجيب بديهي

جاكوب سيمز

نموذج أولي بديهي لزعيم الفكر ، شخصيات بارالاكس بارادايم ، ظل طويل يشرك يونيكورن نموذج صندوق SpaceTeam.

كيلي ديويت

الشلال المستجيب الذي يحركه المخترقون الحدسي هو حتى عام 2000 ورأس المال الاستثماري المتأخر من كورتادو. تعمل شاحنة الطعام على دمج البرمجة الزوجية البديهية لتصميم ستيف جوبز المفكر والصانع والفاعل الذي يركز على الإنسان.

تكاليف شاحنة الغذاء SpaceTeam وحيد القرن يعطل دمج البرمجة الزوجية الفيروسية لخط عرض البيانات الكبيرة على سطح السفينة نموذج أولي بديهي للظل الطويل. متسلل مستجيب بديهي

لوك سميث

Unicorn disrupt دمج البرمجة الزوجية الفيروسية لخط عرض البيانات الضخمة للظلال الطويلة للنموذج الأولي البديهي. متسلل مستجيب بديهي

اترك تعليقا :
أشياء للذكرى
  • الأحماض النووية هي مركبات معقدة طويلة السلسلة أكبر من معظم البروتينات التي تحتوي على C ، O ، H ، N ، P.
  • تتكون الأحماض النووية من عدد من النيوكليوتيدات.
  • يتكون النوكليوتيد من سكر البنتوز ، والقواعد النيتروجينية ، وحمض الفوسفوريك.
  • يرتبط الأدينين بالثيمين والسيتوزين مع الجوانين.
  • الحمض النووي عبارة عن هيكل حلزوني مزدوج تقطعت به السبل ، جزيء ضخم مصنوع من عدة آلاف من النيوكليوتيدات التي تتكون من جزيء واحد من سكر الديوكسيريبوز وجزيء واحد من حمض الفوسفوريك وواحد من القواعد النيتروجينية الأربعة.
  • يحمل الحمض النووي المعلومات الجينية من جيل إلى آخر.
  • الحمض النووي الريبي هو جزيء ماكرو فردي تقطعت به السبل ولكنه أصغر من الحمض النووي.
  • وتشمل كل علاقة أقيمت بين الناس.
  • يمكن أن يكون هناك أكثر من مجتمع واحد في المجتمع. المجتمع أصغر من المجتمع.
  • إنها شبكة من العلاقات الاجتماعية لا يمكن رؤيتها أو لمسها.
  • المصالح المشتركة والأهداف المشتركة ليست ضرورية للمجتمع.

ابق على اتصال مع Kullabs. يمكنك أن تجدنا في كل منصات التواصل الاجتماعي تقريبًا.


تفاصيل

روبرت ديلونج

الانتماءات والخبرة

مركز ابتكار تقنية النانو ، جامعة ولاية كانساس ، مانهاتن ، كانساس ، الولايات المتحدة الأمريكية

Qiongqiong تشو

الدكتورة Qiongqiong Zhou هي أستاذة مساعدة في جامعة ولاية ميسوري ، حيث تدرس ديناميكيات الهيكل الخلوي في مختبرها وتدرس العديد من الدورات الأساسية المتعلقة بعلوم الطب الحيوي. قبل ذلك ، كانت زميلة باحثة في مختبر دوغلاس روبنسون بجامعة جونز هوبكنز ومختبر أولريك إيجيرت في كلية الطب بجامعة هارفارد.

تخرج الدكتور تشو في تخصص علوم الحياة في عام 2002 من جامعة فودان في شنغهاي ، الصين. ثم حصلت على درجة الدكتوراه من جامعة جنوب كاليفورنيا ، حيث درست أمراض الأعصاب مع الدكتور إنريكي كاديناس.

بشغف للتعليم الجامعي ، قاد الدكتور تشو مختبر التفاعلات الجزيئية الحيوية لأكثر من 6 فصول دراسية باستخدام دليل المعمل هذا وتحسينه باستمرار. لديها أكثر خبرة معملية مباشرة في هذه التجارب مع الطلاب.


