معلومة

هل يمكن للحيوانات استخدام النيتروجين الموجود في الكيتين لبناء البروتينات؟

هل يمكن للحيوانات استخدام النيتروجين الموجود في الكيتين لبناء البروتينات؟


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.

تحتوي الفطريات والحشرات على مادة الكيتين ، وهي عبارة عن 6٪ نيتروجين. هل يستطيع حيوان - مثلي - الاستفادة من هذا كمصدر للنيتروجين لبناء البروتينات؟

هل هناك حيوانات تستطيع فعل هذا؟

هل هناك استخدامات أخرى يمكن للحيوان أن يضع فيها النيتروجين من هذا المصدر المحدد؟


الجواب الأول هو أن البشر لا يستطيعون ذلك. يعتبر الكيتين مكونًا رئيسيًا في الهيكل الخارجي للحشرات والمفصليات الأخرى ، وجدار الخلية من الفطريات والبكتيريا ، وحيوان الهيدروجين ، وهو موجود أيضًا في بشرة البشرة أو غيرها من الهياكل السطحية للعديد من اللافقاريات الأخرى. بعد السليلوز ، يعتبر الكيتين أكثر البوليمرات الحيوية التي تحدث بشكل طبيعي وفرة.

الكيتين هو عديد السكاريد يتكون من وحدات متعددة من N-acetylglucosamine (N-acetyl-D-glucos-2-amine) مرتبطة معًا بنوع رابطة β-1 ، 4 ، من نفس وحدات الجلوكوز التي تشكل السليلوز. لذلك ، يمكن اعتبار الكيتين على أنه سليلوز حيث تم استبدال مجموعة الهيدروكسيل في كل مونومر بمجموعة من الأسيتيلامينا.

يشق البيبسين في المعدة روابط الببتيد التي تربط الأحماض الأمينية للبروتينات معًا ، وبالتالي تشكل ببتيدات صغيرة وشظايا أمينية.

من وجهة النظر الحسية ، يعتبر الكيتين من الألياف ، مثل السليلوز والكيتوزان ، مما يوحي بأنه غير قابل للهضم.

يمكن لبعض الحيوانات العاشبة ، مثل الماعز وبعض الحيوانات المجترة ، هضم السليلوز وتفكيكها في سلاسل طويلة من السكريات. وبالمثل ، يمكن لشوكيات الجلد أن تأكل المحار وقنافذ البحر وبلح البحر وهضم الكيتين ، وتكسر ميكانيكياً فقط القواقع الصلبة.


ومع ذلك ، فإن الروابط الهيدروجينية بين البوليمر المتجاور تضمن للمادة صلابة ملحوظة. هذه الميزة ، جنبًا إلى جنب مع مرونتها وحقيقة أنها قابلة للتحلل بواسطة الإنزيمات الداخلية ، الكيتين مادة ممتازة لإنتاج الأسلاك للخيوط الجراحية والضمادات وكذلك الجلود الاصطناعية. يحتوي الكيتين أيضًا على خاصية غير عادية تتمثل في تسريع التئام الجروح لدى البشر، يرتبط ارتباطًا وثيقًا بالكيتوزان (أحد مشتقات الكيتين القابل للذوبان في الماء) وبجهاز المناعة في النباتات والحيوانات.

تعديل

نعم ،mart. تستخدم شوكيات الجلد الكيتين لإنتاج البروتينات ، على غرار الطريقة التي تستخدم بها الحيوانات العاشبة جدران الخلايا النباتية ، والتي تتكون أساسًا من السكريات (مركبات غير نيتروجين) ، لإنتاج البروتينات (المركبات المحتوية على النيتروجين) ، التي تخدمنا أيضًا (لأننا غير قادرين على ذلك) هضم العشب).


http://www.bio.unipd.it/agroecology/download/pdf/papers/2009/Chitin-Chitinases-Paoletti-From-Binomium-Chitnchitinase-Recent-Issues-Fp-Version.pdf

لا أستطيع تحديد مقدار ما يمكن هضمه من أي من مصادر الكيتين المحتملة التي لا تعد ولا تحصى (الفطرية أو القشريات أو مفصليات الأرجل الأخرى) ضمن إطار زمني "طبيعي" في الجهاز الهضمي البشري. ربما ينبغي القيام بهذا العمل ، رغم ذلك.


كيماوتوتروف

Chemoautotrophs هي خلايا تنتج طاقتها وموادها البيولوجية من مواد كيميائية غير عضوية.

في الطبيعة ، "ذاتية التغذية" هي كائنات حية لا تحتاج إلى تناول الطعام لأنها تصنع موادها البيولوجية وطاقتها. يأتي هذا المصطلح من الكلمة اليونانية "auto" لكلمة "self" و "troph" لكلمة "to eat" أو "to feed".

تشكل Autotrophs الأساس لجميع سلاسل الغذاء: فهي الكائنات الحية التي تخلق السكريات والبروتينات والدهون والمواد الأخرى للحياة. تعيش جميع الكائنات الحية الأخرى عن طريق تناول ذاتية التغذية ، أو الكائنات الحية الأخرى التي تتغذى من خلال السلسلة الغذائية ذاتية التغذية.

النوعان الرئيسيان من autotrophs هما chemoautotrophs و photoautotrophs. تستخدم الكائنات الضوئية الطاقة من ضوء الشمس لصنع موادها البيولوجية. وتشمل هذه النباتات الخضراء والطحالب التي تقوم بعملية التمثيل الضوئي.

قد يكون مخطط التدفق هذا مفيدًا في تحديد ما إذا كان الكائن الحي ذاتي التغذية ، وإذا كان الأمر كذلك ، فأي نوع يكون:

من ناحية أخرى ، تستمد المواد المغذية الكيميائية الطاقة لوظائفها الحياتية من المواد الكيميائية غير العضوية. تتغذى على المواد الكيميائية التي تعتبر مانحة جيدة للإلكترون ، مثل كبريتيد الهيدروجين أو الكبريت أو الحديد.

مثل جميع autotrophs ، فإن المواد الكيميائية الكيميائية قادرة على "إصلاح" الكربون. يأخذون ذرات الكربون من المركبات غير العضوية ، مثل ثاني أكسيد الكربون ، ويستخدمونها لصنع مركبات عضوية مثل السكريات والبروتينات والدهون.


الكيتين: الهيكل والوظيفة والاستخدامات

يتكون الغلاف الخارجي الصلب للمفصليات والحشرات مثل الخنافس بشكل أساسي من الكيتين ، وهو بوليمر حيوي طبيعي. تشرح مقالة BiologyWise التالية بنية ووظيفة واستخدامات الكيتين.

يتكون الغلاف الخارجي الصلب للمفصليات والحشرات مثل الخنافس بشكل أساسي من الكيتين ، وهو بوليمر حيوي طبيعي. تشرح مقالة BiologyWise التالية بنية ووظيفة واستخدامات الكيتين.

