معلومة

2.7: التركيب والوظيفة - الكربوهيدرات - علم الأحياء

2.7: التركيب والوظيفة - الكربوهيدرات - 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.

من ناحية أخرى ، ينشأ الجلوكوز الداخلي المنشأ بتردد يتناسب مع تركيز السكر الحر في الجسم. تحدث هذه بشكل متكرر مع الفركتوز والجالاكتوز والجلوكوز بهذا الترتيب التنازلي ويتم اكتشافها في مجرى الدم. يمكن أن تتراكم كل من البروتينات والدهون ، كما أن تراكم المنتجات النهائية للجليكيشن المتقدمة الذاتية (AGEs) يرتبط بمرض السكري من النوع 2 ، بالإضافة إلى الزيادات في أمراض القلب والأوعية الدموية (تلف البطانة والغضاريف والفيبرينوجين) ، والاعتلال العصبي المحيطي (هجوم المايلين) غمد) ، والصمم (فقدان غمد الميالين).

يزيد تكوين AGEs من الإجهاد التأكسدي ، ولكن يُعتقد أيضًا أنه يتفاقم بسببه. زيادة الإجهاد التأكسدي ، بدوره يسبب ضررًا إضافيًا. يؤدي تلف الكولاجين في خلايا الدم إلى تيبسها وضعفها وهو عامل في تصلب الشرايين وتشكيل تمدد الأوعية الدموية على التوالي. أحد مؤشرات مرض السكري هو زيادة نسبة السكر في الهيموجلوبين في خلايا الدم الحمراء ، حيث أن تركيز السكر المنتشر يكون مرتفعًا في دم مرضى السكر. يتم قياس نسبة السكر في الهيموغلوبين في اختبار التحكم في نسبة الجلوكوز في الدم لدى مرضى السكري.

هوموبوليمروحدة أحادية
الجليكوجينالجلوكوز
السليلوزالجلوكوز
أميلوزالجلوكوز
كالوزالجلوكوز
الكيتينN- أسيتيل جلوكوزامين
زيلانالزيلوز سكر الخشب
منانالمانوز
كريسولامينارينالجلوكوز

وظيفة في الجلد

حمض الهيالورونيك هو مكون رئيسي للبشرة وله وظائف في إصلاح الأنسجة. مع التعرض لأشعة UVB الزائدة ، تنتج الخلايا الموجودة في الأدمة كمية أقل من الهيالورونان وتزيد من تحللها.

بالنسبة لبعض أنواع السرطان ، يرتبط مستوى حمض الهيالورونيك في البلازما بالورم الخبيث. تم استخدام مستويات حمض الهيالورونيك كعلامة لسرطان البروستاتا والثدي ولمتابعة تطور المرض. يمكن أن يستخدم المركب للحث على الشفاء بعد جراحة الساد. حمض الهيالورونيك موجود أيضًا بكثرة في مصفوفة الأنسجة الحبيبية التي تحل محل جلطة الفيبرين أثناء التئام الجروح. في التئام الجروح ، يُعتقد أن البوليمرات الكبيرة من حمض الهيالورونيك تظهر مبكرًا وتفسح المجال فعليًا لخلايا الدم البيضاء للتوسط في الاستجابة المناعية.

انفصال

يتم تحفيز تكسير حمض الهيالورونيك بواسطة الإنزيمات المعروفة باسم الهيالورونيداز. لدى البشر سبعة أنواع من هذه الإنزيمات ، يعمل بعضها كمثبطات للأورام. يمكن لشظايا الهيالورونان الأصغر أن تحفز الاستجابة الالتهابية في البلاعم والخلايا التغصنية بعد تلف الأنسجة. يمكنهم أيضًا أداء وظائف مسببة لتولد الأوعية.

البروتيوغليكان

يوجد الجليكوزامينوجليكان بشكل شائع مرتبطًا بالبروتينات ويشار إليها باسم البروتيوغليكان. يتم الربط بين البروتين والجليكوزامينوجليكان من خلال سلسلة جانبية سيرين. تصنع البروتيوغليكان عن طريق الارتباط بالجليكوزيل للبروتينات المستهدفة في جهاز جولجي.


2.7: التركيب والوظيفة - الكربوهيدرات - علم الأحياء

ما هي الكربوهيدرات؟

عندما يشير معظم الناس إلى الكربوهيدرات ، فإنهم يتحدثون عن الأطعمة النشوية (مثل الخبز والمعكرونة والأرز) أو الأطعمة السكرية (مثل الحلوى والبسكويت والكعك). في العلم ، عندما نتحدث عن الكربوهيدرات فإننا نتحدث عن أنواع معينة من الجزيئات.

الكربوهيدرات هي واحدة من أربع مجموعات رئيسية من الجزيئات العضوية الثلاثة الأخرى هي البروتينات والأحماض النووية (DNA) والدهون (الدهون). تتكون الكربوهيدرات من ثلاثة عناصر: الكربون والهيدروجين والأكسجين.

الكربوهيدرات مهمة للحياة اليومية للكائنات الحية. تخزن الطاقة (النشويات) وتوفر الطاقة للخلايا (الجلوكوز) وتوفر بنية للنباتات وبعض الحيوانات.

أنواع الكربوهيدرات

  • السكريات الأحادية - السكريات الأحادية هي أبسط أشكال الكربوهيدرات. تشمل السكريات مثل الجلوكوز والفركتوز. غالبًا ما تتذوق السكريات الأحادية المذاق الحلو وتذوب في الماء. الجلوكوز هو كربوهيدرات شائع موجود في النباتات وهو المنتج الرئيسي لعملية التمثيل الضوئي.
  • السكريات الثنائية - تتكون السكاريد من نوعين من السكريات الأحادية. تُعرف أيضًا باسم السكريات مثل السكروز واللاكتوز. اللاكتوز هو الكربوهيدرات الموجودة في الحليب.
  • أوليغوساكاريدس - تتكون السكريات القليلة من عدد صغير (عادة من ثلاثة إلى ستة) من السكريات الأحادية.
  • السكريات - السكريات عبارة عن جزيئات كربوهيدرات طويلة. غالبًا ما يطلق عليهم الكربوهيدرات المعقدة.

المزيد عن الكربوهيدرات المعقدة (السكريات)

  • النشويات - النشويات هي طريقة تخزن بها العديد من النباتات الطاقة. يمكننا بعد ذلك أن نأكل النشويات وسوف تستخدم أجسامنا الطاقة.
  • الجليكوجين - تستخدم الحيوانات الجليكوجين لتخزين الطاقة. يتم تخزينه في الكبد والعضلات لاستخدامه عند الحاجة.
  • السليلوز - يستخدم السليلوز في النباتات كجزيء هيكلي. لا يمكن للحيوانات هضمها.
  • الكيتين - يستخدم الكيتين كجزيء هيكلي في الفطريات والمفصليات.

عندما تأكل الكربوهيدرات ، يستخدمها جسمك للحصول على الطاقة. ومع ذلك ، إذا كنت تأكل أكثر مما يحتاجه جسمك ، فسوف يحولها إلى دهون. الدهون هي الطريقة التي يخزن بها الجسم الطاقة لاستخدامها لاحقًا. يحاول الجسم توفير الطاقة لوقت لاحق عندما لا يكون لديك أي كربوهيدرات تأكلها.


3 أنواع مختلفة من الكربوهيدرات

الصيغة العامة للكربوهيدرات يمكن تمثيلها بواسطة الصيغة المتكافئة (CH2س)ن ، حيث n هو عدد الكربون في الجزيء.

في جزيئات الكربوهيدرات تكون نسبة الكربون إلى الهيدروجين إلى الأكسجين 1:2:1.

تفسر الصيغة العامة للكربوهيدرات ونسبة ذراتها أيضًا أصل مصطلح "الكربوهيدرات": المكونات هي الكربون ("الكربوهيدرات") ومكونات الماء (ومن ثم "الهيدرات").

يوجد 3 أنواع مختلفة من الكربوهيدرات:


الكربوهيدرات: التعريف والتصنيف ووظائفها

الكربوهيدرات هي أكثر المركبات انتشارًا في كل من النباتات والحيوانات. يمكن للنباتات تكوين الكربوهيدرات من ثاني أكسيد الكربون (CO2) من خلال عملية التمثيل الضوئي. يحتوي الجسم الحي على 1٪ من الكربوهيدرات. تحتوي العديد من النباتات والحيوانات على كميات كبيرة من الكربوهيدرات كمواد غذائية احتياطية. إنها المركبات التي توفر الطاقة لخلايا الكائنات الحية.