مصادر المراجع: احصل على نظرة عامة سريعة

يمكن أن تساعد مصادر الخلفية مثل الموسوعات والقواميس والكتيبات في توفير توضيح للموضوعات والمفاهيم التي يتم تناولها في قراءات الدورة التدريبية الخاصة بك. ستتضمن معظم الإدخالات روابط وصور مفيدة ، بالإضافة إلى المصطلحات ذات الصلة والقراءات الإضافية.

الكتب: اكتساب نظرة أعمق

توفر الكتب (المطبوعة والإلكترونية) نظرة شاملة لموضوعات الدورة التدريبية ومفاهيمها. بينما تقدم لك قراءات الدورة التدريبية الموضوعات والعمليات ، فإن الكتب المخصصة لهذه المفاهيم لديها مساحة لفحصها بعمق إذا كنت ترغب في تمييز فهمك لموضوعات الدورة التدريبية.

الفيديو: رائع للمتعلمين المرئيين

يمكن أن تساعدنا مقاطع الفيديو في التعلم بسرعة وفعالية أكبر من النص وحده. يعالج الدماغ البشري المعلومات بشكل أسرع ويحتفظ بها لفترة أطول عند إقرانها بالتصورات. بالإضافة إلى ذلك ، إذا كنت شخصًا يحب التكرار ، فإن مشاهدة فيديو تعليمي بعد الانتهاء من القراءات يمكن أن يساعد في تعزيز ما تعلمته.

الأدوات الرقمية: تطبيق المفاهيم

يمكن أن تساعدك الأدوات الرقمية مثل النماذج ثلاثية الأبعاد والمحاكاة والألعاب في اكتساب معرفة أعمق بمفاهيم الدورة التدريبية من خلال التفاعل. تمكّنك هذه الأدوات من مراقبة عمليات الظواهر البيولوجية ومعالجتها والمساعدة في تصور الآليات الأساسية.

اتصل بـ Library VPN

يتطلب الوصول إلى موارد المكتبة تثبيت VPN الخاص بنا وتنشيطه، والتي تمكنك من تسجيل الدخول إلى مجموعاتنا الإلكترونية القائمة على الاشتراك. إذا كان لديك أي سؤال أو مشاكل مع مكتبة VPN ، فراجع صفحة المعلومات الخاصة بنا: https://www.library.ucdavis.edu/service/connect-from-off-campus/

إذا كان لديك أي أسئلة حول الوصول إلى هذه الموارد ، هل ترغب في الحصول على إرشادات للعثور على مصادر إضافية ، أو ربما لديك مورد في ذهنك & # 8217d ترغب في الحصول عليه من المكتبة & # 8211يرجى التواصل مع Sheena!


خصائص البروتين

أصبح مرض التصلب العصبي المتعدد أداة حيوية في البحث البروتيني. يمكن أن يعطي معلومات عن هوية البروتين وكميته والتعديلات التي يحتوي عليها البروتين.

تحديد البروتين-

أكثر طرق التصلب المتعدد شيوعًا لتحديد البروتينات هي مزيج من بصمات كتلة الببتيد وتسلسل الأحماض الأمينية عبر التصلب المتعدد الترادفي (انظر الشكل 4). باستخدام هذه الأساليب ، تكون الحساسية بشكل روتيني في نطاق الفيمتومول [36]. يعتبر تسلسل الأحماض الأمينية لكل بروتين فريدًا ، وبالتالي فإن مجموعة كتل الببتيد الناتجة عن الانقسام المحلل للبروتين توفر "بصمة" للبروتين. في تقنية البصمة الكتلية الببتيدية ، يتم تقليل البروتين غير المعروف وتقليصه (لكسر أي روابط ثنائي كبريتيد) ثم هضمه إنزيميًا باستخدام إنزيم محلل للبروتين خاص بالتسلسل مثل التربسين. بعد ذلك ، يتم قياس كتل الببتيدات الناتجة باستخدام MS. بالنسبة للأطياف في الشكل 4 ، تم استخدام مصدر أيونات MALDI ، مما أدى إلى شحن جميع الأيونات تقريبًا (انظر "مصادر أيون").

