تحقیق بیوشیمی

دسته بندي : دانش آموزی و دانشجویی » دانلود تحقیق
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل :  word (..doc) ( قابل ويرايش و آماده پرينت )
تعداد صفحه : 30 صفحه

 قسمتی از متن word (..doc) : 
 

‏1
‏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
‏3
‏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
‏3
‏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.
‏4
‏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