يتم تعريف الكربوهيدرات على أنها مركب محايد يتكون من ذرة الكربون (C) والهيدروجين (H) والأكسجين (O) بنسبة 1: 2: 1. الصيغة العامة للكربوهيدرات البسيطة هي Cn (H2تشغيل. تُعرف الكربوهيدرات أيضًا باسم "السكريات". مصطلح "السكريد" مشتق من الكلمة اليونانية "سخارون" التي تعني السكر. المصادر الرئيسية للكربوهيدرات هي النباتات. الحيوانات الأعلى لديها كمية ضئيلة من الكربوهيدرات.

توجد في النباتات كسليلوز ونشا في الساق ، والألياف ، واللحاء ، والفواكه ، والجذور ، والبذور ، والنسغ ، وما إلى ذلك ، بينما في الحيوانات العليا ، يتم تخزينها على شكل جليكوجين ، وحمض اللاكتيك ، ولاكتوجين في الكبد ، والعضلات ، والحليب. على التوالى. الكربوهيدرات عبارة عن مادة صلبة حبيبية أو ليفية أو بلورية. فهي حلوة أو لا طعم لها في الذوق. معظم الكربوهيدرات غير قابلة للذوبان في الماء باستثناء السكريات الأحادية. في الحرارة الزائدة ، تصبح رمادًا. تشكل الكربوهيدرات زهور النجمة مجتمعة مع الأحماض.

تصنيف الكربوهيدرات

بناءً على التحلل المائي ، فإن الكربوهيدرات هي من الأنواع التالية:

1. السكريات الأحادية (Gr. Mono = مفرد ، سكر = سكر):

إنه سكر بسيط وأبسط أشكال الكربوهيدرات التي لا يمكن تحللها إلى سكر بسيط. الصيغة العامة للسكريات الأحادية هي Cنح2 نان. بعض الأمثلة الشائعة للسكريات الأحادية هي الجلوكوز والريبوز وما إلى ذلك. فهي تشكل اللبنات الأساسية للكربوهيدرات الأكثر تعقيدًا. جميع السكريات الأحادية قابلة للذوبان في الماء وحلوة وقادرة على تكوين مسمار. لديهم مجموعات ألدهيد حرة (-CHO) في الكربون 1 أو مجموعات الكيتون الحرة (& gtC = O) في وضع الكربون 2 ولديهم خصائص اختزال. يُعرف السكاريد الأحادي مع مجموعة الألدهيد باسم الألدوز بينما يُعرف مع مجموعة الكيتون باسم الكيتوز.

السكريات الأحادية هي من الأنواع التالية بناءً على عدد من ذرات الكربون مثل ثلاثي ، تتروز ، سداسي ، هيبتوز ، إلخ ، والتي تحتوي على 3،4،5،6 و 7 ذرات كربون على التوالي.

من الناحية البيولوجية ، فإن السكريات الأحادية المهمة هي البنتوز مثل الريبوز (الموجود في الحمض النووي الريبي) ، ديوكسيريبوز (الموجود في الحمض النووي) ، والسداسيات مثل الجلوكوز والفركتوز (سكر الفاكهة) ، إلخ.

تريوز: إنه سكر بسيط أو أحادي السكاريد يحتوي على ثلاث ذرات كربون في سلسلته الأولية. يلعب Triose دورًا مهمًا في التنفس الخلوي. في الطبيعة ، لا تتوفر سوى ثلاثة ثلاثيات محتملة مثل ثنائي هيدروكسي أسيتون و L-glyceraldehyde و D-glyceraldehyde.

تتروز: وهي عبارة عن أربع ذرات كربون تحتوي على أحادي السكاريد في سلسلتها الأولية. الإريثروز (C.4ح8ا4) هو رباعي العنب يحتوي على مجموعة ألدهيد واحدة. قام الصيدلاني الفرنسي لويس فيوكس جوزيف جاروت بعزل الإريثروز (C.4ح8ا4) في عام 1849. بعض التيتروس التي تحدث بشكل طبيعي هي D-erythrose و D-threose و D-erythrulose. لديهم إما مجموعة الألدهيد في الموضع 1 أو مجموعة وظيفية كيتون تقع في الموضع 2.

بنتوز: البنتوز هو كربوهيدرات أحادي السكاريد يحتوي على خمس ذرات كربون في سلسلته الأولية. تتكون النيوكليوتيدات من سكر البنتوز ريبوز (C5ح10O 5) و deoxy-ribose (C.5ح10ا4) وتشكل الأحماض النووية مثل DNA و RNA. تتمتع البنتوز بقوة أيضية أعلى من الهيكسوسيس. بعض البنتوزات المهمة الأخرى هي ريبولوز ، أرابينوز ، زيلولوز ، ليكسوز ، إلخ.

الهكسوز: وهو عبارة عن كربوهيدرات أحادي السكاريد يحتوي على ست ذرات كربون في سلسلته الأولية مع الصيغة الكيميائية C6ح12ا6. تصنف المجموعة الوظيفية Hexoses إلى aldohexoses و ketohexoses. في هذه الحالة ، تمتلك الدوهكسوز مجموعة ألدهيد (-CHO) في الموضع 1 ، بينما تحتوي كيتو هكسوز على مجموعة كيتون (RCR ') في الموضع 2. مثال سكر الهكسوز هو الجلوكوز وهو أكثر الكربوهيدرات وفرة في الطبيعة. يوفر مصادر الطاقة لجميع الخلايا الحية. السكريات السداسية الهامة الأخرى هي الفركتوز ، المانوز ، الجالاكتوز ، إلخ.

هيبتوز: وهو كربوهيدرات أحادي السكاريد يحتوي على سبع ذرات كربون. يتم تصنيف Heptoses من قبل المجموعة الوظيفية إلى aldoheptoses و ketoheptoses. في هذه الحالة ، تمتلك ألدوهبتوس إما مجموعة ألدهيد (-CHO) في الموضع 1 ، بينما تحتوي كيتوهيبتوز على مجموعة كيتون (RCR ') في الموضع 2. بعض الأمثلة على الهبتوز هي sedoheptulose أو D-altro-heptulose و mannoheptulose ، إلخ.

2. السكريات القليلة القلة (Gr. Oligo = أقل سكر = سكر):

وهي عبارة عن كربوهيدرات معقدة يمكن تحللها بواسطة الأحماض إلى 2-10 وحدات بسيطة من السكريات الأحادية. هذه الكربوهيدرات قابلة للذوبان في الماء وذات مذاق حلو وقادرة على تكوين مسمار. يمكن تقسيمها أيضًا إلى فئات فرعية مختلفة مثل السكريات الثنائية ، والسكريات الثلاثية ، والسكريات الرباعية ، إلخ.

السكريات: وهو أهم قليل السكاريد الذي يحتوي على وحدتين من السكريات الأحادية. السكروز عبارة عن سكروز يمكن أن يتحلل ويعطي جزيءًا واحدًا من الجلوكوز والفركتوز بينما يعطي المالتوز جزيئين من الجلوكوز فقط عند التحلل المائي.

التركيب الكيميائي للسكروز

السكريات الثلاثية: إذا أعطت الكربوهيدرات ثلاثة جزيئات من السكريات الأحادية على التحلل المائي مع نفس الشيء أو مختلفة ، فإنه يُعرف باسم السكريات الثلاثية. رافينوز هو ثلاثي السكاريد الذي يتكون من فركتوز واحد وجلوكوز واحد وجزيء جالاكتوز واحد. السكريات الثلاثية الشائعة الأخرى هي المالتوتريوز ، المالتوتريولوز ، إلخ.

التركيب الكيميائي لرافينوز

تتراساكاريدس: إذا أعطت الكربوهيدرات أربعة جزيئات من السكريات الأحادية على التحلل المائي مع نفس الشيء أو مختلف ، فإنه يُعرف باسم tetrasaccharides. الصيغة العامة لرباعي السكاريد هي C24ح42ا21. Stachyose هو مثال على رباعي السكاريد الذي يعطي جزيء واحد من الجلوكوز وجزيء واحد من الفركتوز وجزيئين من الجالاكتوز عند التحلل المائي.