هل كنت تعلم؟

خلف السليلوز ، يعتبر الكيتين ثاني أكثر البوليمرات الحيوية الطبيعية وفرة في العالم.

هل تود الكتابة لنا؟ حسنًا ، نحن نبحث عن كتاب جيدين يريدون نشر الكلمة. تواصل معنا وسنتحدث.

إذا كان على المرء أن يراقب جراد البحر عن كثب ، فلن يفشل في ملاحظة غلافه الخارجي القاسي. هذه القشرة الخارجية الواقية ، التي يشار إليها باسم الهيكل الخارجي ، هي سمة مميزة للمفصليات التي تشمل القشريات (سرطان البحر ، والكركند ، والجمبري) ، والعناكب (القراد ، والعث ، والعقارب ، والعناكب) ، وحتى الحشرات (الخنافس والجنادب والفراشات). يعتبر الكيتين ، وهو بوليمر حيوي طبيعي ، مكونًا مهمًا لهذا الهيكل الخارجي. وتتكون الأصداف الداخلية لرأسيات الأرجل ورخويات الرخويات بشكل أساسي من الكيتين.

بنية

الكيتين هو في الأساس عديد السكاريد الخطي (بوليمر طويل السلسلة) يتكون من وحدات متكررة من N-acetyl-glucosamine ، وهو مشتق أحادي السكاريد من الجلوكوز. تشكل هذه الوحدات روابط تساهمية β-1،4. الكيتين بالصيغة الكيميائية (C8ح13ا5ن)ن يعتبر كربوهيدرات معقد ، يشبه تركيبه هيكل السليلوز ، مع استبدال مجموعة هيدروكسيل واحدة على كل مونومر بمجموعة أسيتيل أمين.

وظيفة

  • يبدو هذا الهيكل العظمي الموجود على الجزء الخارجي من الجسم صلبًا وصلبًا بسبب وجود مادة الكيتين المعروفة بخصائصها المرنة القوية. على الرغم من أن الكيتين هو المكون المهيمن ، إلا أن المركبات الأخرى مثل البروتينات وكربونات الكالسيوم تلعب أيضًا دورًا مهمًا في تكوين الهيكل الخارجي. تتمثل الوظيفة الرئيسية لهذا الهيكل الخارجي المحتوي على الكيتين في الحفاظ على الأنسجة الرخوة الداخلية آمنة من أي نوع من الإصابات.
  • والأهم من ذلك أنه يمنع جفاف هذه الأنسجة الرقيقة. باختصار ، يعمل كحاجز مانع لتسرب الماء ضد الجفاف ، وهو أمر حاسم لبقائهم على قيد الحياة.
  • يعمل الهيكل الخارجي الصلب الذي يحتوي على مادة الكيتين للمفصليات أيضًا كآلية دفاع ضد الافتراس. يمكن أن يتحمل هذا الغطاء الخارجي ضغوط ضغط قوية ، والتي يمكن أن توفر الحماية من الافتراس لأن الحيوانات المفترسة تمارس قوة ضغط على الهيكل الخارجي لإصابة ضحيتها.
  • يتكون جدار الخلية الفطري الذي يحمي الكائنات الحية الدقيقة من البيئة الخارجية أيضًا من الكيتين.

سفك الهيكل الخارجي

يتم إطلاق مادة الكيتين من الجلد الخارجي للحيوان (البشرة) لتشكيل الغطاء الواقي. بعد تطور الهيكل الخارجي بشكل كامل ، يتوقف نمو البشرة. علاوة على ذلك ، وجد أن الهيكل الخارجي صلب نسبيًا ، لأنه يحد من النمو مع زيادة حجم الحيوان. لذلك عندما يكون هناك عدم تطابق بين تشريح المفصليات وحجم الهيكل الخارجي ، يمكن أن يسبب الاختناق. لتجنب ذلك ، يتخلص الحيوان من الهيكل الخارجي ويبدأ في تكوين هيكل جديد. تتم عملية التخلص من الهيكل العظمي الحالي بشكل دوري ، وهو أمر ضروري لنموها السليم.

كسماد

من أهم فوائد الكيتين استخدامه في صناعة الأسمدة. الأسمدة المحتوية على الكيتين عضوية وغير سامة وقد أظهرت زيادة إنتاجية المحاصيل. يساعد الكيتين في الأسمدة في زيادة كائنات التربة وأنشطة الإنزيم ، مما يؤثر إيجابًا على صحة التربة. وهذا بدوره يزيد من غلة المحاصيل.

كمادة مضافة للغذاء

الكيتين له تاريخ طويل في الاستخدام كمادة مضافة للغذاء. عادة ما يتم الحصول عليه من سرطان البحر والمحار الذي يحتوي على الجمبري. في بعض الأحيان يتم استخدام جدران الخلايا الفطرية (نوع من الفطريات) كمصدر لاستخراج الكيتين. يمكن أن يكون الكيتين الجريزوفولفين (MCC) كمضاف غذائي مفيدًا في تحسين المذاق والنكهة.

كعامل استحلاب

يمكن أن يساعد استخدام الكيتين الغذائي أيضًا في تكوين مستحلبات غذائية مستقرة. يعمل بشكل أساسي كعامل استحلاب ممتاز ، مما يساعد على منع تكسر المستحلب عند تعرضه لسوائل أخرى. على سبيل المثال ، غالبًا ما تحتوي طبقة الحلوى المخفوقة على مادة الكيتين التي توفر التوحيد والثبات للمنتج.

الاستخدامات الطبية

يمكن أن يساعد هذا البوليمر المكون للألياف الطبيعي أيضًا في خفض مستويات الكوليسترول كما تم اكتشافه من خلال الدراسات التي أجريت على الحيوانات. تميل جزيئات الكيتين إلى التخلص من الكوليسترول والدهون في الجهاز الهضمي. لذا فإن الكيتين في النظام الغذائي قد يساعد في تقليل كفاءة امتصاص الكوليسترول.

كخيط جراحي

يستخدم الكيتين أيضًا في تصنيع خيوط جراحية قوية ومرنة. عدد غير قليل من الغرز القابلة للذوبان المستخدمة في إغلاق الجروح مصنوعة من مادة الكيتين. تبدأ هذه الغرز في التحلل أثناء عملية التئام الجروح. تشير التقارير أيضًا إلى أن الغرز المكونة من مادة الكيتين قد تساعد في تسهيل التئام الجروح.

هل تود الكتابة لنا؟ حسنًا ، نحن نبحث عن كتاب جيدين يريدون نشر الكلمة. تواصل معنا وسنتحدث.