يتم إدخال قائمة كتل الببتيد من الأطياف في برنامج بحث ، مثل Mascot [37] أو ProFound [38] ، جنبًا إلى جنب مع معلومات حول الإنزيم المستخدم ، ودقة قياس الكتلة ، والتعديلات البروتينية المحتملة التي قد تكون موجودة. يقوم البرنامج بعد ذلك بالبحث في قواعد البيانات الخاصة بمعلومات تسلسل الأحماض الأمينية ، (على سبيل المثال Swiss-Prot [39] أو NCBInr [8]). لكل إدخال بروتين في قاعدة البيانات ، يستخدم البرنامج تسلسل الأحماض الأمينية للتنبؤ بكتل الببتيد التي قد تنتج عن الهضم باستخدام الإنزيم المحدد من قبل المستخدم. ثم يقارن البرنامج قائمة كتل الببتيد المقاسة (باستخدام MS) بقائمة كتل الببتيد المتوقعة ويحسب احتمال التطابق. والنتيجة هي قائمة بتعريفات البروتين المحتملة واحتمال صحة كل تعريف.

يمكن زيادة احتمال صحة المطابقة عن طريق إجراء MS ترادفيًا على واحد أو أكثر من الببتيدات الأصلية. جنبا إلى جنب مع مرض التصلب العصبي المتعدد ، الببتيدات من نوع معين م/ض، المختارة من بصمة كتلة الببتيد ، معزولة عن الببتيدات الأخرى م/ض. يتم بعد ذلك تفتيت الببتيدات المعزولة عن طريق التصادم مع غاز مثل الهيليوم الذي تم إدخاله في مطياف الكتلة. ثم يتم قياس قطع الببتيد الجديدة التي شكلتها إدارة البحث الجنائي. أضعف رابطة في الببتيد هي الرابطة بين الأحماض الأمينية. لذلك ، بالنسبة لـ CID منخفض الطاقة ، فإن طيف MS / MS الناتج هو سلسلة من القمم التي تمثل الببتيدات التي تختلف فقط في عدد الأحماض الأمينية التي تحتوي عليها. من خلال قياس فرق الكتلة بين كل قمة ، يمكن تحديد تسلسل الأحماض الأمينية للببتيد الأصلي. يتسبب CID عالي الطاقة أيضًا في تجزئة السلسلة الجانبية. يمكن أن تكون هذه المعلومات مفيدة للتمييز بين الأحماض الأمينية من نفس الكتلة الجزيئية (على سبيل المثال ليسين وإيزولوسين) [21].

في الشكل 4 ، يكون الببتيد ذو م/ض من 2574.30 لتحليل الترادف MS. تم عزل الببتيد وتجزئته ويظهر الطيف الكتلي للشظايا الناتجة. يمكن إيجاد تسلسل الأحماض الأمينية الجزئية بحساب الفرق في الكتلة بين القمم. على سبيل المثال ، الفرق بين القمم مع الكتلة م/ض = 1577.80 و م/ض = 1449.76 يساوي 128.04. هذا ضمن خطأ كتلة الجلوتامين (Q) ، وهي 128.06 دا. ومع ذلك ، فإن احتمال التفتت ليس هو نفسه بالنسبة لجميع روابط الأميد [22]. يتضح هذا من خلال النطاق الواسع لشدة الذروة في بيانات MS الترادفية وحقيقة أن بعض القمم مفقودة. على سبيل المثال ، بسبب بنية البرولين ، فإن التفتت في الطرف C من البرولين أمر نادر الحدوث [22]. هذا هو السبب في أننا في الشكل 4 لا نرى ذروة عند م/ض = 2020.94 وهو ما يساوي م/ض = 2117.99 ناقص كتلة البرولين.