التركيب الكيميائي للسمك

3. السكريات المتعددة (Gr. Poly = العديد من السكريات = السكر):

عديد السكاريد هو جزيء كبير يتكون من العديد من وحدات السكاريد الأحادي. في هذه الحالة ، ترتبط السكريات الأحادية ببعضها البعض عن طريق ارتباط الجليكوسيد. أثناء التحلل المائي ، يتم تقسيم السكريات إلى السكريات الأحادية أو السكريات القليلة. يُعرف عديد السكاريد أيضًا باسم الجليكان. يمكن أن يكون عديد السكاريد من عديدات السكاريد المتجانسة عندما يحتوي على نفس جزيئات السكريات الأحادية أو عديدات السكاريد غير المتجانسة عندما يحتوي على أنواع مختلفة من السكريات الأحادية.

قد يكون هيكل السكريات خطية أو متفرعة. عندما تحتوي السكريات على سلسلة مستقيمة من السكريات الأحادية ، فإنها تسمى عديد السكاريد الخطي ، بينما تحتوي السكريات المتعددة على سلسلة لها أذرع وتُعرف باسم عديد السكاريد المتفرّع. تؤدي السكريات المتعددة الوظائف في الطبيعة. تستخدم بعض السكريات لتخزين الطاقة ، وبعضها يعمل كمرسل خلوي ، والبعض الآخر يوفر الدعم للخلايا والأنسجة. في الحيوانات ، عديد السكاريد التخزين هو الجليكوجين والسكريات الهيكلية هي الكيتين.

بعض السكريات الهامة

نشاء: إنها المادة الغذائية الاحتياطية في الخلايا النباتية. يحدث على شكل حبيبات قد تكون كروية أو بيضاوية أو على شكل عدسة أو غير منتظمة. إنه غير قابل للذوبان في الماء ويعطي لونًا أزرق مع اليود. الصيغة الكيميائية للنشا هي (C6ح10ا5)ن.

الجليكوجين: يُعرف باسم النشا الحيواني كما يحدث في الكبد والعضلات في جسم الحيوان. قابل للذوبان في الماء ويعطي لونًا ضارب إلى الحمرة مع اليود.

التركيب الكيميائي للجليكوجين

الدكسترين مادة صمغية: يوجد أثناء التحلل المائي الجزئي للنشا بواسطة الأحماض أو إنزيم الأميليز. يتكون من مزيج معقد للغاية من الجزيئات ذات الأحجام والتركيبات المختلفة. قابل للذوبان في الماء ويعطي لون بني محمر مع اليود.

السليلوز: إنها أهم المكونات الهيكلية لجدار الخلية للنباتات. يوجد أيضًا في عدد قليل من الكائنات الحية الدقيقة والكائنات الحية السفلية. إنه يشكل الجزء الأكبر أو الخشن من الطعام ولكن لا يهضمه الرجل بسبب عدم وجود إنزيمات الجهاز الهضمي السليلوز. إنه غير قابل للذوبان في الماء ولا يعطي لونًا مع اليود.

التركيب الكيميائي للسليلوز

الكيتين: إنه جزيء عديد السكاريد كبير مصنوع من سلاسل من الجلوكوز المعدل. توجد في جدران خلايا الفطريات والهيكل الخارجي للحشرات والأجزاء الصلبة من اللافقاريات والأسماك الأخرى. لا تهضمه الحيوانات الفقارية. إنه جزيء قابل لإعادة التدوير يمكن أن يذوب بمرور الوقت. لها العديد من التطبيقات الصناعية مثل الخيوط الجراحية ومجلدات الأصباغ والمواد اللاصقة.

التركيب الكيميائي للكيتين

بناءً على الذوق ، فإن الكربوهيدرات من نوعين

1. السكر: لها طعم حلو ، مع بنية حبيبية وقابلة للذوبان في الماء. بعض الأمثلة الشائعة هي الجلوكوز (C6ح12ا6) ، الفركتوز ، السكروز ، إلخ.

2. غير السكر: وهي كربوهيدرات حبيبية غير حلوة وغير قابلة للذوبان في الماء. بعض الأمثلة الشائعة هي السليلوز والجليكوجين والنشا وما إلى ذلك.


موضوعي ورقم 038 أسئلة قصيرة حول هيكل ووظيفة الكتلة الحيوية

الجواب: الكربوهيدرات هي ألدهيدات بولي هيدروكسي أو كيتونات. الكربوهيدرات هي سكريات وبوليمراتها. وهي تتكون من الكربون والهيدروجين والأكسجين. كلمة الكربوهيدرات تعني حرفيا الكربوهيدرات الرطبة. نسبة الهيدروجين والأكسجين هي نفسها كما في الماء ، أي 2: 1.

الجواب: أنها تشكل هياكل مختلفة ، مثل السليلوز من الخشب.

القطن والأوراق. تم العثور عليها في جميع الكائنات الحية. هم موجودون في جميع دلاء الخلايا. تعمل كمركبات تخزين مثل نشاء و الجليكوجين.

الجواب: تسمى الكربوهيدرات أيضًا الاسكاريدس`. كلمة السكريد مشتق من كلمة يونانية سكاكرون & # 8217. إنه يعني السكر. يتم أخذ Saceharide كوحدة (مونومر)

  1. فرّق بين سكريات ألدو وسكر الكيتو. الجواب: تسمى السكريات مع مجموعات الألدهيد ألدو سكر ومع السكر مع مجموعات الكيتو تسمى سكريات كيتو. مثال على سكر ألدو هو الجلوكوز ومثال على سكر الكيتو الفركتوز.
    1. ما هي السكريات الأحادية؟ اكتب صيغتهم العامة؟

    الإجابة: السكريات الأحادية عبارة عن سكريات بسيطة ، ويعني المونو السكريات المفردة والسكريات تعني السكر. تتكون من وحدة سكر واحدة. صيغتها هي مضاعفات CI-120. تحتوي بشكل عام على عدد الكربون من 3 إلى 7.

    1. ارسم صيغة الجلوكوز والريبوز.
    2. ما هو السكروز واللاكتوز؟

    الجواب: هو هو ثنائي السكاريد. شكلت tw يربط جزيء الجلوكوز

    لجزيء الفركتوز. يرتبط جزيء الجلوكوز بالسكريات الأحادية الأخرى. الجالاكتوز ويشكل اللاكتوز ثنائي السكاريد (يسمى الذرة بالأمثال سكر).

    الجواب: نشا الأميلوز هو شكل بسيط من النشا. يحتوي الأميلوز على سلسلة من الجلوكوز غير الممنوحة. قابل للذوبان في الماء الساخن. الأميلوبكتين هو أكثر أشكال النشا تعقيدًا. لديها سلاسل متفرعة. إنه غير قابل للذوبان في الماء الساخن أو البارد.

    الجواب: الجليكوجين هو بوليمر جلوكوز. وهو أكثر تشعبًا من أميلوبكتين النباتات. ويسمى أيضا النشا الحيواني. إنه مجمع تخزين رئيسي للحيوانات. يوجد في الكبد والعضلات. يوجد أيضًا في جميع الخلايا الحيوانية. إنه غير قابل للذوبان في الماء. يعطي اللون الأحمر مع اليود. يعطي الجلوكوز على التحلل المائي.

    الجواب: كيتين هو عديد السكاريد الهيكلي آخر. تم العثور على الكيتين في

    جدار الخلية من الفطريات. كما أنها تشكل الهيكل الخارجي لمفصليات الأرجل. يحتوي الكيتين على سكريات أمينية في جزيئاته.

    الجواب: t.ipids هي جزيئات عضوية غير قطبية غير قابلة للذوبان في

    الماء القطبي ولكنه قابل للذوبان في المذيبات العضوية غير القطبية مثل الأثير والكحول والكلوروفورم.

    الجواب: تحتوي الأحماض الدهنية على سلاسل هيدروكربونية طويلة مرتبطة بمجموعات الكربوكسيل (C001-1). الجلسرين هو كحول ثلاثي الكربون ، حيث يسمع كل كربون مجموعة الهيدروكسيل (01-1). تتحد ثلاث جزيئات من الأحماض الدهنية مع جلسرين واحد

    مركب. وهي متصلة بذرات الكربون الثلاث في العمود الفقري للجليسرول.

    الجواب: تسمى الدهون التي تحتوي على ثلاثة أحماض دهنية الدهون الثلاثية المحايدة أو ثلاثي الجلسرين. جزء الجلسرين من كل جزيء دهون هو نفسه. روت هناك أنواع كثيرة من الأحماض الدهنية. لذلك توجد أنواع كثيرة من الدهون. تختلف جزيئات الأحماض الدهنية في طول سلاسل الكربون الخاصة بها وفي الطرق التي تتحد بها ذرات الكربون. السلاسل ذات الأرقام الزوجية الأكثر شيوعًا من 14 إلى 20 ذرة كربون.

