التخطي إلى المحتوى الرئيسي

The chemical composition of proteins in biological cells

Proteins constitute 80-85% of the dry weight of cells. This reflects their crucial role in life. A protein is composed of chains or units of varying numbers. Their organization and the way they are arranged vary depending on the type of protein. Each unit consists of polypeptide chains. Each polypeptide chain is composed of building blocks known as amino acids. An amino acid consists of a central carbon atom, known as an alpha carbon atom, to which a carboxyl group is attached on one side and an amino group on the other. It also has a side chain known as the "R" group (Figure 1). Amino acids differ from one another based on the presence of the "R" group. In the amino acid glycine, the "R" group may represent hydrogen. This group may be a branched carbon chain, as in leucine, or it may be an unbranched carbon chain, as in glutamine. It may also include an aromatic ring, as in tyrosine (Figure 2). The chemical structure of amino acids gives proteins a great ability to bond with many compounds in the cell. The R group may be nonpolar and hydrophobic, which helps it dissolve in fats, as in the amino acids leucine, isoleucine, and valine. Alternatively, the R group may be polar, dissolving in water by forming hydrogen bonds, as in serine, tryptophan, and histidine (Figure 3).

The R group may be ionized with a negative charge, as in aspartic acid and glutamic acid, or ionized with a positive charge, as in histidine, arginine, and lysine. Or it may be non-ionized, as in cysteine, threonine, serine, glutamine, and asparagine (Figure 4). Furthermore, the R groups in amino acids have varying bonding capacities due to their wide diversity. 

The presence of both amino and carboxyl groups in amino acids gives them an amphoteric nature. An amino acid can be positively or negatively charged, depending on the pH of the solution. It is also neutral in neutral solutions. In proteins, the carboxyl group of one amino acid is linked to the amino group of the following amino acid, forming a polypeptide chain according to the sequence of genetic codes encoded on messenger RNA (Figure 5-6). These polypeptide chains are linked together in an organized manner to form a protein. 

This protein structure gives the protein a number of active sites, enabling it to interact with other organic compounds. Proteins may be created in a simple, free form or linked to other compounds within the cell, as in lipoproteins and carbohydrates (Figure 7). Proteins can also bind to inorganic compounds or elements, as in the binding of globin to iron in red blood cells, forming hemoglobin, and the binding of globin to magnesium in plant chlorophyll (Figure 8).

تعليقات

المشاركات الشائعة من هذه المدونة

قصة اكتشاف الجينوم البشري واستخدماته الطبية ‏

مفهوم الجينوم البشري الجينوم البشري عبارة عن مجموعة كاملة من تسلسلات الحمض النووي للبشر، مشفرة على شكل DNA داخل 23 زوجًا من الكروموسومات في نواة الخلية. وفي جزيء DNA صغير موجود داخل الميتوكوندريا الفردية. وبهذا يشمل الجينوم البشري الجينوم النووي وجينوم الميتوكوندريا. اكتشاف الجينوم البشري في عام 1953م أثبت واطسون وكريك ‏أن الجينات عبارة عن لولب مزدوج من ‏الحمض النووي DNA. وكان هذا الاكتشاف من أعظم الاكتشفات البشرية. في عام 1980م ظهرت فكرة الجينوم. ‏وكان عدد الجينات البشرية التي تعرف ‏عليها العلماء حوالى 450 جين. في ‏منتصف الثمانينات. تضاعف هذا العدد ‏ثلاث مرات ليصل إلى 1500 جين. ‏بعض هذه الجينات كانت المسببة لزيادة ‏الكوليسترول في الدم (أحد أسباب ‏مرض القلب) وبعضها يمهد للإصابة ‏بالأمراض السرطانية. توصل العلماء إلى ان هناك ما بين 60: ‏‏80 ألف جين في الأنسان. موجودة على ‏‏23 زوجا من الكروموسومات. وتعرف ‏المجموعة الكاملة للجينات باسم الجينوم ‏البشرى. وقد تم اكتشاف أكثر من نصف ‏هذه الجينات حتى الأن. قصة تسلسل الجينوم البشري ‏تم تحديد تسلسل الحمض النووي بالجينوم البشري بالكامل في عام 2022....

كيقية تحضير سم الريسين من بذور نبات الخروع؟

  الموطن الأصلي والوصف الظاهري الموطن الأصلي لنبات الخروع جنوب شرق حوض البحر الأبيض المتوسط وشرق إفريقيا والهند. وتنتشر زراعته رئيسياً في البرازيل والهند والصين والاتحاد السوڤييتي (سابقاً) وتايلند. ينسب إليه نحو 17 صنفاً، تشتمل على أشجار وشجيرات تُنتِج بذوراً كبيرة، ونباتات عشبية حولية تُنتِج بذوراً أصغر حجماً. وتعد الأصناف المستزرعة حالياً من الأصناف الأصغر حجماً وأمكن تطويرها بالتحسين الوراثي، بهدف الحصول على نباتات تتميز بمردود عال من البذور. وبالرغم من البذور سامة فإن الزيت غير سام.الأن شجر الخروع منتشر في جميع أنحاء المناطق الاستوائية ويزرع على نطاق واسع في أماكن أخرى كنبات للزينة. الوصف الظاهري الخروع نبات شجري يتبع العائلة اللبنية. اسمها العلمي (باللاتينية: Ricinus communis ). وهو نوع من النباتات المُزهرة والمُعمِّرة التي تُستخدم في الزينة. الشجيرة سريعة النمو. يمكن أن تصل إلى حجم شجرة صغيرة، حوالي 12 مترًا (39 قدمًا). يبلغ طول الأوراق اللامعة 15-45 سم (6-18 بوصة). الأوراق متبادلة. راحية تشمل على خمسة إلى اثني عشر فصًا عميقًا بأجزاء مسننة خشنة. في بعض الأصناف، عندما تكون...