على الرغم من أنه تم إجراء بعض العمل لتحديد جميع البروتينات في خليط معقد في وقت واحد ، إلا أنه غالبًا ما يتم إجراء فصل البروتين قبل الهضم الإنزيمي. يتم فصل البروتينات باستخدام LC [40] أو الرحلان الكهربي للهلام (إما أحادي البعد أو ثنائي البعد الكهربائي للهلام) [36]. إذا تم فصلها بواسطة الرحلان الكهربائي للهلام ، يتم استئصال شريط البروتين أو البقعة ، ويتم هضم البروتينات الموجودة داخل "في هلام" ، ويتم استخراج الببتيدات الناتجة لتحليل MS [36 ، 41].

القياس الكمي للبروتين -

غالبًا ما تتطلب الأبحاث البروتينية معرفة ليس فقط ما هي البروتينات التي يعبر عنها الكائن الحي ، ولكن أيضًا مستوى التعبير البروتيني. تتمثل إحدى طرق البحث الشائعة في مقارنة مستويات تعبير البروتين بين أنظمة متعددة. في الماضي ، تم إجراء التحليلات الكمية لمستويات البروتين باستخدام مرض التصلب العصبي المتعدد عن طريق وضع العلامات الأيضية للبروتينات في نظام واحد (على سبيل المثال محلول الخلية) مع نظير ثقيل مثل 15 N [36]. ومع ذلك ، يقتصر هذا الإجراء على الخلايا والأنسجة المتوافقة مع وضع العلامات الأيضية. طريقة جديدة لوضع العلامات لا تحتوي على هذا القيد هي طريقة ICAT.

في نهج ICAT ، يشتق كاشف ICAT السلاسل الجانبية لبقايا السيستينيل. يتم اشتقاق البروتينات من نظام ما بشكل "خفيف" من الكاشف والبروتينات من النظام الآخر بشكل "ثقيل". في إجراء ICAT الأصلي ، احتوى الشكل الثقيل على ثماني ذرات H2 [5] ومع ذلك ، في الطريقة الحالية ، يشتمل الشكل الثقيل على 9 ذرات C 13 [42 ، 43]. يحتوي كاشف ICAT على أربعة أجزاء: علامة تقارب (البيوتين) ، ومجموعة تفاعلية خاصة بالثيول للارتباط التساهمي بالسلاسل الجانبية للسيستين ، ورابط ، وعلامة نظير (التي تحتوي على 13 درجة مئوية في الشكل الثقيل) (انظر الشكل 5). ). يتم دمج مخاليط البروتين الموسومة وهضمها إنزيميًا. يتم تجزئة الهضم باستخدام كروماتوغرافيا التبادل الكاتيوني ، والذي يزيل أيضًا أي أنواع محايدة من الببتيدات التجريبية. يتم بعد ذلك فصل الببتيدات الموسومة (تلك التي تحتوي على السيستين) في كل جزء عن الأجزاء الأخرى في عمود التقارب ، ويتم قطع جزء البيوتين من العلامة. ثم يتم فصل الببتيدات باستخدام LC وتحليلها بواسطة MS [43]. تعطي نسبة شدة الببتيدات ذات العلامات الخفيفة والثقيلة قياسًا لنسبة تعبير البروتين في النظامين. ثم يتم تحليل الببتيد مع مرض التصلب العصبي المتعدد جنبا إلى جنب لتحديد البروتين الأصل.

البروتينات مع تعديلات ما بعد الترجمة -

يتم تحديد وظيفة ونشاط البروتين جزئيًا عن طريق أي تعديلات لاحقة للترجمة قد تكون موجودة. تم الإبلاغ عن أكثر من 200 نوع متميز من التعديلات التساهمية ، ومن أكثرها شيوعًا الفسفرة ، والارتباط بالجليكوزيل ، والتواجد في كل مكان [44]. هنا سيتم مراجعة استخدام MS لدراسة الفسفرة.