    الجواب: لديهم روابط مزدوجة. تنحني سلاسلهم عند الروابط المزدوجة. لذلك لا يمكن لجزيئات الدهون أن تتماشى بشكل وثيق مع بعضها البعض. لذلك ، فهي منخفضة. نقط الذوبان. وبالتالي قد تكون الدهون سائلة في درجة حرارة الغرفة. الدهون السائلة تسمى الزيت. معظم الدهون النباتية غير مشبعة. الأحماض الدهنية ذات الرابطة المزدوجة أحادية غير مشبعة. الأحماض الدهنية هي العديد من الروابط المزدوجة بولي. غير مشبع.

    الجواب: لا تحتوي الأحماض الدهنية المشبعة على روابط مزدوجة. غالبًا ما تكون الدهون الحيوانية مشبعة. [تحدث كدهون صلبة أو صلبة. في هذه الحالة ، تنضم ذرات الكربون بواسطة روابط كربون-كربون مفردة. كل ذرة كربون ترتبط بالعديد من ذرات الهيدروجين.

    الجواب: يشبه جزيء الدهون الفوسفورية جزيء الدهون. هو - هي

    يحتوي على جزء من الجلسرين وسلاسل الأحماض الدهنية. تحتوي فوسفوليبيدات الروت على سلسلتين فقط من الأحماض الدهنية. تحل المجموعات المحتوية على النيتروجين محل السلسلة الثالثة.

    الجواب: إن خليط من القلويات طويلة السلسلة (مع عدد فردي من الكربون من C15 إلى (& # 82165). تسمى الكحولات والكيتونات وإسترات الأحماض الدهنية طويلة السلسلة بالشمع. على سبيل المثال قطع.

    الجواب: توفر بعض الدهون عزلًا ضد حرارة الغلاف الجوي و

    البرد. كما أنها تعمل كمواد مقاومة للماء. على سبيل المثال. الشموع في الهيكل الخارجي للحشرات. شمع قطع يشكل طبقة واقية إضافية على بشرة بعض الأعضاء النباتية مثل الأوراق والفواكه والبذور وما إلى ذلك.

    الإجابة: البروتينات عبارة عن بوليمرات من الأحماض الأمينية. اسم البروتينات مشتق من الكلمة اليونانية المسماة البروتينات. إنه يعني المركز الأول. تحتوي البروتينات دائمًا على ذرات من الكربون والهيدروجين. نتروجين. الثور) الجنرال ، وأحيانًا الكبريت. تتكون البروتينات من أكثر من 50٪ من الوزن الجاف لمعظم الخلايا.

    الجواب: تحتوي الأحماض الأمينية الكارهة للماء على سلسلة جانبية غير قطبية.
    لدي lydrophilic سلاسل جانبية قطبية.

    الإجابة: يتكون البروتين من واحد أو أكثر من سلاسل بولي ببتيد. هؤلاء

    السلاسل ملتوية وملفوفة ومطوية على نفسها لتشكيل جزيء ضخم. يحتوي هذا الجزيء الكبير على أشكال ثلاثية الأبعاد محددة تسمى التشكل. تعتمد وظيفة البروتين على شكله.

    الجواب:. 1 التسلسل الخطي للأحماض الأمينية في سلاسل البولي ببتيد
    يسمى الهيكل الأساسي. يُطلق على الهيكل المتشكل عن طريق طي أو لف سلسلة البولي ببتيد بمساعدة الرابطة الهيدروجينية الهيكل الثانوي.

    الجواب: ملف دقيق من سلسلة بولي ببتيد مثبتة معًا بواسطة

    تسمى الرابطة الهيدروجينية بين كل رابطة ببتيدية رابعة حلزون ألفا. تسمى ورقة سلسلة البولي ببتيد المتكونة من الطي ذهابًا وإيابًا لسلسلة البولي ببتيد [3 صفيحة مطوية.

    الجواب: يُطلق على بنية البروتين المتكونة عن طريق طي اللولب أو الصفيحة إلى شكل ثلاثي الأبعاد البنية الثلاثية. الهيكل الذي تم تكوينه من خلال تجميع سلسلتين أو أكثر من سلاسل البولي ببتيد يسمى الهيكل الرباعي.

    الجواب: يتكون جسر ثاني كبريتيد بين اثنين سيستين الأحماض الأمينية لسلسلة عديد الببتيد. الأحماض الأمينية مع مجموعات sulthydryl على سلاسلها الجانبية تسمى الأحماض الأمينية السيستين. يرتبط الكبريت الموجود في سيستين واحد بكبريت الثانية

    الجواب: البروتينات الكروية أو البروتينات الكروية هي واحدة من فئتي البروتين الرئيسيتين. وهو يتألف من بروتينات شبيهة بالكرة الأرضية قابلة للذوبان بشكل أو بآخر في المحاليل المائية. أنها تشكل محاليل غروانية في الماء. يتم تحفيز التركيب الكروي بواسطة البنية الأولية للبروتينات. ترتبط المجموعات غير القطبية باتجاه الجزء الداخلي من الجزيء. لكن القطبية محدودة للخارج. يسمح بتفاعلات ثنائي القطب مع المذيب.

    الجواب: يتكون معظم الفاكهة والخضروات من البروتينات. وهكذا تعمل البروتينات كمركبات تخزين. الزلال يتم تخزينها في بياض البيض. إنه مصدر رئيسي للأحماض الأمينية لتطوير الجنين. الكازين موجود في الحليب. إنه مصدر للأحماض الأمينية للثدييات الصغيرة.


    10 كربوهيدرات

    بنهاية هذا القسم ، ستكون قادرًا على القيام بما يلي:

    • ناقش دور الكربوهيدرات في الخلايا وفي المواد خارج الخلية للحيوانات والنباتات
    • اشرح تصنيفات الكربوهيدرات
    • قائمة السكريات الأحادية والسكريات والسكريات الشائعة

    معظم الناس على دراية بالكربوهيدرات ، وهي نوع واحد من الجزيئات الكبيرة ، خاصة عندما يتعلق الأمر بما نأكله. لفقدان الوزن ، يلتزم بعض الأفراد بالوجبات الغذائية "منخفضة الكربوهيدرات". على النقيض من ذلك ، غالبًا ما يكون الرياضيون "حمولة الكربوهيدرات" قبل المنافسات المهمة للتأكد من أن لديهم طاقة كافية للمنافسة على مستوى عالٍ. في الواقع ، تعتبر الكربوهيدرات جزءًا أساسيًا من نظامنا الغذائي. تعد الحبوب والفواكه والخضروات كلها مصادر طبيعية للكربوهيدرات توفر الطاقة للجسم ، خاصة من خلال الجلوكوز ، وهو سكر بسيط يعد أحد مكونات النشا ومكونًا في العديد من الأطعمة الأساسية. للكربوهيدرات أيضًا وظائف مهمة أخرى في الإنسان والحيوان والنبات.

    الهياكل الجزيئية

    الصيغة المتكافئة (CH2س)ن، أين ن هو عدد الكربونات في الجزيء الذي يمثل الكربوهيدرات. بمعنى آخر ، نسبة الكربون إلى الهيدروجين إلى الأكسجين هي 1: 2: 1 في جزيئات الكربوهيدرات. تشرح هذه الصيغة أيضًا أصل مصطلح "الكربوهيدرات": المكونات هي الكربون ("الكربوهيدرات") ومكونات الماء (وبالتالي ، "الهيدرات"). يصنف العلماء الكربوهيدرات إلى ثلاثة أنواع فرعية: السكريات الأحادية ، والسكريات الثنائية ، والسكريات المتعددة.

    السكريات الأحادية

    السكريات الأحادية (mono- = "one" sacchar- = "sweet") هي سكريات بسيطة ، وأكثرها شيوعًا هو الجلوكوز. في السكريات الأحادية ، يتراوح عدد الكربون عادة من ثلاثة إلى سبعة. تنتهي معظم أسماء السكريات الأحادية باللاحقة -ose. إذا كان السكر يحتوي على مجموعة ألدهيد (المجموعة الوظيفية ذات البنية R-CHO) ، فهو عبارة عن ألدوز ، وإذا كان يحتوي على مجموعة كيتون (المجموعة الوظيفية ذات الهيكل RC (= O) R & # 8217) ، فهو كذلك كيتوز. اعتمادًا على عدد الكربونات في السكر ، يمكن أن تكون ثلاثية (ثلاثة ذرات كربون) ، وخماسية (خمسة ذرات كربون) ، و / أو سداسي (ستة ذرات كربون). (الشكل) يوضح السكريات الأحادية.