قد يساعد الكيتين في شكله التكميلي في تقليل الكوليسترول. علاوة على ذلك ، يقال إن الكيتين له خصائص مضادة للأكسدة ومضادة للسكري ومضادة للالتهابات ومضادة للميكروبات ومضادة للتخثر وخافضة للضغط ومضادة للسرطان. لذا فإن تناوله في الشكل التكميلي قد يكون مفيدًا للصحة العامة.

المنشورات ذات الصلة

يجب أن يوفر هيكل ووظائف غشاء الخلية التي تمت تغطيتها في هذه المقالة المعلومات الأساسية المرتبطة بهذه العضية الخلوية. تابع القراءة لمعرفة المزيد.

الوظيفة الأساسية للريبوسومات هي تخليق البروتينات وفقًا لتسلسل الأحماض الأمينية كما هو محدد في الرنا المرسال.

تشير الخلية النباتية إلى المكون الهيكلي للمصنع. توفر لك مقالة BiologyWise هذه بنية الخلايا النباتية جنبًا إلى جنب مع وظائف مكوناتها.


مراجع

منظمة الأغذية والزراعة للأمم المتحدة. حالة مصايد الأسماك وتربية الأحياء المائية في العالم (الفاو ، 2014).

كيم ، س. ك. الكيتين ، الشيتوزان ، قليل السكريات ومشتقاتها: الأنشطة والتطبيقات البيولوجية (مطبعة سي آر دي ، 2011).

جراند فيو للأبحاث. تحليل سوق الأمينات حسب المنتج (الإيثانول أمين ، الألكيلامين ، الأمينات الدهنية) ، حسب التطبيق (حماية المحاصيل ، السطحي ، معالجة المياه ، العناية الشخصية) والتنبؤات القطاعية حتى عام 2020 (Grand View Research، 2014) متاح على http://go.nature.com/ofjys4

Chen، X. & ampamp Yan، N. كاتال. البقاء على قيد الحياة. آسيا 18, 164–176 (2014).

سيرا ، إل إيه ، هويرتا ، إس ، هول ، جي إم وأمبامب شيراي ، ك. عملية Biochem. 37, 1359–1366 (2002).

بيني ، ب ، ليزاردي ميندوزا ، جيه ، وأمبامب هيلي ، إم. J. كيم. تكنول. التكنولوجيا الحيوية. 80, 145–150 (2005).


شكر وتقدير

يود المؤلفون أن يشكروا J. Pavlovich من مرفق قياس الطيف الكتلي UCSB لمساعدته في الحصول على بيانات nanoLC-MS / MS. نشكر D. DeMartini (UCSB) وطاقم R / V أفق جديد للحصول على عينات منقار الحبار من حوض غواياماس (المكسيك) ، و K.W. Kong and V. Gangu (مختبر الهندسة الجزيئية ، وكالة العلوم والتكنولوجيا والبحوث (A * STAR) ، سنغافورة) للمساعدة التقنية في تحليل RNA-Seq. تم إجراء بعض الأعمال في مختبر الهياكل النانوية البيولوجية داخل معهد كاليفورنيا للنظم النانوية ، بدعم من جامعة كاليفورنيا ، سانتا باربرا ، ومكتب الرئيس بجامعة كاليفورنيا. تم دعم هذا العمل كليًا أو جزئيًا من قبل المعاهد الوطنية الأمريكية للصحة المنحة R01-DE018468 وبرنامج مراكز أبحاث العلوم والهندسة (MRSEC) التابع لمؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية بموجب الجائزة رقم DMR 1121053 (JHW). صباحا. كانت مدعومة من قبل مؤسسة سنغافورة الوطنية للبحوث (NRF) من خلال زمالة NRF ، و S.H. من قبل مجلس البحوث الطبية الحيوية ، A * STAR ، سنغافورة.


كيف يعمل الحمض النووي

يشبه بناء البروتينات إلى حد كبير بناء منزل:

  • المخطط الرئيسي هو الحمض النووي ، والذي يحتوي على جميع المعلومات لبناء البروتين الجديد (المنزل).
  • يتم استدعاء نسخة العمل من المخطط الرئيسي رسول RNA (مرنا) ، والتي يتم نسخها من الحمض النووي.
  • موقع البناء إما السيتوبلازم في بدائيات النوى أو الشبكة الأندوبلازمية (ER) في حقيقيات النوى.
  • مواد البناء هي أحماض أمينية.
  • عمال البناء هم الريبوسومات وينقلون جزيئات الحمض النووي الريبي.

دعونا نلقي نظرة على كل مرحلة من مراحل البناء الجديد عن كثب.

في حقيقيات النوى ، لا يترك الحمض النووي النواة أبدًا ، لذلك يجب نسخ معلوماته. تسمى عملية النسخ هذه النسخ والنسخة هي مرنا. يحدث النسخ في السيتوبلازم (بدائيات النوى) أو في النواة (حقيقيات النوى). يتم إجراء النسخ بواسطة إنزيم يسمى RNA polymerase. لصنع مرنا ، بوليميراز الحمض النووي الريبي:

  1. يرتبط بشريط الحمض النووي في تسلسل معين من الجين يسمى أ المروجين
  2. يريح ويفك ارتباط خيطي الحمض النووي
  3. يستخدم أحد خيوط الحمض النووي كدليل أو قالب
  4. تتطابق مع النيوكليوتيدات الجديدة مع مكملاتها على خيط الحمض النووي (G مع C ، A مع U - تذكر أن الحمض النووي الريبي يحتوي على اليوراسيل (U) بدلاً من الثايمين (T))
  5. تربط نيوكليوتيدات الحمض النووي الريبي هذه معًا لتشكيل نسخة مكملة من خيط الحمض النووي (مرنا)
  6. يتوقف عندما يواجه تسلسل إنهاء من القواعد (إيقاف كودون)

يسعد الرنا المرسال أن يعيش في حالة أحادية الجديلة (على عكس رغبة الحمض النووي في تكوين لولب مزدوج الشريطة مكمل). في بدائيات النوى ، كل النيوكليوتيدات في الرنا المرسال هي جزء من كودونات البروتين الجديد. ومع ذلك ، في حقيقيات النوى فقط ، هناك تسلسلات إضافية في DNA و mRNA لا ترمز لبروتينات تسمى الإنترونات. ثم تتم معالجة هذا الرنا المرسال بشكل إضافي:

  • يتم قطع الإنترونات
  • يتم تقطيع تسلسل الترميز معًا
  • تتم إضافة نيوكليوتيد خاص & quotcap & quot إلى نهاية واحدة
  • يضاف إلى الطرف الآخر ذيل طويل يتكون من 100 إلى 200 نيوكليوتيدات أدينين

لا أحد يعرف سبب حدوث هذه المعالجة في حقيقيات النوى. أخيرًا ، في أي لحظة ، يتم نسخ العديد من الجينات في وقت واحد وفقًا لاحتياجات الخلية لبروتينات معينة.