تشير التقديرات إلى أن أكثر من 30٪ من البروتينات تتم فسفرتها [44]. يتطلب النهج الكيميائي الحيوي التقليدي لدراسة الفوسفوببتيدات استخدام الملصقات المشعة وتسلسل Edman [45] ، ولكن تم تطوير مجموعة متنوعة من الأساليب لدراسة الفسفرة باستخدام MS. إذا كان تسلسل الأحماض الأمينية للبروتين معروفًا بالفعل ، يتم هضم العينة وتحليل الببتيدات مع مرض التصلب العصبي المتعدد. ال م/ض من الببتيدات المقاسة بمرض التصلب العصبي المتعدد تتم مقارنتها بالقيم المتوقعة. تشير الزيادة في كتلة الببتيد بمقدار 80 أو 160 دا إلى التعديل التساهمي بالفوسفات (HPO3) (الأنواع أحادية و diphosphorylated ، على التوالي) [44]. يمكن بعد ذلك تحليل الببتيد الفسفوري باستخدام MS / MS لتحديد الموضع الدقيق للتعديل. إذا كان البروتين غير معروف ، يتم تقسيم العينة بعد الهضم ، ويتم معالجة جزء واحد بالفوسفاتيز. تزيل هذه الخطوة أي مجموعات فوسفاتية ، وستشير مقارنة الأطياف قبل وبعد العلاج بالفوسفاتيز إلى الببتيدات التي تم تعديلها. يمكن تحليل الببتيدات المعدلة باستخدام MS / MS لتحديد البروتين الأصلي وموقع الفسفرة [45].

يمكن أيضًا تحديد وجود الفسفرة باستخدام أوضاع مسح مختلفة على مطياف الكتلة. في "مسح الخسارة المحايدة" ، يقوم مطياف الكتلة بالمسح بحثًا عن أيون ينتج عنه عند تجزئة خسارة محايدة محددة (تغير في الكتلة ولكن ليس في الشحنة) [19]. عند البحث عن الببتيدات الفسفورية ، يتم البحث عن أطياف MS الترادفية عن جزء كتلته 98 دا أقل من كتلة الببتيد الأصلية (بدون تغيير في الشحنة). تشير هذه الخسارة المحايدة إلى فقدان H3ص4 بسبب β القضاء. لا تستطيع هذه العملية الكشف عن الفوسفوتيروزينات ، بسبب ثبات البروتونات بيتا في حلقة البنزين [44]. في "مسح أيون السلائف" ، يقوم مطياف الكتلة بمسح أيون منتج معين بعد التفتت [19]. بالنسبة للفوسفوتيروسين ، يتم تجزئة الببتيدات باستخدام CID ومسحها ضوئيًا للحصول على أيون شظية موجبة مع 216 م/ض (أيون الفوسفوتيروزين المناعي). بالنسبة لعمليات الفسفرة الأخرى ، يتم تجزئة الببتيدات باستخدام CID ومسحها ضوئيًا بحثًا عن أيون سالب بـ 79 م/ض بسبب الإفراج عن PO3 − [ 44 ].

تم استخدام MS لدراسة العديد من التعديلات اللاحقة للترجمة ، وغالبًا ما تستخدم نفس الأساليب التي تمت مناقشتها هنا من أجل الفسفرة: العلاج باستخدام إنزيم لإزالة التعديل (مع مقارنة الأطياف اللاحقة) ، ومسح الفقد المحايد ، أو مسح أيون السلائف. وتجدر الإشارة إلى أنه بالنسبة للتعديلات بواسطة الجزيئات غير المتجانسة (مثل الجليكانات) ، يمكن أيضًا تحليل بنية التعديل باستخدام MS [46].