قصة اكتشاف البروتينات بخلايا الكائنات الحية

قصة اكتشاف البروتينات وصف البروتينات لأول مرة الكيميائي الهولندي جيراردوس يوهانس مولدر. أما تسمية البروتين فترجع إلى الكيميائي السويدي يونس جاكوب بيرسيليوس، وذلك في عام 1838. أجرى مولدر تحليلًا أوليًا للبروتينات الشائعة ووجد أن جميع البروتينات تقريبًا لها نفس الصيغة التجريبية، C 400 H 620 N 100 O 120 P 1 S 1 . لقد توصل إلى استنتاج خاطئ مفاده أنها قد تكون مكونة من نوع واحد من الجزيئات (الكبيرة جدًا). ثم اقتراح مصطلح "بروتين" لوصف هذه الجزيئات بيرسيليوس زميل مولدر. البروتين مشتق من الكلمة اليونانية ( (proteios ، والتي تعني "الابتدائي" أو "في المقدمة"، أو "الواقف في المقدمة". ومضى مولدر في تحديد منتجات تحلل البروتين مثل الحمض الأميني الليوسين الذي وجد له وزنًا جزيئيًا (صحيحًا تقريبًا) يبلغ 131 دالتون. اعتقد علماء التغذية الأوائل، مثل الألماني كارل فون فويت، أن البروتين هو أهم عنصر غذائي للحفاظ على بنية الجسم. لأنه كان يعتقد بشكل عام أن "اللحم يصنع اللحم". قام كارل هاينريش ريتهاوزن بتوسيع معرفته بالبروتين مع التعرف على حمض الجلوتاميك....

الهيل: التوزيع والانتشار والفوائده الصحية ‏

التوزيع والانتشار يعرف بالهيل في الجزيرة العربية والشام. ويعرف بالحبهان في مصر. كما يعرف بقاع القلة أو القعقلة في المغرب العربي. هذه الاسماء الشائعة مجتمعة تشير إلى نوعين من النباتات ينتميان إلى جنسين مختلفين من الفصيلة الزنجبارية. يتوزع الهيل، أو الهيل الأخضر في المنطقة من ماليزيا إلى الهند. ويتميز بلون ثماره الأخضر الفاتح. أما الهيل الأسود (الهيل البني، أو هيل جافا، أو هيل بنغالي، أو هيل سيامي، أو هيل أبيض أو أحمر) فيتوزع بصورة رئيسية في آسيا وأستراليا. وتتميز ثماره بأنها أكبر وذات لون بني غامق. والهيل الأسود أو البني زكي الرائحة قوي المذاق له العديد من الاستعمالات. فهو يدخل في عمل القهوة والحساء ويعتبر من أغلى أنواع التوابل. وتتميز حبوب الهيل بشكله المثلثي في القطع العرضي، وتحمل الحبوب بذور سوداء صغيره.استخدام الهيل في القهوة: في بلاد الخليج يضاف الهيل إلى القهوة. فيكسبها طعماً ونكهة مميزة. وقد اثبت الدراسات العلمية أن الزيوت الطيارة ذات الرائحة العبقة في بذور الهيل، تبطل مفعول الكافيين على الجسم. لمعرفة كيفية زراعة الهيل شاهد الفيديو في الرابط المرفق. أن طريقة تحميص حبوب البن لإعد...

مراحل تطور علم الخلية منذ ولادته الأولى حتى يومنا هذا

منذ زمنا بعيدا والانسان يدفعه فضوله للبحث عن ماهية الخلايا وتركيبها ووظيفتها. ومعرفة ما بها من مكونات وتركيبها ووظائفها. هذا ‏ الفضول وما أثمر عنها من تراكم معرفي أدى إلى نشأة علم الخلية كأحد علوم البيولوجي. ما هي العلوم التي ساعدت على نضج علم الخلية؟ وقد ساعد على نضج علم الخلية تقدم علوم أخرى أهمها: علوم الكيمياء ‏ والفيزياء البصرية والأجنة والتشريح وغيرها. كذلك، فإن هناك علاقة قوية ووثيقة بين علم الخلية وعلمي الوراثة والفسيولوجيا. فعلم الوراثة ‏ يهتم بكيفية انتقال المادة الوراثية من جيل إلى جيل وعلاقة ذلك بانقسام الخلايا. بينما يهتم علم الفسيولوجيا بالأنشطة الحيوية التى تتم ‏ داخل الخلايا والتي توضح بصورة جلية الأهمية الوظيفية للمكونات الخلوية المختلفة. كما يهتم بالآليات التي تمكن الخلية من القيام بالتغذية ‏ والتكاثر والنمو وغيرها. إضافة لما تقدم، لعلم الخلية دورا مهما في فهم الأسباب التى تؤدى إلى تحويل الخلايا الطبيعية إلى ‏ خلايا شاذة، وما يخلفه ذلك من أمراض. ففهمي اسباب هذه الامراض ساعد قي كيفية العلاج منه. بصفة عامة فإن لهذا العلم أهمية كبرى ‏ فى نواحى الحياة الطبيعية و...