    الصيغة الكيميائية للجلوكوز هي C6ح12ا6. يعتبر الجلوكوز مصدرًا مهمًا للطاقة عند البشر. أثناء التنفس الخلوي ، تطلق الطاقة من الجلوكوز ، وهذه الطاقة تساعد في صنع ثلاثي فوسفات الأدينوزين (ATP). تصنع النباتات الجلوكوز باستخدام ثاني أكسيد الكربون والماء ، ويوفر الجلوكوز بدوره متطلبات الطاقة للنبات. غالبًا ما يخزن البشر والحيوانات الأخرى التي تتغذى على النباتات الجلوكوز الزائد على هيئة نشا مقوّض (تكسير الخلايا للجزيئات الكبيرة).

    يعد الجالاكتوز (جزء من اللاكتوز أو سكر الحليب) والفركتوز (الموجود في السكروز ، في الفاكهة) من السكريات الأحادية الشائعة الأخرى. على الرغم من أن الجلوكوز والجلاكتوز والفركتوز جميعها لها نفس الصيغة الكيميائية (C6ح12ا6) ، فهي تختلف هيكليًا وكيميائيًا (وهي أيزومرات) بسبب الترتيب المختلف للمجموعات الوظيفية حول الكربون غير المتماثل. تحتوي كل هذه السكريات الأحادية على أكثر من كربون واحد غير متماثل ((الشكل)).


    أي نوع من السكريات هذه ، ألدوز أم كيتوز؟

    الجلوكوز والجالاكتوز والفركتوز هي السكريات الأحادية المتزامنة (الهكسوز) ، مما يعني أن لها نفس الصيغة الكيميائية ولكن لها هياكل مختلفة قليلاً. الجلوكوز والجلاكتوز هي الجرعات ، والفركتوز هو كيتوز.

    يمكن أن توجد السكريات الأحادية كسلسلة خطية أو كجزيئات على شكل حلقة. في المحاليل المائية عادة ما تكون في أشكال حلقية ((الشكل)). يمكن أن يحتوي الجلوكوز في شكل حلقة على ترتيبين مختلفين لمجموعة الهيدروكسيل (OH) حول الكربون الشاذ (الكربون 1 الذي يصبح غير متماثل في عملية تكوين الحلقة). إذا كانت مجموعة الهيدروكسيل أقل من الكربون رقم 1 في السكر ، فهي في ألفا (α) ، وإذا كان فوق المستوى ، فهو في الإصدار التجريبي (β) موقع.


    السكريات

    تتشكل السكريات الثنائية (di- = "two") عندما يخضع اثنان من السكريات الأحادية لتفاعل تجفيف (أو تفاعل تكثيف أو تخليق تجفيف). خلال هذه العملية ، تتحد مجموعة أحادي السكاريد وهيدروكسيل # 8217s مع هيدروجين أحادي السكاريد & # 8217 ثانية ، مما يؤدي إلى إطلاق جزيء ماء وتشكيل رابطة تساهمية. تتشكل الرابطة التساهمية بين جزيء الكربوهيدرات وجزيء آخر (في هذه الحالة ، بين اثنين من السكريات الأحادية). يسمي العلماء هذا برابطة جليكوسيدية ((الشكل)). يمكن أن تكون روابط الجليكوسيد (أو الروابط الجليكوسيدية) من النوع ألفا أو بيتا. تتشكل رابطة ألفا عندما تكون مجموعة OH على الكربون 1 للجلوكوز الأول أسفل مستوى الحلقة ، وتتشكل رابطة بيتا عندما تكون مجموعة OH على الكربون 1 أعلى مستوى الحلقة.


    تشمل السكاريد المشترك اللاكتوز والمالتوز والسكروز ((الشكل)). اللاكتوز هو ثنائي السكاريد يتكون من مونومرات الجلوكوز والجلاكتوز. يوجد بشكل طبيعي في الحليب. المالتوز ، أو سكر الشعير ، عبارة عن ثنائي السكاريد يتكون من تفاعل الجفاف بين جزيئين من الجلوكوز. السكاريد الأكثر شيوعًا هو السكروز ، أو سكر المائدة ، والذي يتكون من الجلوكوز ومونومرات الفركتوز.


    السكريات

    سلسلة طويلة من السكريات الأحادية المرتبطة بروابط جليكوسيدية هي عديد السكاريد (متعدد = "كثير"). قد تكون السلسلة متفرعة أو غير متفرعة ، وقد تحتوي على أنواع مختلفة من السكريات الأحادية. قد يكون الوزن الجزيئي 100000 دالتون أو أكثر اعتمادًا على عدد المونومرات المرتبطة. النشا ، الجليكوجين ، السليلوز ، والكيتين هي أمثلة أساسية على السكريات.

    تخزن النباتات النشا على شكل سكريات. في النباتات ، يشتمل مزيج الأميلوز والنشواني (كلاهما من بوليمرات الجلوكوز) على هذه السكريات. النباتات قادرة على تصنيع الجلوكوز وتخزين الجلوكوز الزائد ، بما يتجاوز احتياجاتها الفورية من الطاقة ، مثل النشا في أجزاء النبات المختلفة ، بما في ذلك الجذور والبذور. يوفر النشا الموجود في البذور الغذاء للجنين أثناء إنباته ويمكن أن يعمل أيضًا كمصدر غذاء للإنسان والحيوان. تعمل الإنزيمات على تكسير النشا الذي يستهلكه الإنسان. على سبيل المثال ، يحفز الأميليز الموجود في اللعاب ، أو يقسم هذا النشا إلى جزيئات أصغر ، مثل المالتوز والجلوكوز. يمكن للخلايا بعد ذلك امتصاص الجلوكوز.

    يتكون نشا الجلوكوز من المونومرات التي ترتبط بها α 1-4 أو α 1-6 روابط جليكوسيدية. الأرقام 1-4 و1-6 تشير إلى عدد الكربون للمتبقيين اللذين انضمتا لتشكيل الرابطة. كما يوضح (الشكل) ، سلاسل مونومر الجلوكوز غير الممنوحة (فقط α 1-4 روابط) تشكل النشا بينما الأميلوبكتين عبارة عن عديد السكاريد المتفرّع (α 1-6 وصلات في نقاط الفرع).


    الجليكوجين هو شكل تخزين الجلوكوز في البشر والفقاريات الأخرى ويتكون من مونومرات الجلوكوز. الجليكوجين هو المكافئ الحيواني للنشا وهو جزيء شديد التشعب يتم تخزينه عادة في خلايا الكبد والعضلات. عندما تنخفض مستويات الجلوكوز في الدم ، ينهار الجليكوجين لتحرير الجلوكوز في عملية يسميها العلماء تحلل الجليكوجين.

    السليلوز هو البوليمر الحيوي الطبيعي الأكثر وفرة. يتكون السليلوز في الغالب من جدار خلية النبات و # 8217. هذا يوفر الدعم الهيكلي للخلية. الخشب والورق في الغالب من السليلوز في الطبيعة. تتكون مونومرات الجلوكوز من السليلوز β 1-4 رابط السندات الجليكوسيدية ((الشكل)).


    كما يوضح (الشكل) ، يتم قلب كل مونومر جلوكوز آخر في السليلوز ، ويتم تعبئة المونومرات بإحكام كسلاسل طويلة ممتدة. وهذا يعطي السليلوز صلابة وقوة شد عالية - وهو أمر مهم جدًا للخلايا النباتية. في حين أن إنزيمات الجهاز الهضمي البشرية لا تستطيع تحطيم β 1-4 الارتباط ، والحيوانات العاشبة مثل الأبقار والكوالا والجاموس قادرة ، بمساعدة النباتات المتخصصة في معدتها ، على هضم المواد النباتية الغنية بالسليلوز واستخدامها كمصدر غذائي. في بعض هذه الحيوانات ، تعيش أنواع معينة من البكتيريا والطلائعيات في الكرش (جزء من الجهاز الهضمي للحيوانات العاشبة & # 8217s) وتفرز إنزيم السليولاز. يحتوي ملحق حيوانات الرعي أيضًا على بكتيريا تهضم السليلوز ، مما يعطيها دورًا مهمًا في المجترات & # 8217 الجهاز الهضمي. يمكن أن تحلل السليولوز السليلوز إلى مونومرات جلوكوز تستخدمها الحيوانات كمصدر للطاقة. النمل الأبيض قادر أيضًا على تكسير السليلوز بسبب وجود كائنات حية أخرى في أجسامها تفرز السليلوز.