يجب أن تذهب نسخة العمل من المخطط (mRNA) الآن إلى موقع البناء حيث سيقوم العمال ببناء البروتين الجديد. إذا كانت الخلية بدائيات النوى مثل بكتريا قولونية البكتيريا ، ثم الموقع هو السيتوبلازم. إذا كانت الخلية حقيقية النواة ، مثل الخلية البشرية ، فإن الرنا المرسال يترك النواة من خلال ثقوب كبيرة في الغشاء النووي (المسام النووية) ويذهب إلى الشبكة الإندوبلازمية (ER).

بعد ذلك ، سنتعرف على الترجمة - عملية التجميع.

RNA هو آخر حمض نووي. يختلف عن الحمض النووي بثلاث طرق رئيسية:

  • السكر ريبوز بدلا من deoxyribose
  • لا يوجد سوى خصلة واحدة بدلاً من اثنتين
  • RNA لديه اليوراسيل (يو) بدلا من الثايمين. إذن ، أزواج القاعدة في RNA هي السيتوزين مع الجوانين و الأدينين مع اليوراسيل.

في خلية بدائية النواة (واحد بدون عضيات داخلية مرتبطة بالغشاء مثل البكتيريا) ، تم العثور على كل من الحمض النووي والحمض النووي الريبي في السيتوبلازم. في خلية حقيقية النواة (واحد مع عضيات داخلية مرتبطة بالغشاء ، مثل البشر) ، يمكن العثور على الحمض النووي الريبي في النواة والسيتوبلازم ، بينما يوجد الحمض النووي فقط في النواة.


3.2 الكربوهيدرات

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 ، وخاصة 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 (ومن ثم "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 البنية RC (= O) R ') ، فهو عبارة عن كيتوز. اعتمادًا على عدد الكربونات في السكر ، يمكن أن تكون ثلاثية (ثلاثة ذرات كربون) ، وخماسية (خمسة ذرات كربون) ، و / أو سداسي (ستة ذرات كربون). يوضح الشكل 3.4 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 يحصل البشر والحيوانات الأخرى التي تتغذى على النباتات على الجلوكوز من النشا المتهدم (انهيار الخلايا في الجزيئات 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 غير متماثل (الشكل 3.5).

اتصال مرئي

أي نوع من السكريات هذه ، ألدوز أم كيتوز؟

الجلوكوز والجالاكتوز والفركتوز هي السكريات الأحادية المتزامنة (hexoses) ، مما يعني أن لها نفس الصيغة الكيميائية ولكن لها هياكل مختلفة قليلاً. الجلوكوز والجلاكتوز عبارة عن جرعات ، والفركتوز عبارة عن كيتوز.

يمكن أن توجد السكريات الأحادية كسلسلة خطية أو كجزيئات على شكل حلقة. في المحاليل المائية عادة ما تكون في شكل حلقات (الشكل 3.6). 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 هيدروكسيل أحادي السكاريد مع هيدروجين أحادي السكاريد آخر ، 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 3.7). 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 المستوى الحلقي ، وتتشكل رابطة بيتا عندما تكون مجموعة OH على الكربون 1 أعلى مستوى الحلقة.

تشمل السكاريد المشترك اللاكتوز والمالتوز والسكروز (الشكل 3.8). 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 السكريات على شكل نشا. في النباتات ، يشتمل خليط الأميلوز والأميلوبكتين (كلاهما من بوليمرات الجلوكوز) على هذه السكريات. النباتات قادرة على تصنيع الجلوكوز وتخزين الجلوكوز الزائد ، بما يتجاوز احتياجاتها الفورية من الطاقة ، كنشا في أجزاء نباتية مختلفة ، 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. تشير الأرقام 1-4 و1-6 إلى عدد الكربون للمتبقيين اللذين انضمتا لتشكيل الرابطة. كما يوضح الشكل 3.9 ، 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. 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 3.10).

كما يوضح الشكل 3.10 ، 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 يمكنها 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) وتفرز إنزيم السليلوز. يحتوي ملحق حيوانات الرعي أيضًا على بكتيريا تهضم السليلوز ، مما يعطيها دورًا مهمًا في الجهاز الهضمي للحيوانات المجترة. 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 3.11). يتكون هذا الهيكل الخارجي من جزيء الكيتين البيولوجي ، وهو عديد السكاريد المحتوي على النيتروجين. 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.

الاتصال الوظيفي

اختصاصي تغذية مسجلة

السمنة هي مصدر قلق صحي في جميع أنحاء العالم ، والعديد 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؟ يعتقد بعض الناس أن الكربوهيدرات ضارة ويجب تجنبها. بعض الأنظمة الغذائية تمنع تمامًا استهلاك الكربوهيدرات ، بدعوى أن اتباع نظام غذائي منخفض الكربوهيدرات يساعد الناس 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 ، مما ينتج ATP ، عملة طاقة الخلية. بدون استهلاك الكربوهيدرات ، نقوم بتقليل توافر "الطاقة الفورية". قد يكون التخلص من الكربوهيدرات من النظام الغذائي ضروريًا لبعض الأشخاص ، ولكن هذه الخطوة قد لا تكون صحية للجميع.

ارتباط بالتعلم

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


2.3 الجزيئات البيولوجية

تسمى الجزيئات الكبيرة الضرورية للحياة التي يتم بناؤها من جزيئات عضوية أصغر الجزيئات البيولوجية الضخمة. هناك أربع فئات رئيسية من الجزيئات البيولوجية الضخمة (الكربوهيدرات ، والدهون ، والبروتينات ، والأحماض النووية) ، وكل منها مكون مهم في الخلية ويؤدي مجموعة واسعة من الوظائف. تشكل هذه الجزيئات مجتمعة غالبية كتلة الخلية. الجزيئات البيولوجية هي جزيئات عضوية ، مما يعني أنها تحتوي على الكربون (مع بعض الاستثناءات ، مثل ثاني أكسيد الكربون). بالإضافة إلى ذلك ، قد تحتوي على الهيدروجين والأكسجين والنيتروجين والفوسفور والكبريت وعناصر ثانوية إضافية.

كربون

كثيرا ما يقال أن الحياة "قائمة على الكربون". هذا يعني أن ذرات الكربون ، المرتبطة بذرات كربون أخرى أو عناصر أخرى ، تشكل المكونات الأساسية للعديد ، إن لم يكن معظم ، الجزيئات الموجودة بشكل فريد في الكائنات الحية. تلعب العناصر الأخرى أدوارًا مهمة في الجزيئات البيولوجية ، لكن الكربون مؤهل بالتأكيد كعنصر "أساسي" للجزيئات في الكائنات الحية. إن خصائص الترابط لذرات الكربون هي المسؤولة عن دورها المهم.

