شغف العلم الذي لا ينتهي

مدخل إلى عالم الأحماض الأمينية والتركيب البروتيني

مدخل إلى عالم الأحماض الأمينية


بقلم / أحمد ماهر زهران

مراجعة علمية ولغوية / محمد ياسر الصدفي


أغلبنا يعرف مدى أهمية البروتينات وأنه لا يوجد كائن حي يخلو منها فهي من أساسيات تكوين الجسد حتي الفيروسات التي تعتبر كائنات غير حية يتكون غشائها من بروتينات لكن كل ذلك بفعل الأحماض الأمينية فهي وحدة البناء الأساسية للبروتينات.
أي بروتين يتكون من سلسلة من الأحماض الأمينية تشبه عربات القطار، وتتكون البروتينات في جسم الإنسان من عشرين نوعاََ مختلفاََ فقط من الأحماض الأمينية، ولنبدأ بالتعرف علي هذه الأحماض الأمينية وعلي تركيبها، فهذا من أساسيات الكيمياء الحيوية.
جميع الأحماض الأمينية العشرين تمتلك تركيب داخلي مشترك في ذرات الكربون والهيدروجين والأكسجين والنيتروجين،


فالتركيب الداخلي للأحماض الأمينية يتكون من ذرة كربون مركزية وذرة نيتروجين مرتبطة معها تساهميا الإضافة لإرتباط ذرة كربون تساهميا بنفس ذرة الكربون المركزية.
تعود ذرة النيتروجين إلى مجموعة الأمين (NH2) لمرتبطة بذرة الكربون المركزية وهذه المجموعة الأمينية ينجدها في جميع الأحماض الأمينية المختلفة المكونة للبروتينات البشرية.
أما بالنسبة لذرة الكربون الطرفية فهي متصلة بذرة أكسجين برابطة ثنائية وذرة أكسجين أخري برابطة أحادية مرتبط معها ذرة هيدرجين مما يشير إلى مجموعة كربوكسيل (COOH)، بالإضافة لهاتين المجموعتين فإن ذرة الكربون المركزية متصلة أيضاََ بذرة هيدروجين منفردة.
التركيب المشترك لجميع الاحماض الأمينية

وتلخيصاََ لذلك فإن جميع الأحماض الأمينية العشرين المختلفة تتكون من ذرة كربون مركزية مرتبطة بمجموعة أمين ومجموعة كربوكسيل وذرة هيدروجين وهذا هو التركيب المشترك.
من ذلك نعرف أن الأحماض الأمينية العشرين ليست معقدة جزيئياََ، لكن ما يجعل كل حمض أميني مختلفاََ عن باقي الأحماض الأمينية هي مجموعة الذرات المرتبطة بالكربون المركزي في الرابطة التساهمية الرابعة لذرة الكربون، فمثلاََ ابسط حمض أميني (الجليسين) يحتوي على ذرة هيدروجين فقط في الرابطة التساهمية الرابعة (حيث ترتبط ذرة الكربون المركزية بذرتي هيدروجين).
يتم تقسيم الأحماض الأمينية العشرين إلى مجموعات وفقاََ للتشابه بين المجموعات الجانبية (المرتبطة بالكربون المركزي في الرابطة التساهمية الرابعة)، فمثلاََ تحتوي بعض الأحماض الأمينية العشرين علي مجموعات جانبية حلقية متصلة (فينيل ألانين_تيروزين_تريبتوفان _هستيدين) وبالتالي يتم تجميعها معاََ فيما يسمي بالمجموعة العطرية، وبالمثل في بعض الأحماض الأمينية تعمل المجموعات الجانبية كأحماض في الأس الهيدروجيني لسوائل الجسم (مع العلم أن الرقم الهيدروجبني لدم الإنسان هو 7.4) وبالتالي يتم تجميعها علي أنها (الأحماض الأمينية الخمضية).
عليك أن تعلم أن المجموعة الجانبية في الرابطة التساهمية الرابعة تكون مجموعة ألكيل (R) دائما في كل الأحماض الأمينية عدا في الجلايسين الذي يحتوي على ذرة هيدروجين بدلا من مجموعة ألكيل.
الشكل الحقيقي للأحماض الأمينية ولهذه الجزيئات ثلاثي الأبعاد وليس ثنائي الأبعاد كما يتم رسمها على الصفحة، فبين كل رابطة وأخرى زاوية معينة مما يعطي الجزئ شكلاََ مجسماََ ويكون الجزئ غير متماثل نظراََ لإرتباط ذرة الكربون المركزية بأربعة اشياء مختلفة.
من المثير للإهتمام أيضاََ أن نذكر أن هناك العديد من الأحماض الأمينية المهمة بيولوجياََ غير موجودة في البروتينات البشرية ومنها الحمض الأميني (L_homoserine) و (L_ornithine) و (sarcosin) وهم لا يستخدموا أبداََ كجزء من البروتين ولكنها موجودة في أجسامنا كأحماض أمينية وسيطة عند تحويل أحد الأحماض الأمينية إلى نوع آخر، وهناك أيضاََ الحمض الأميني ( "gamma-amonobutyric acid "GABA) الذي يستخدم كمرسل عصبي بين الخلايا العصبية ولكن لا يستخدم مباشرة للبروتينات.
وإليك أسماء ال 20 حمضاََ أمينياََ المستخدمة في تخليق البروتين البشري (الألانين-الأرجنين-الأسباراجين-حمض الأسبارتيك-السيستئين-حمض الجلوتاميك-الجلوتامين-الجلايسين-البرولين-السيرين-التيروسين-الهستيدين-الأيزوليوسين-الليوسين-اللايسين-الميثونين-الفينيل ألانين-الثريونين-التريبتوفان-الفالين)

لمزيد من الفهم يمكنك مشاهدة شرح أحد أعضاء مبادرة ساينسوفيليا بشكل تفصيلي وسلس على الرابط أدناه
الباحث في العلوم الطبية : محمد ياسر الصدفي


https://www.youtube.com/watch?v=R1io5ldSBY0&list=PL4raleSvJae_2R5EBUTL2JYaWkocMxkPz

ليست هناك تعليقات