    تؤدي الكربوهيدرات وظائف مختلفة في الحيوانات المختلفة. المفصليات (الحشرات والقشريات وغيرها) لها هيكل عظمي خارجي ، الهيكل الخارجي ، الذي يحمي أجزاء الجسم الداخلية (كما نرى في النحل في (الشكل)). يتكون هذا الهيكل الخارجي من جزيء الكيتين البيولوجي ، وهو عبارة عن نيتروجين يحتوي على عديد السكاريد. وهي مصنوعة من تكرار N-acetyl-β- وحدات د-جلوكوزامين وهي سكر معدل. يعتبر الكيتين أيضًا مكونًا رئيسيًا لجدران الخلايا الفطرية. الفطريات ليست حيوانات ولا نباتات وتشكل مملكة خاصة بها في مجال Eukarya.


    تعتبر السمنة اختصاصي تغذية مسجل مصدر قلق صحي عالميًا ، كما أن العديد من الأمراض مثل مرض السكري وأمراض القلب أصبحت أكثر انتشارًا بسبب السمنة. هذا هو أحد الأسباب التي تجعل الناس يبحثون بشكل متزايد عن أخصائيي التغذية المسجلين للحصول على المشورة. يساعد أخصائيو التغذية المسجلين في تخطيط برامج التغذية للأفراد في بيئات مختلفة. غالبًا ما يعملون مع المرضى في مرافق الرعاية الصحية ، ويصممون خطط التغذية لعلاج الأمراض والوقاية منها. على سبيل المثال ، قد يقوم أخصائيو التغذية بتعليم مريض السكري كيفية التحكم في مستويات السكر في الدم عن طريق تناول الأنواع والكميات الصحيحة من الكربوهيدرات. قد يعمل اختصاصيو التغذية أيضًا في دور رعاية المسنين والمدارس والممارسات الخاصة.

    لكي يصبح المرء اختصاصي تغذية مسجلاً ، يحتاج المرء إلى الحصول على درجة البكالوريوس على الأقل في علم التغذية أو التغذية أو تكنولوجيا الغذاء أو أي مجال ذي صلة. بالإضافة إلى ذلك ، يجب على اختصاصيي التغذية المسجلين إكمال برنامج تدريب تحت الإشراف واجتياز اختبار وطني. أولئك الذين يتابعون وظائف في علم التغذية يأخذون دورات في التغذية والكيمياء والكيمياء الحيوية وعلم الأحياء وعلم الأحياء الدقيقة وعلم وظائف الأعضاء البشرية. يجب أن يصبح اختصاصيو التغذية خبراء في الكيمياء وعلم وظائف الأعضاء (الوظائف البيولوجية) للطعام (البروتينات والكربوهيدرات والدهون).

    فوائد الكربوهيدرات

    هل الكربوهيدرات مفيدة لك؟ غالبًا ما يخبر البعض الأشخاص الذين يرغبون في إنقاص الوزن أن الكربوهيدرات سيئة ويجب عليهم تجنبها. تحظر بعض الأنظمة الغذائية تمامًا استهلاك الكربوهيدرات ، بدعوى أن اتباع نظام غذائي منخفض الكربوهيدرات يساعد الأشخاص على إنقاص الوزن بشكل أسرع. ومع ذلك ، كانت الكربوهيدرات جزءًا مهمًا من النظام الغذائي البشري لآلاف السنين. تظهر القطع الأثرية من الحضارات القديمة وجود القمح والأرز والذرة في مناطق تخزين أسلافنا.

    كجزء من نظام غذائي متوازن ، يجب أن نكمل الكربوهيدرات بالبروتينات والفيتامينات والدهون. من ناحية السعرات الحرارية ، يوفر جرام الكربوهيدرات 4.3 كيلو كالوري. للمقارنة ، توفر الدهون 9 Kcal / g ، وهي نسبة أقل رغبة. تحتوي الكربوهيدرات على عناصر قابلة للذوبان وغير قابلة للذوبان. الجزء غير القابل للذوبان ، الألياف ، هو في الغالب السليلوز. للألياف استخدامات عديدة. يعزز حركة الأمعاء المنتظمة عن طريق إضافة الحجم ، وينظم معدل استهلاك الجلوكوز في الدم. تساعد الألياف أيضًا على إزالة الكوليسترول الزائد من الجسم. ترتبط الألياف بالكوليسترول في الأمعاء الدقيقة ، ثم تلتصق بالكوليسترول وتمنع جزيئات الكوليسترول من دخول مجرى الدم. ثم يخرج الكوليسترول من الجسم عن طريق البراز. الأنظمة الغذائية الغنية بالألياف لها دور وقائي في الحد من الإصابة بسرطان القولون. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الوجبة التي تحتوي على الحبوب الكاملة والخضروات تعطي شعوراً بالامتلاء. كمصدر فوري للطاقة ، ينهار الجلوكوز أثناء عملية التنفس الخلوي ، والتي تنتج ATP ، عملة الطاقة للخلية # 8217s. بدون استهلاك الكربوهيدرات ، نقوم بتقليل توافر "الطاقة الفورية". إن التخلص من الكربوهيدرات من النظام الغذائي ليس أفضل طريقة لفقدان الوزن. إن اتباع نظام غذائي منخفض السعرات الحرارية وغني بالحبوب الكاملة والفواكه والخضروات واللحوم الخالية من الدهون ، بالإضافة إلى الكثير من التمارين والماء ، هو الطريقة الأكثر منطقية لفقدان الوزن.

    للحصول على منظور إضافي للكربوهيدرات ، استكشف "الجزيئات الحيوية: الكربوهيدرات" من خلال هذه الرسوم المتحركة التفاعلية.

    ملخص القسم

    الكربوهيدرات عبارة عن مجموعة من الجزيئات الكبيرة التي تعد مصدرًا حيويًا للطاقة للخلية وتوفر الدعم الهيكلي للخلايا النباتية والفطريات وجميع المفصليات التي تشمل الكركند وسرطان البحر والروبيان والحشرات والعناكب. يصنف العلماء الكربوهيدرات على أنها سكريات أحادية وثنائية السكريات وعديد السكاريد اعتمادًا على عدد المونومرات في الجزيء. ترتبط السكريات الأحادية بروابط جليكوسيدية تتشكل نتيجة لتفاعلات الجفاف ، وتشكل السكريات الثنائية والسكريات مع التخلص من جزيء الماء لكل رابطة تتشكل. الجلوكوز والجالاكتوز والفركتوز من السكريات الأحادية الشائعة بينما تشمل السكاريد الشائعة اللاكتوز والمالتوز والسكروز. النشا والجليكوجين ، أمثلة على السكريات ، هي أشكال تخزين الجلوكوز في النباتات والحيوانات ، على التوالي. قد تكون سلاسل السكاريد الطويلة متفرعة أو غير متفرعة. السليلوز هو مثال على عديد السكاريد غير المتفرّع بينما الأميلوبكتين ، أحد مكونات النشا ، هو جزيء شديد التشعب. تخزين الجلوكوز ، في شكل بوليمرات مثل نشا الجليكوجين ، يجعله أقل وصولًا إلى حد ما لعملية التمثيل الغذائي ، ومع ذلك ، فإن هذا يمنعه من التسرب خارج الخلية أو خلق ضغط تناضحي مرتفع يمكن أن يتسبب في امتصاص الخلية للماء الزائد.


    ملاحظة الناشر: تظل Springer Nature محايدة فيما يتعلق بالمطالبات القضائية في الخرائط المنشورة والانتماءات المؤسسية.

    بيانات موسعة الشكل 1 توزيع عينات التربة السطحية وأنماط تنوع الشعب.

    أ، خريطة للعينات المستخدمة في التحليل الميتاجينومي والأيضي. تشير الألوان إلى المناطق الأحيائية كما هو موضح في وسيلة الإيضاح. تم استخدام عينات الصحراء فقط في تحليل التمثيل الغذائي وتم استبعادها في التحليل المقارن للأنماط الوظيفية والتصنيفية. تشير الرموز السوداء إلى عينات من مجموعة بيانات التربة المستقلة (145 عينة من التربة السطحية الجدول التكميلي 1) التي تم استخدامها للتحقق من صحة نتائجنا. ب، العلاقة بين تنوع الشعب الميكروبية الرئيسية (فئات البكتيريا المتقلبة) والمتغيرات البيئية عبر عينات التربة العالمية (ن = 197 عينة مستقلة بيولوجيا). يتم عرض خطوط الانحدار فقط للعلاقات الهامة بعد تصحيح Bonferroni. تم قياس التنوع باستخدام المصفوفات المحولة من Hellinger على أساس مؤشر Simpson المعكوس. خط العرض وخط العرض المطلق.