ترابط الكربون

يحتوي الكربون على أربعة إلكترونات في غلافه الخارجي. لذلك ، يمكن أن تشكل أربع روابط تساهمية مع ذرات أو جزيئات أخرى. أبسط جزيء كربون عضوي هو الميثان (CH4) ، حيث ترتبط أربع ذرات هيدروجين بذرة كربون (الشكل 2.13).

ومع ذلك ، فإن الهياكل الأكثر تعقيدًا مصنوعة باستخدام الكربون. يمكن استبدال أي من ذرات الهيدروجين بذرة كربون أخرى مرتبطة تساهميًا بأول ذرة كربون. بهذه الطريقة ، يمكن صنع سلاسل طويلة ومتفرعة من مركبات الكربون (الشكل 2.14أ). قد ترتبط ذرات الكربون بذرات عناصر أخرى ، مثل النيتروجين والأكسجين والفوسفور (الشكل 2.14ب). قد تشكل الجزيئات أيضًا حلقات ، والتي يمكن أن ترتبط بحد ذاتها بحلقات أخرى (الشكل 2.14ج). هذا التنوع في الأشكال الجزيئية يفسر تنوع وظائف الجزيئات البيولوجية الكبيرة ويستند إلى درجة كبيرة على قدرة الكربون على تكوين روابط متعددة مع نفسه ومع الذرات الأخرى.

الكربوهيدرات

الكربوهيدرات هي جزيئات كبيرة مألوفة لمعظم المستهلكين إلى حد ما. 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. تعتبر الكربوهيدرات ، في الواقع ، جزءًا أساسيًا من نظامنا الغذائي ، فالحبوب والفواكه والخضروات كلها مصادر طبيعية للكربوهيدرات. توفر الكربوهيدرات الطاقة للجسم ، وخاصة من خلال الجلوكوز ، وهو سكر بسيط. للكربوهيدرات أيضًا وظائف مهمة أخرى في الإنسان والحيوان والنبات.

يمكن تمثيل الكربوهيدرات بالصيغة (CH2س)ن، أين ن هو عدد ذرات الكربون في الجزيء. بمعنى آخر ، نسبة الكربون إلى الهيدروجين إلى الأكسجين هي 1: 2: 1 في جزيئات الكربوهيدرات. يتم تصنيف الكربوهيدرات إلى ثلاثة أنواع فرعية: السكريات الأحادية ، والسكريات الثنائية ، والسكريات المتعددة.

السكريات الأحادية (mono- = "one" sacchar- = "sweet") هي سكريات بسيطة ، وأكثرها شيوعًا هو الجلوكوز. في السكريات الأحادية ، يتراوح عدد ذرات الكربون عادةً من ثلاثة إلى ستة. تنتهي معظم أسماء السكريات الأحادية باللاحقة -ose. اعتمادًا على عدد ذرات الكربون في السكر ، يمكن أن تُعرف باسم ثلاثيات (ثلاث ذرات كربون) ، وخماسيات (خمس ذرات كربون) ، و hexoses (ست ذرات كربون).

قد توجد السكريات الأحادية كسلسلة خطية أو كجزيئات على شكل حلقة في المحاليل المائية ، وعادة ما توجد في شكل الحلقة.

الصيغة الكيميائية للجلوكوز هي C6ح12ا6. في معظم الأنواع الحية ، يعتبر الجلوكوز مصدرًا مهمًا للطاقة. أثناء التنفس الخلوي ، يتم إطلاق الطاقة من الجلوكوز ، وتستخدم هذه الطاقة للمساعدة في صنع ثلاثي فوسفات الأدينوزين (ATP). تصنع النباتات الجلوكوز باستخدام ثاني أكسيد الكربون والماء من خلال عملية التمثيل الضوئي ، ويستخدم الجلوكوز بدوره لتلبية متطلبات الطاقة للنبات. غالبًا ما يتم تخزين الجلوكوز المركب الزائد على هيئة نشا يتم تكسيره بواسطة الكائنات الحية الأخرى التي تتغذى على النباتات.

يعد الجالاكتوز (جزء من اللاكتوز أو سكر الحليب) والفركتوز (الموجود في الفاكهة) من السكريات الأحادية الشائعة الأخرى. على الرغم من أن الجلوكوز والجلاكتوز والفركتوز جميعها لها نفس الصيغة الكيميائية (C6ح12ا6) ، فهي تختلف هيكليًا وكيميائيًا (وتعرف باسم الأيزومرات) بسبب اختلاف ترتيبات الذرات في سلسلة الكربون (الشكل 2.15).

تتشكل السكريات الثنائية (di- = “two”) عندما يخضع اثنان من السكريات الأحادية لتفاعل الجفاف (تفاعل يحدث فيه إزالة جزيء الماء). خلال هذه العملية ، تتحد مجموعة الهيدروكسيل (–OH) لأحد السكريات الأحادية مع ذرة هيدروجين من سكاريد أحادي آخر ، مما يؤدي إلى إطلاق جزيء من الماء (H2O) وتشكيل رابطة تساهمية بين الذرات في جزيئي السكر.

تشمل المركبات السكرية الشائعة اللاكتوز والمالتوز والسكروز. 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 مونومرات الجلوكوز والفركتوز.

تُعرف سلسلة طويلة من السكريات الأحادية المرتبطة بالروابط التساهمية باسم عديد السكاريد (متعدد - = "كثير"). قد تكون السلسلة متفرعة أو غير متفرعة ، وقد تحتوي على أنواع مختلفة من السكريات الأحادية. قد تكون السكريات عبارة عن جزيئات كبيرة جدًا. النشا والجليكوجين والسليلوز والكيتين أمثلة على السكريات.

النشا هو الشكل المخزن للسكريات في النباتات ويتكون من الأميلوز والأميلوبكتين (كلاهما بوليمرات الجلوكوز). النباتات قادرة على تصنيع الجلوكوز ، ويتم تخزين الجلوكوز الزائد كنشا في أجزاء نباتية مختلفة ، بما في ذلك الجذور والبذور. يتم تقسيم النشا الذي تستهلكه الحيوانات إلى جزيئات أصغر ، مثل الجلوكوز. يمكن للخلايا بعد ذلك امتصاص الجلوكوز.

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 ، يتم تكسير الجليكوجين لتحرير الجلوكوز.

السليلوز هو أحد البوليمرات الحيوية الطبيعية الأكثر وفرة. تتكون جدران خلايا النباتات في الغالب من السليلوز ، والذي يوفر الدعم الهيكلي للخلية. الخشب والورق في الغالب من السليلوز في الطبيعة. يتكون السليلوز من مونومرات الجلوكوز التي ترتبط بروابط بين ذرات كربون معينة في جزيء الجلوكوز.