حجم 2

Geetha Manivasagam و. أسوكامي راجامانيكام ، في موسوعة الهندسة الطبية الحيوية ، 2019

الجزيئات الحيوية

الجزيئات الحيوية هي جميع المواد البيولوجية باستثناء الخلايا والبروتينات الهيكلية عند استخدامها كـ "المواد الحيوية الطبيعية" نفسها. تشمل الجزيئات الحيوية البروتينات والدهون وما إلى ذلك ، ويمكن أن تؤدي وظائف مختلفة مثل توفير السلامة الهيكلية للتركيبات المهندسة للأنسجة. وتشمل هذه عوامل النمو المختلفة ، وعوامل التمايز ، والعوامل المولدة للأوعية الأساسية في جميع فئات هندسة الأنسجة إلى جانب البروتينات المكونة للعظام مع مجموعة واسعة من الخصائص الوظيفية. قد تساعد العديد من الجزيئات الحيوية المضيف في وظائف مختلفة مثل دعم ارتباط الخلية ، ونمو الخلايا (أو موت الخلايا المبرمج) ، وتمايز الخلايا ، وهجرة الخلايا ، وتكوين الأوعية الدموية ، وما إلى ذلك. يمكن بالفعل أداء جميع الوظائف بشكل مختلف وفقًا للسلوك البيوكيميائي والخلوي والميكانيكي الحيوي .


تجارب تمهيدية على الجزيئات الحيوية وتفاعلاتها

تجارب تمهيدية على الجزيئات الحيوية وتفاعلاتها يوفر نهجًا جديدًا لتدريس الجزيئات الحيوية في المختبر. أثناء عرض الأساسيات المطلوبة ، فإنه يجسد أيضًا تجربة المؤلف في الصناعة ، وبالتالي يوفر تجارب فريدة ومحدثة تنقل تجربة التعلم خطوة إلى الأمام.

يوازي النص المحاضرات باستخدام نص جامعي قياسي للكيمياء الحيوية. على عكس معظم كتيبات المعمل الحالية المتوفرة في السوق والتي تؤكد ببساطة على مقدمة للتقنيات ، يوفر دليل المعمل هذا للطلاب فرصًا لإثبات وإثبات المعرفة والنظريات التي يتعلمونها من الفصل.

تجارب تمهيدية على الجزيئات الحيوية وتفاعلاتها يوفر نهجًا جديدًا لتدريس الجزيئات الحيوية في المختبر. أثناء عرض الأساسيات المطلوبة ، فإنه يجسد أيضًا تجربة المؤلف في الصناعة ، وبالتالي يوفر تجارب فريدة ومحدثة تنقل تجربة التعلم خطوة إلى الأمام.

يوازي النص المحاضرات باستخدام نص جامعي قياسي للكيمياء الحيوية. على عكس معظم كتيبات المعمل الحالية المتوفرة في السوق والتي تؤكد ببساطة على مقدمة للتقنيات ، يوفر دليل المعمل هذا للطلاب فرصًا لإثبات وإثبات المعرفة والنظريات التي يتعلمونها من الفصل.


العامل الأذيني الطبيعي: هرمون جديد من أصل قلبي

تجانس مع البروتينات الأخرى

لم يكشف تحليل تسلسل cDNA وترميز الحمض النووي الجيني لـ ANF عن أي تماثل جوهري مع بروتين آخر معروف. وتجدر الإشارة ، في هذا الصدد ، إلى أن بعض الباحثين افترضوا أن سلائف ANF تشتمل على اثنين من الببتيدات النشطة بيولوجيًا المتميزة ، ANF نفسها عند الطرف C و "Cardiodilatin" (62) عند الطرف N (أي تبدأ من الموضع 25 من سلائف الفئران المتوقعة (كدنا)). هكذا