    البيانات الموسعة الشكل 2 التباين في البنية والوظيفة الميكروبية في المناطق الأحيائية الأرضية الرئيسية.

    ميلادي، متوسط ​​إجمالي الكتلة الحيوية المقيسة إلى الكربون العضوي (أ, ن = 152 عينة مستقلة بيولوجيًا) بالإضافة إلى الثراء (ب)، تنوع (ج) والبنية النشوء والتطور بما في ذلك NRI و NTI (د) (ن = 188 عينة مستقلة بيولوجيًا) من الفطريات والبكتيريا عبر العينات المصنفة في المناطق الأحيائية الأرضية الرئيسية ، بما في ذلك المناطق الاستوائية (الغابات الاستوائية الرطبة والجافة والسافانا) ، والمعتدلة (الغابات الصنوبرية والنفضية ، والأراضي العشبية والشجيرات ، والمناطق الأحيائية للبحر الأبيض المتوسط) والنظم الإيكولوجية الشمالية القطبية . هأنا، الوفرة النسبية للشعبة الرئيسية (ن = 188 عينة مستقلة بيولوجيا) وفئات وظيفية (ن = 189 عينة مستقلة بيولوجيًا) عبر المناطق الأحيائية: الشعبة البكتيرية (فئات البكتيريا المتقلبة) والعتائق (ه) فصول الفطريات (F) الفئات الوظيفية للبكتيريا (ز) الفئات الوظيفية للفطريات (ح) مسارات التمثيل الغذائي البكتيرية KEGG (أنا). تم قياس الكتلة الحيوية على أساس تحليل PLFA. تشير الأحرف المختلفة إلى فروق ذات دلالة إحصائية بين المجموعات (كما هو موضح في وسيلة الإيضاح) عند مستوى احتمال 0.05 على أساس اختبارات Kruskal-Wallis المصححة للاختبارات المتعددة. ترد تفاصيل إضافية عن هذه المقارنات في الجدول التكميلي 14. وقد تم حساب مؤشرات التنوع الوظيفي التصنيفي والجيني على أساس مؤشر سيمبسون العكسي. البيانات تعني ± sd.

    البيانات الموسعة الشكل 3 الانخفاض الكبير في نسبة الكتلة الحيوية البكتيرية / الفطرية مع زيادة خط العرض مدفوع بالتأثير المشترك للمناخ وخصوبة التربة.

    أ، العلاقة متعددة الحدود من الدرجة الثانية بين خط العرض المطلق والكتلة الحيوية الكلية للبكتيريا (ن = 152 عينة مستقلة بيولوجيا). ب، العلاقة بين خط العرض المطلق والكتلة الحيوية الكلية للفطريات. ج، العلاقة بين خط العرض المطلق ونسبة الكتلة الحيوية البكتيرية / الفطرية. د - و، العلاقة بين نسبة الكتلة الحيوية البكتيرية / الفطرية و MAP و MAT و C / N ، باعتبارها المتغيرات البيئية الرئيسية المرتبطة بنسبة الكتلة الحيوية البكتيرية / الفطرية. تم استخدام تحليل الانحدار الخطي (ارتباط بيرسون) في بF (ن = 152 عينة مستقلة بيولوجيا). ز، مصفوفة ارتباط Pairwise Spearman للمتغيرات الحيوية واللاأحيائية في التربة. ح، العلاقات المباشرة وغير المباشرة والاتجاهية بين المتغيرات المحددة من نموذج المعادلة الهيكلية الأنسب. معاملات التحديد (ر 2) لعوامل الكتلة الحيوية والتنوع (انظر الجدول التكميلي 5 لمزيد من التفاصيل). جودة الملاءمة: البكتيريا ، χ 2 = 15.37 درجة الحرية = 11 ، ص = 0.166 RMSEA = 0.041 ، صأغلق = 0.573, ن = 189 فطريات ، χ 2 = 7.74 درجة الحرية = 12 ، ص = 0.805 RMSEA = 0.00 ، صأغلق = 0.970, ن = 189). تم قياس الكتلة الحيوية (nmol g 1) على أساس تحليل PLFA. pH, soil pH representing soil pH and its quadratic term ∂ 15 N, nitrogen stable isotope signature ∂ 13 C, carbon stable isotope signature PET, potential of evapotranspiration Fire, time from the last fire disturbance NPP, net primary productivity.

    Extended Data Fig. 4 The environment has a stronger effect on bacterial taxa and functions than on those of fungi.

    Correlation and best random forest model for major taxonomic (أ, ب ن = 188 biologically independent samples) and functional (ج, د ن = 189 biologically independent samples) categories of bacteria (أ, ج) and fungi (ب, د) in the global soil samples (ن = 189 biologically independent samples). أ, Relative abundance of major 16S-based bacterial phyla (class for Proteobacteria). ب, Relative abundance of ITS-based fungal classes. ج, د, Major orthologous gene categories of bacteria (ج) and fungi (د). For variable selection and estimating predictability, the random forest machine-learning algorithm was used. Circle size represents the variable importance (that is, decrease in the prediction accuracy (estimated with out-of-bag cross-validation)) as a result of the permutation of a given variable. Colours represent Spearman correlations. pH, soil pH.

    Extended Data Fig. 5 Niche differentiation between bacteria and fungi is probably related to precipitation and soil pH.

    Contrasting effect of pH and MAP on bacterial (16S left column) and fungal (18S right column) taxonomic (ن = 188 biologically independent samples) and gene functional (ن = 189 biologically independent samples) diversity in the global soil samples. أ, ب, Relationship between soil pH and taxonomic diversity of bacteria and fungi. ج, د, Relationship between soil pH and gene functional diversity of bacteria and fungi. ه, F, Relationship between MAP and taxonomic diversity of bacteria and fungi. ز, ح, Relationship between MAP and gene functional diversity of bacteria and fungi. Lines represent regression lines of best fit. The choice of degree of polynomial was determined by a goodness of fit. Colours denote biomes as indicated in the legend. Taxonomic and gene functional diversity indices were calculated on the basis of inverse Simpson index. i–l, NMDS plots of trends in taxonomic (16S and 18S datasets) and gene functional composition (orthologous groups from metagenomes) of bacteria and fungi on the basis of Bray–Curtis dissimilarity. أنا, Taxonomic composition of bacteria (16S). ي, Taxonomic composition of fungi (18S). ك, Gene functional composition of bacteria. l, Gene functional composition of fungi. أنا, Colours denote biomes as indicated in the legend. Vectors are the prominent environmental drivers fitted onto ordination.

    Extended Data Fig. 6 Fungal biomass is significantly related to the relative abundance of ARGs.

    أ, Increase in fungal biomass is related to ARG relative abundance. ب, Bacterial biomass is unrelated to the relative abundance of ARGs. ج, ARG relative abundance is inversely correlated with the bacterial/fungal biomass ratio. Biomass (nmol g −1 ) was measured on the basis of PLFA analysis. Spearman’s correlation was used (ن = 152 biologically independent samples).

    Extended Data Fig. 7 Topsoil and ocean bacterial phylogenetic diversity is negatively correlated with the abundance of ARGs.

    أ, ب, Spearman’s correlation between the relative abundance of ARGs and bacterial phylogenetic diversity (Faith’s index) in soil (أ, ن = 188 biologically independent samples) and the oceans (ب, ن = 139 biologically independent samples) at the global scale. Similar trends were observed for richness (ص = −0.219, ص = 0.007 and ص = −0.659, ص < 10 −15 in soil and ocean, respectively). ج, Global map of observed bacterial phylogenetic diversity (Faith’s index) at the sampled sites. Note that hotspots of bacterial diversity do not correspond to ARG hotspots (See Extended Data Fig. 8).

    Extended Data Fig. 8 Relative abundance of ARGs within and between terrestrial and oceanic ecosystems.