يتم قلب كل مونومر جلوكوز آخر في السليلوز وتعبئته بإحكام كسلاسل طويلة ممتدة. وهذا يعطي السليلوز صلابة وقوة شد عالية - وهو أمر مهم جدًا للخلايا النباتية. يسمى السليلوز الذي يمر عبر الجهاز الهضمي بالألياف الغذائية. في حين أن روابط الجلوكوز والجلوكوز في السليلوز لا يمكن تكسيرها بواسطة الإنزيمات الهضمية البشرية ، فإن الحيوانات العاشبة مثل الأبقار والجاموس والخيول قادرة على هضم العشب الغني بالسليلوز واستخدامه كمصدر للغذاء. في هذه الحيوانات ، توجد أنواع معينة من البكتيريا في الجهاز الهضمي للحيوانات العاشبة وتفرز إنزيم السليلوز. يحتوي الملحق أيضًا على بكتيريا تكسر السليلوز ، مما يعطيها دورًا مهمًا في الجهاز الهضمي لبعض الحيوانات المجترة. يمكن أن تحلل السليولاز السليلوز إلى مونومرات جلوكوز يمكن للحيوان استخدامها كمصدر للطاقة.

تؤدي الكربوهيدرات وظائف أخرى في الحيوانات المختلفة. المفصليات ، مثل الحشرات والعناكب وسرطان البحر ، لها هيكل عظمي خارجي ، يسمى الهيكل الخارجي ، والذي يحمي أجزاء الجسم الداخلية. يتكون هذا الهيكل الخارجي من جزيء الكيتين البيولوجي ، وهو كربوهيدرات نيتروجينية. وهي مصنوعة من وحدات مكررة من السكر المعدل المحتوي على النيتروجين.

وبالتالي ، من خلال الاختلافات في التركيب الجزيئي ، يمكن للكربوهيدرات أن تخدم الوظائف المختلفة جدًا لتخزين الطاقة (النشا والجليكوجين) والدعم الهيكلي والحماية (السليلوز والكيتين) (الشكل 2.16).

الاتصال الوظيفي

اختصاصي تغذية مسجلة

السمنة هي مصدر قلق صحي في جميع أنحاء العالم ، والعديد من الأمراض ، مثل مرض السكري وأمراض القلب ، أصبحت أكثر انتشارًا بسبب السمنة. هذا هو أحد أسباب طلب أخصائيي التغذية المسجلين بشكل متزايد للحصول على المشورة. يساعد أخصائيو التغذية المسجلين في تخطيط برامج الغذاء والتغذية للأفراد في أماكن مختلفة. غالبًا ما يعملون مع المرضى في مرافق الرعاية الصحية ، ويصممون خطط التغذية للوقاية من الأمراض وعلاجها. على سبيل المثال ، قد يقوم اختصاصيو 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 أخصائيو التغذية خبراء في كيمياء ووظائف الطعام (البروتينات والكربوهيدرات والدهون).

الدهون

تشتمل الدهون على مجموعة متنوعة من المركبات التي توحدها سمة مشتركة. الدهون كارهة للماء ("تخشى الماء") ، أو غير قابلة للذوبان في الماء ، لأنها جزيئات غير قطبية. هذا لأنها هيدروكربونات تتضمن فقط روابط كربون-كربون غير قطبية أو روابط كربون-هيدروجين. تؤدي الدهون وظائف مختلفة في الخلية. تخزن الخلايا الطاقة للاستخدام طويل الأمد في شكل دهون تسمى الدهون. توفر الدهون أيضًا عزلًا عن البيئة للنباتات والحيوانات (الشكل 2.17). على سبيل المثال ، تساعد في الحفاظ على الطيور المائية والثدييات جافة بسبب طبيعتها المقاومة للماء. الدهون هي أيضًا اللبنات الأساسية للعديد من الهرمونات وهي مكون مهم لغشاء البلازما. تشمل الدهون الدهون والزيوت والشموع والفوسفوليبيد والمنشطات.

يتكون جزيء الدهون ، مثل الدهون الثلاثية ، من مكونين رئيسيين - الجلسرين والأحماض الدهنية. الجلسرين مركب عضوي به ثلاث ذرات كربون وخمس ذرات هيدروجين وثلاث مجموعات هيدروكسيل (–OH).تحتوي الأحماض الدهنية على سلسلة طويلة من الهيدروكربونات التي ترتبط بها مجموعة كربوكسيل حمضية ، ومن هنا جاء اسم "الأحماض الدهنية". قد يتراوح عدد الكربون في الأحماض الدهنية من 4 إلى 36 وأكثرها شيوعًا هي تلك التي تحتوي على 12-18 ذرة كربون. في جزيء الدهون ، يرتبط حمض دهني بكل من ذرات الأكسجين الثلاث في مجموعات –OH لجزيء الجلسرين برابطة تساهمية (الشكل 2.18).

أثناء تكوين الرابطة التساهمية هذه ، يتم إطلاق ثلاثة جزيئات ماء. قد تكون الأحماض الدهنية الثلاثة في الدهون متشابهة أو غير متشابهة. تسمى هذه الدهون أيضًا بالدهون الثلاثية لأنها تحتوي على ثلاثة أحماض دهنية. بعض الأحماض الدهنية لها أسماء شائعة تحدد أصلها. على سبيل المثال ، حمض البالمتيك ، وهو حمض دهني مشبع ، مشتق من شجرة النخيل. مشتق من حمض الأراكيدك Arachis hypogaea، الاسم العلمي للفول السوداني.

قد تكون الأحماض الدهنية مشبعة أو غير مشبعة. في سلسلة الأحماض الدهنية ، إذا كان هناك روابط مفردة فقط بين الكربون المتجاور في سلسلة الهيدروكربون ، فإن الحمض الدهني يكون مشبعًا. الأحماض الدهنية المشبعة مشبعة بالهيدروجين وبعبارة أخرى ، يتم زيادة عدد ذرات الهيدروجين المرتبطة بهيكل الكربون.

عندما تحتوي سلسلة الهيدروكربون على رابطة مزدوجة ، فإن الأحماض الدهنية عبارة عن حمض دهني غير مشبع.

معظم الدهون غير المشبعة سائلة في درجة حرارة الغرفة وتسمى بالزيوت. إذا كان هناك رابطة مزدوجة واحدة في الجزيء ، فإنها تُعرف باسم الدهون الأحادية غير المشبعة (على سبيل المثال ، زيت الزيتون) ، وإذا كان هناك أكثر من رابطة مزدوجة واحدة ، فإنها تُعرف باسم الدهون المتعددة غير المشبعة (على سبيل المثال ، زيت الكانولا).

تميل الدهون المشبعة إلى التكتل بإحكام وتكون صلبة في درجة حرارة الغرفة. ومن الأمثلة على الدهون المشبعة الدهون الحيوانية التي تحتوي على حامض دهني وحمض النخيل الموجود في اللحوم ، والدهون المحتوية على حمض الزبد الموجود في الزبدة. تخزن الثدييات الدهون في خلايا متخصصة تسمى الخلايا الشحمية ، حيث تشغل كريات الدهون معظم الخلية. في النباتات ، يتم تخزين الدهون أو الزيت في البذور ويستخدم كمصدر للطاقة أثناء التطور الجنيني.