نشأت المصطلحات "سلائف cardiodilatin-ANF" أو "بروناتريوديلاتين" (57 ، 63 ، 64). تستند هذه التكهنات إلى التماثل الجوهري بين الطرف N لسلائف ANF للجرذان وتحليل تسلسل N-terminal الجزئي الذي أبلغ عنه Forssmann وآخرون. (62) لعديد ببتيد وعائي (Cardiodilatin) معزول من أذين الخنازير ، والذي يقدر أن له وزن جزيئي يبلغ حوالي 8000 بواسطة ترشيح الهلام. وبالتالي ، فإن فكرة النشاط البيولوجي المتميز عند الطرف N كانت تستند إلى تقدير غير دقيق للحجم الجزيئي وعلى بيان لا أساس له من أن بولي ببتيد الخنزير المريح للأوعية يفتقر إلى نشاط ناتريوتتيك القابل للاكتشاف (62). في الواقع ، من المحتمل جدًا أن يمثل Cardiodilatin الخنازير سلائف ANF السليمة ، والتي من المعروف أنها ذات نشاط بيولوجي ضعيف (46 ، 47 ، 54). وبالتالي ، حتى يتم الحصول على توثيق أفضل ، لا يوجد أساس لافتراض أن رموز سلائف ANF لأكثر من فئة واحدة من الببتيدات النشطة بيولوجيًا.


قم بإنشاء خريطة مفاهيم للجزيئات الحيوية

يطلب هذا النشاط من الطلاب العمل في مجموعات لإنشاء خريطة مفهوم (منظم رسومي) على الجزيئات البيولوجية الكبيرة: الكربوهيدرات والدهون والدهون والأحماض النووية. يتم إعطاء الطلاب تعليمات موجزة وعينة من الخريطة لبدء العمل ، لكنهم مسؤولون عن تحديد التفاصيل المهمة في كل قسم.

هذا النشاط مخصص للاستخدام بعد محاضرة قصيرة ومقدمة حول الموضوع. يقوم الطلاب إما بعرض شرائح Google على الجزيئات الكبيرة البيولوجية أو مشاهدة فيديو Amoeba Sisters أو Crash Course. غالبًا ما أستخدم مزيجًا من هذه الأعمال في الفصل والواجبات المنزلية وأشجع الطلاب على استخدام الموارد في كتبهم المدرسية (الفصل 3 ، Openstax Biology)

التعليمات قليلة جدًا لمنح الطلاب مساحة لإنشاء تنظيم رسوماتهم والعمل معًا. يتم تضمين نموذج تقييم ، يعتمد بشكل أساسي على عدد التفاصيل المدرجة تحت كل فئة والتنظيم والإبداع بشكل عام. من المتوقع أن يكون لدى الطلاب رسم تخطيطي واحد على الأقل لكل مجموعة ، ولكن يتم تشجيعهم على تمثيل الأفكار في الصور أيضًا. بديل لهذه المهمة ونشاط فردي أكثر هو أن يختار الطلاب مجموعة واحدة وإنشاء مخططات تخطيطية للجزيء الكبير.

معظم طلابي على دراية بالمنظمين الرسوميين ، لكن لديهم أحيانًا مجموعات تكافح من أجل البدء. في هذه الحالات ، أقترح أن تحتوي كل فئة رئيسية على أربعة تفاصيل رئيسية: ما تتكون منه & # 8217s ، وأين تم العثور عليها ، وكيف تبدو ، وما الغرض من استخدامها. يمكن أن يساعد ذلك عادةً في البدء بها ، لكن عليك التأكيد على أن بعض المجموعات قد تحتوي على تفاصيل أكثر من غيرها ، على سبيل المثال ، للكربوهيدرات وظائف متعددة في الأنظمة الحية.

مستوى الصف: 9-12
الوقت المطلوب: 45-65 دقيقة (1-2 حصة دراسية)

HS-LS1-2 تطوير واستخدام نموذج لتوضيح التنظيم الهرمي للأنظمة المتفاعلة التي توفر وظائف محددة داخل الكائنات متعددة الخلايا.

HS-LS1-6 قم ببناء ومراجعة تفسير يستند إلى أدلة حول كيفية اتحاد الكربون والهيدروجين والأكسجين من جزيئات السكر مع عناصر أخرى لتكوين أحماض أمينية و / أو جزيئات كبيرة أخرى قائمة على الكربون.


شاهد الفيديو: الجزيئات الحيوية. الأحياء. علوم الأحياء والبيئة (أغسطس 2022).