    أ, Heat map of the observed relative abundance of ARGs at the global scale. Squares and circles correspond to soil and to ocean samples, respectively. ARG abundance is given on three relative scales for these three datasets. ب, Relative abundance of ARGs in ocean samples (across depths) declines with the distance from land (ن = 139 biologically independent samples), a pattern that was significant at two water depths, including surface (red) and deep chlorophyll maximum (DCM green), but not at mesopelagic (blue). Spearman’s correlation statistics for specified comparisons are given in the legends. Dotted lines display Spearman’s correlations across the whole dataset and within the three depth categories, respectively. ن, number of biologically independent samples.

    Extended Data Fig. 9 Relative abundance of ARGs in both ocean and topsoil samples can be modelled by the relative abundance of fungi and fungus-like protists.

    أ, ب, Correlation circle indicating the relationships among fungal classes and the relative abundance of ARGs as well as the first two PLS components in soil (أ) and ocean (ب). Length and direction of vectors indicate the strength and direction of correlations. Percentages show the variation explained by each PLS component. ج, د, Linear (Pearson) correlations between observed and modelled ARG relative abundance on the basis of the relative abundance of fungal taxa in soil (ج) and ocean (د). The two principal axes were chosen on the basis of leave-one-out cross-validation (LOOCV) and explained 40% (LOOCV: ر 2 = 0.381) and 71% (LOOCV: ص 2 = 0.684) of the variation of the relative abundance of ARGs in soil and the oceans, respectively. Only taxa significantly associated with the relative abundance of ARGs are shown. Cross-validation and LASSO regression confirmed this result. Soil dataset: ص = 0.619, RMSE = = 10 −9 , ن = 189 biologically independent samples ocean dataset, ص = 0.832, RMSE = 10 −9 , ن = 139 biologically independent samples.

    Extended Data Fig. 10 Fungal classes are among the main taxa associated with the relative abundance, diversity and richness of ARGs in different habitats.

    أ, ب, Heat map derived from sPLS analysis showing correlation of total relative abundance, richness and diversity of ARGs to that of the main taxonomic classes in soil (أ) and ocean (ب) metagenomes (see also the Supplementary Discussion for analogous results in previously published soil (from grasslands, deserts agricultural soils) as well as human skin and gut samples). For statistical details and significance, see Supplementary Table 8. ج, د, Heat maps showing correlation of total relative abundance of ARGs to that of the main eukaryotic and prokaryotic taxa in soil (ج) and the ocean (د) on the basis of sPLS regression analysis. All matrices were normalized to library size and Hellinger transformation. Fungal and fungal-like classes are shown in bold text. See Supplementary Table 15 for ARG gene letter abbreviations.


    Leloir pathway

    In hepatocytes, galactose enters the Leloir pathway.
    Freed from lactose, the monosaccharide is mostly present as beta-isomer, and the first step of its hepatic metabolism is the conversion to the alpha-isomer, in the reaction catalyzed by galactose mutarotase, also known as aldose 1-epimerase (EC 5.1.3.3).

    In the second step, phosphorylation occurs of alpha-D-Gal to Gal-1-phosphate, in the reaction catalyzed by galactokinase (EC 2.7.1.6), a phosphorylation at C-1.
    In the next step, galactose-1-phosphate uridyltransferase or GALT (EC 2.7.7.12) catalyzes the transfer of a UMD group from UDP-Gal to glucose-1-phosphate, with formation of glucose-1-phosphate and UDP-Gal.
    The cycle ends when the UDP-Gal is converted to UDP-glucose in the reaction catalyzed by UDP-galactose 4-epimerase or GALE (EC 5.1.3.2).

    Although in theory the glucose-1-phosphate product may be converted into glucose-6-phosphate in the reaction catalyzed by phosphoglucomutase (EC 5.4.2.2 ), and then enter the glycolytic pathway, it seems that only a small part of the ingested galactose follows this pathway. Conversely, glucose-1-phosphate, activated to UDP-glucose, is used for glycogen synthesis.

    Metabolic fate of UDP-Gal

    • UDP-Gal is an important precursor in the synthesis of glycolipids, such as gangliosides and galactocerebrosides, sphingolipids, mucopolysaccharides, and membrane glycoproteins.
    • In the adult mammary gland, under the influence of prolactin, UDP-Gal can be joined to glucose to give milk sugar.

    Galactosemia

    Mutations in three of the four enzymes of the Leloir pathway, i.e. galactokinase, GALT or GALE, that cause their malfunction, lead to galactosemia, a pathological condition less frequent but more severe than lactose intolerance.
    In the disease, there is an increase in the blood concentration of galactose to values higher than 1 mmol/L different tissues remove it from the blood stream and reduce it to galactitol (dulcitol) in the reaction catalyzed by aldehyde reductase. Galactitol is not further metabolized, accumulates in tissues and causes pathological changes resulting from the increase in osmotic pressure caused by it.


    Carbohydrates are classified into THREE major categories:

    Carbohydrates are classified into three major categories based on the number of monomer units and the degree of their polymerization. هم انهم:

    (1). السكريات الأحادية

    (2). قلة السكريات

    (3). Polysaccharides

    (1). السكريات الأحادية

    Monosaccharides, also called simple sugars, are the basic unit of carbohydrates. They are the fundamental unit of carbohydrates and they cannot be further hydrolyzed to yield smaller carbohydrate units. All monosaccharides consist of a single polyhydroxy aldehyde or ketone unit. Most of the monosaccharides have the empirical formula C(H2س)ن. Monosaccharides exists as colourless, crystalline and water soluble solids. Most of the monosaccharides have sweet taste. All monosaccharides are reducing sugars.

    On the basing of the number of carbon atoms, the monosaccharides may be triose (with 3C), tetrose (4C), pentose (5C) or hexose (6C). Monosaccharides with four or more carbon atoms tend to have cyclic structures in the nature. The scientific nomenclature of monosaccharides is very complex. However, the common names of most of the monosaccharides end with a suffix ‘ose’. The most abundant monosaccharide in the nature is a six carbon sugar called glucose.


    Carbohydrate Structure

    (01) Study the following Fischer projections to answer the questions below.

    1. Is galactose a D-sugar or an L-sugar?
    2. Is mannose a D-sugar or an L-sugar?
    3. Choose either one, and sketch it as it would appear if it was an L-sugar.
    4. Are these two carbohydrates enantiomers? If not, in how many places do they differ?
    5. What is the term to describe the relationship between galactose and mannose?

    (02) Are any of the following carbohydrates L-sugars? What makes something an L-sugar as opposed to a D-sugar? Rewrite each structure into an L-sugar if they are not already in that conformation.

    (03) Which carbon is considered the anomeric carbon? How do you distinguish between the alpha and beta types of anomers?

    (04) Study these Haworth projections to answer the following for each of them.

    1. Is it a furanose or a pyranose?
    2. Is it an alpha or beta anomer?
    3. Circle the anomeric carbon.

    (05) Examine the structure of this Fischer projection of D-gulose.

    1. Number each carbon from 1 to 6. What number is the anomeric carbon?
    2. Circle the &ndashOH group that determines whether it is a D- or L-sugar.
    3. Sketch the structure of L-gulose for comparison. Are the two versions of gulose enantiomers of one another or diastereomers?
    4. Now sketch the structure of D-glucose for comparison. Are D-gulose and D-glucose enantiomers or diastereomers?

    (06) Examine the following Haworth projections to answer the questions below.

    1. Circle each anomeric carbon
    2. Which of the two is the alpha anomer and which is the beta anomer?
    3. Are these structures considered enantiomers or diastereomers?
    4. Are these monosaccharides reducing sugars? يشرح.
    5. Can you convert the alpha anomer to a beta anomer? يشرح.

    (07) Consult your text and notes for the structure of lactose. Lactose utilizes a beta-1,4 linkage to form a disaccharide. Sketch a hypothetical disaccharide where it instead links the two monosaccharides that form lactose via an alpha-1,6 formation.

    (08) Some people cannot digest the disaccharide lactose. The term for this is known as lactose intolerance. Lactose is shown below. اجب على الاسئلة التالية.


    شاهد الفيديو: الليبيدات. الدهون والزيوت (قد 2022).


تعليقات:

  1. Dukazahn

    الرجاء إغلاق الحالة.

  2. Zulusho

    الرسالة الممتازة والأصول.

  3. Mijinn

    أوافق - إذا كان مع الرقابة :)

  4. Brajas

    رسالة مفيدة جدا

  5. Weallcot

    أهنئ ، لقد زارتك بفكر ممتاز

  6. Lysander

    نعم هذا صحيح

  7. Fitz Simon

    ليس فقط أنت



اكتب رسالة