عادة ما تكون الدهون أو الزيوت غير المشبعة من أصل نباتي وتحتوي على أحماض دهنية غير مشبعة. تتسبب الرابطة المزدوجة في حدوث انحناء أو "تشويش" يمنع الأحماض الدهنية من التكتل بإحكام ، مما يبقيها سائلة في درجة حرارة الغرفة. زيت الزيتون وزيت الذرة وزيت الكانولا وزيت كبد الحوت أمثلة على الدهون غير المشبعة. تساعد الدهون غير المشبعة على تحسين مستويات الكوليسترول في الدم ، بينما تساهم الدهون المشبعة في تكوين الترسبات الدهنية في الشرايين ، مما يزيد من خطر الإصابة بنوبة قلبية.

في صناعة الأغذية ، يتم هدرجة الزيوت صناعيًا لجعلها شبه صلبة ، مما يؤدي إلى تقليل التلف وزيادة العمر الافتراضي. ببساطة ، يتم ضخ غاز الهيدروجين عبر الزيوت لتجميدها. أثناء عملية الهدرجة هذه ، تكون الروابط المزدوجة لـ رابطة الدول المستقلة- يمكن تحويل التكوين في سلسلة الهيدروكربون إلى روابط مزدوجة في عبر- المعلومات. هذا يشكل أ عبر- الدهون من أ رابطة الدول المستقلة-سمين. يؤثر اتجاه الروابط المزدوجة على الخواص الكيميائية للدهون (الشكل 2.19).

المارجرين وبعض أنواع زبدة الفول السوداني والسمن أمثلة على المهدرجة صناعياً عبر- الدهون. أظهرت الدراسات الحديثة أن زيادة في عبر- قد تؤدي الدهون في النظام الغذائي للإنسان إلى زيادة مستويات البروتين الدهني منخفض الكثافة (LDL) ، أو الكوليسترول "الضار" ، والذي بدوره قد يؤدي إلى ترسب البلاك في الشرايين ، مما يؤدي إلى الإصابة بأمراض القلب. ألغت العديد من مطاعم الوجبات السريعة مؤخرًا استخدام عبر-الدهون ، وملصقات الطعام الأمريكية مطلوبة الآن لإدراج عبر-محتوى الدهون.

الأحماض الدهنية الأساسية هي أحماض دهنية مطلوبة ولكن لا يصنعها جسم الإنسان. وبالتالي ، يجب استكمالها من خلال النظام الغذائي. تندرج أحماض أوميغا 3 الدهنية ضمن هذه الفئة وهي واحدة من اثنين فقط من الأحماض الدهنية الأساسية المعروفة للإنسان (الآخر هو أحماض أوميغا 6 الدهنية). إنها نوع من الدهون المتعددة غير المشبعة وتسمى أحماض أوميغا 3 الدهنية لأن الكربون الثالث من نهاية الأحماض الدهنية يشارك في رابطة مزدوجة.

يعتبر السلمون والتراوت والتونة مصادر جيدة لأحماض أوميغا 3 الدهنية. الأحماض الدهنية أوميغا 3 مهمة في وظائف المخ والنمو الطبيعي والتطور. قد تمنع أيضًا أمراض القلب وتقلل من خطر الإصابة بالسرطان.

مثل الكربوهيدرات ، تلقت الدهون الكثير من الدعاية السيئة. صحيح أن الإفراط في تناول الأطعمة المقلية والأطعمة "الدهنية" الأخرى يؤدي إلى زيادة الوزن. ومع ذلك ، فإن الدهون لها وظائف مهمة. تعمل الدهون كمخزن للطاقة على المدى الطويل. كما أنها توفر عزلًا للجسم. لذلك ، يجب استهلاك الدهون غير المشبعة "الصحية" بكميات معتدلة على أساس منتظم.

الفسفوليبيدات هي المكون الرئيسي لغشاء البلازما. مثل الدهون ، فهي تتكون من سلاسل الأحماض الدهنية المرتبطة بالجلسرين أو العمود الفقري المشابه. بدلاً من ثلاثة أحماض دهنية مرتبطة ، ومع ذلك ، هناك نوعان من الأحماض الدهنية والكربون الثالث من العمود الفقري للجليسرول مرتبط بمجموعة الفوسفات. يتم تعديل مجموعة الفوسفات بإضافة كحول.

يحتوي الفسفوليبيد على مناطق كارهة للماء ومحبة للماء. سلاسل الأحماض الدهنية كارهة للماء وتستبعد نفسها من الماء ، في حين أن الفوسفات محبة للماء وتتفاعل مع الماء.

الخلايا محاطة بغشاء يحتوي على طبقة ثنائية من الفوسفوليبيد. تواجه الأحماض الدهنية للفوسفوليبيد الداخل ، بعيدًا عن الماء ، في حين أن مجموعة الفوسفات يمكن أن تواجه البيئة الخارجية أو داخل الخلية ، وكلاهما مائي.

المنشطات والشموع

على عكس الدهون الفوسفورية والدهون التي نوقشت سابقًا ، فإن المنشطات لها هيكل حلقي. على الرغم من أنها لا تشبه الدهون الأخرى ، إلا أنها مجمعة معها لأنها أيضًا كارهة للماء. تحتوي جميع المنشطات على أربع حلقات كربون مرتبطة والعديد منها ، مثل الكوليسترول ، لها ذيل قصير.

الكوليسترول هو الستيرويد. يتم تصنيع الكوليسترول بشكل رئيسي في الكبد وهو مقدمة للعديد من هرمونات الستيرويد ، مثل التستوستيرون والإستراديول. وهو أيضًا مقدمة لفيتامينات E و K. يعتبر الكوليسترول مقدمة للأملاح الصفراوية التي تساعد في تكسير الدهون وامتصاصها لاحقًا بواسطة الخلايا. على الرغم من الحديث عن الكوليسترول في كثير من الأحيان بعبارات سلبية ، إلا أنه ضروري لعمل الجسم بشكل سليم. إنه مكون رئيسي لأغشية البلازما في الخلايا الحيوانية.

تتكون الشموع من سلسلة هيدروكربونية مع مجموعة كحول (–OH) وحمض دهني. تشمل أمثلة شموع الحيوانات شمع العسل واللانولين. تحتوي النباتات أيضًا على شمع ، مثل الطلاء الموجود على أوراقها ، والذي يساعد على منعها من الجفاف.

