الجزيئات الكبيرة

تعد معرفة ماهية الجزيئات الكبيرة خطوة مهمة لفهم كيفية امتصاص العناصر الغذائية واستخدامها من قبل الخلايا. مصطلح الجزيئات الكبيرة يعني ببساطة جزيئات كبيرة ويشير إلى أربعة مركبات مختلفة ، الكربوهيدرات ، والدهون ، والبروتينات ، والأحماض النووية. كل من هؤلاء له هيكل ووظيفة فريدة. دعنا نتحدث عن الكربوهيدرات أولا.

تتكون جميع الكربوهيدرات من الكربون والهيدروجين والأكسجين. أولئك الذين لديهم هياكل بسيطة تسمى السكريات الأحادية أو السكريات. يمكن أن تنضم السكريات الأحادية لتشكيل سلاسل كربوهيدرات أكثر تعقيدا تسمى السكريات أو النشا. يشبه الشكل الطبيعي للنشا الزنبرك الملفوف بسبب زوايا الترابط في سلسلة البوليمر.

النوع التالي من الجزيئات الكبيرة التي سنناقشها هو البروتين. تتكون البروتينات من سلاسل من الأحماض الأمينية ، والمركبات العضوية التي يحتوي كل منها على مجموعة أمينية أو N في أحد طرفيه ومجموعة كربوكسيل ، أو C-terminal في الطرف الآخر. هناك 20 من الأحماض الأمينية القياسية ، وعلى الرغم من أن جميعها لها بنية أساسية متشابهة ، إلا أن لكل منها سلسلة جانبية فريدة تعرف باسم مجموعة R. يمكن أن ترتبط الأحماض الأمينية المختلفة ببعضها البعض لتشكيل سلسلة متصلة بروابط الببتيد وتكوين بروتين.

الفئة الأخيرة من الجزيئات الكبيرة التي سنفحصها هي الدهون. أكثر أنواع الدهون شيوعا هي الدهون ، وتسمى أيضا الدهون الثلاثية لأنها تتكون من جزيء جلسرين متصل بثلاث سلاسل من الأحماض الدهنية.

الآن ، دعنا نتحدث عن اكتشاف هذه الجزيئات الكبيرة في بيئة معملية. يستخدم كاشف بنديكت بشكل شائع للكشف عن السكريات الأحادية. عادة ما يكون كاشف بنديكت أزرق لأنه يحتوي على أيونات النحاس على شكل كبريتات النحاس. هذا الملح المعدني هو مثال على عامل مؤكسد. تعتبر السكريات الأحادية التي تحتوي على مجموعة نصف أسيتال ، مثل الجلوكوز ، من السكريات المختزلة. في محلول مائي ، توجد السكريات الأحادية ذات المجموعات النصفية في كل من شكل السلسلة الدورية والمفتوحة التي تحتوي على ألدهيد تفاعلي. من هذا الألدهيد ، يتم نقل الإلكترون إلى أيون النحاس II. هذا يقلل من أيون النحاس II إلى أيون النحاس الأول ويؤكسد السكر المختزل. نظرا لأن أيونات النحاس I ينظر إليها على أنها حمراء الصدأ ، سيبدأ المحلول في تغيير اللون. في حالة وجود كميات صغيرة من السكريات الأحادية ، سيتغير المحلول إلى اللون الأخضر. ستؤدي التركيزات العالية من السكريات الأحادية إلى تقليل المزيد من النحاس وسيتغير لون المحلول بشكل أكثر دراماتيكية ، ليصبح في النهاية برتقاليا محمرا.

يمكن الكشف عن النشويات باستخدام مؤشر اليود الأصفر والبني عادة. يحتوي هذا المؤشر على أنواع مختلفة من أنيون بولي يوديد مثل I-3 سلبي و I-5 سلبي و I-7 سلبي. يعمل اليود سالب الشحنة في كل أنيون كمتبرعين بشحنة بينما يعمل اليود المحايد كمتقبل للشحن. هذا مركب لنقل الشحنة ويتم إثارة الإلكترونات في هذه المجمعات بسهولة بالضوء إلى مستوى طاقة أعلى. يتم امتصاص الضوء في هذه العملية ويمكن رؤية لونه التكميلي بالعين البشرية. امتصاص الأنواع المختلفة في هذا المحلول هو ما يمنحه اللون الأصفر والبني. عند إضافة النشا ، فإنه يشكل مركبا جديدا لنقل الشحنة مع أنيونات البولي يوديد. مع النشا الذي يعمل كمتبرع بشحن والبوليوديد كمتقبل. في حين أن تفاصيل التفاعل غير معروفة ، يعتقد أن اليود والنشا يجتمعان لتشكيل بوليمر متجانس متعدد اليوديد اللانهائي. يمتص هذا المركب الضوء بطول موجي مختلف ، ويحول لون المحلول إلى اللون الأزرق الداكن.

يمكن اكتشاف البروتينات باستخدام كاشف بيوريت ، وهو محلول أزرق يحتوي على أيونات النحاس ولكنه يرتبط بالنيتروجين الموجود في روابط الببتيد ، مكونا مجمعات مخلب. تنتج مجمعات المخلب التي تتضمن ثلاثة إلى أربع روابط ببتيد لونا بنفسجيا يغير لون المحلول. ترتبط شدة اللون ارتباطا مباشرا بتركيز رابطة الببتيد. كلما زاد التركيز ، زاد كثافة اللون البنفسجي.

أخيرا ، يمكن الكشف عن الدهون في محلول باستخدام اختبار السودان الرابع. السودان الرابع عبارة عن صبغة غير قابلة للذوبان في الماء ، ولكنها قابلة للذوبان في الدهون ، لذلك عندما تضاف إلى محلول يحتوي على الدهون فإنها تلطخها باللون الأحمر.

في هذا المختبر ، ستحدد الجزيئات الكبيرة الموجودة في الحلول الغامضة المقدمة باستخدام أربعة كواشف مؤشر مختلفة.