المفاهيم في العمل

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

البروتينات

البروتينات هي واحدة من أكثر الجزيئات العضوية وفرة في الأنظمة الحية ولها مجموعة متنوعة من الوظائف لجميع الجزيئات الكبيرة. قد تكون البروتينات هيكلية أو تنظيمية أو مقلصة أو واقية قد تعمل في النقل أو التخزين أو الأغشية أو قد تكون سموم أو إنزيمات. قد تحتوي كل خلية في نظام حي على آلاف البروتينات المختلفة ، ولكل منها وظيفة فريدة. تختلف هياكلها ، مثل وظائفها ، بشكل كبير. ومع ذلك ، فهي كلها عبارة عن بوليمرات من الأحماض الأمينية ، مرتبة في تسلسل خطي.

وظائف البروتينات متنوعة للغاية لأن هناك 20 نوعًا مختلفًا من الأحماض الأمينية المميزة كيميائيًا والتي تشكل سلاسل طويلة ، ويمكن أن تكون الأحماض الأمينية بأي ترتيب. على سبيل المثال ، يمكن للبروتينات أن تعمل كإنزيمات أو هرمونات. الإنزيمات ، التي تنتجها الخلايا الحية ، هي محفزات في التفاعلات الكيميائية الحيوية (مثل الهضم) وعادة ما تكون بروتينات. كل إنزيم خاص بالركيزة (المادة المتفاعلة التي ترتبط بالإنزيم) التي يعمل عليها. يمكن أن تعمل الإنزيمات على كسر الروابط الجزيئية أو إعادة ترتيب الروابط أو تكوين روابط جديدة. مثال على الإنزيم هو الأميلاز اللعابي ، الذي يكسر الأميلوز ، وهو أحد مكونات النشا.

الهرمونات عبارة عن جزيئات إشارات كيميائية ، عادة ما تكون بروتينات أو منشطات ، تفرزها غدة صماء أو مجموعة من خلايا الغدد الصماء التي تعمل على التحكم في عمليات فسيولوجية معينة أو تنظيمها ، بما في ذلك النمو والتطور والتمثيل الغذائي والتكاثر. على سبيل المثال ، الأنسولين هو هرمون بروتيني يحافظ على مستويات السكر في الدم.

البروتينات لها أشكال مختلفة وأوزان جزيئية مختلفة ، فبعض البروتينات كروية الشكل بينما البعض الآخر ليفي بطبيعته. على سبيل المثال ، الهيموغلوبين هو بروتين كروي ، لكن الكولاجين الموجود في بشرتنا هو بروتين ليفي. شكل البروتين أمر بالغ الأهمية لوظيفته. قد تؤدي التغييرات في درجة الحرارة ودرجة الحموضة والتعرض للمواد الكيميائية إلى تغييرات دائمة في شكل البروتين ، مما يؤدي إلى فقدان الوظيفة أو تمسخ (ستتم مناقشته بمزيد من التفصيل لاحقًا). تتكون جميع البروتينات من ترتيبات مختلفة لنفس 20 نوعًا من الأحماض الأمينية.

الأحماض الأمينية هي المونومرات التي تشكل البروتينات. يحتوي كل حمض أميني على نفس البنية الأساسية ، والتي تتكون من ذرة كربون مركزية مرتبطة بمجموعة أمينية (–NH2) ، ومجموعة الكربوكسيل (–COOH) ، وذرة الهيدروجين. يحتوي كل حمض أميني أيضًا على ذرة متغيرة أخرى أو مجموعة ذرات مرتبطة بذرة الكربون المركزية المعروفة باسم المجموعة R. المجموعة R هي الاختلاف الوحيد في التركيب بين الأحماض الأمينية العشرين ، وإلا فإن الأحماض الأمينية متطابقة (الشكل 2.20).

تحدد الطبيعة الكيميائية للمجموعة R الطبيعة الكيميائية للحمض الأميني داخل بروتينها (أي ما إذا كان حمضيًا أو أساسيًا أو قطبيًا أو غير قطبي).

يحدد تسلسل وعدد الأحماض الأمينية في النهاية شكل البروتين وحجمه ووظيفته. يرتبط كل حمض أميني بحمض أميني آخر بواسطة رابطة تساهمية ، تُعرف باسم الرابطة الببتيدية ، والتي تتكون من تفاعل الجفاف. تتحد مجموعة الكربوكسيل المكونة من حمض أميني واحد والمجموعة الأمينية للحمض الأميني الثاني ، مما يؤدي إلى إطلاق جزيء ماء. الرابطة الناتجة هي رابطة الببتيد.

تسمى المنتجات التي تكونت عن طريق هذا الارتباط عديد الببتيدات. في حين أن المصطلحين متعدد الببتيد والبروتين يستخدمان أحيانًا بالتبادل ، فإن البولي ببتيد هو تقنيًا بوليمر من الأحماض الأمينية ، في حين يستخدم مصطلح البروتين للببتيد أو البولي ببتيدات التي تم دمجها معًا ، ولها شكل مميز ، ولها وظيفة فريدة.

اتصال التطور

الأهمية التطورية للسيتوكروم ج

السيتوكروم ج هو عنصر مهم في الآلية الجزيئية التي تحصد الطاقة من الجلوكوز. نظرًا لأن دور هذا البروتين في إنتاج الطاقة الخلوية أمر بالغ الأهمية ، فقد تغير قليلاً جدًا على مدى ملايين السنين. أظهر تسلسل البروتين أن هناك قدرًا كبيرًا من التشابه في التسلسل بين جزيئات السيتوكروم ج من أنواع مختلفة يمكن تقييم العلاقات التطورية عن طريق قياس أوجه التشابه أو الاختلافات بين متواليات البروتين للأنواع المختلفة.

على سبيل المثال ، قرر العلماء أن السيتوكروم ج البشري يحتوي على 104 من الأحماض الأمينية. لكل جزيء سيتوكروم ج تم تسلسله حتى الآن من كائنات مختلفة ، يظهر 37 من هذه الأحماض الأمينية في نفس الموضع في كل سيتوكروم ج. يشير هذا إلى أن كل هذه الكائنات تنحدر من سلف مشترك. عند مقارنة تسلسل البروتين البشري والشمبانزي ، لم يتم العثور على اختلاف في التسلسل. عندما تمت مقارنة متواليات القرد البشري والقرد الريسي ، تم العثور على فرق واحد في حمض أميني واحد. في المقابل ، تُظهر المقارنات بين الإنسان والخميرة اختلافًا في 44 من الأحماض الأمينية ، مما يشير إلى أن البشر والشمبانزي لديهم سلف مشترك أكثر حداثة من البشر وقرد الريس ، أو البشر والخميرة.

هيكل البروتين

كما تمت مناقشته سابقًا ، فإن شكل البروتين مهم لوظيفته. لفهم كيفية حصول البروتين على شكله النهائي أو تشكيله ، نحتاج إلى فهم المستويات الأربعة لبنية البروتين: الأولية والثانوية والثالثية والرباعية (الشكل 2.21).

التسلسل الفريد وعدد الأحماض الأمينية في سلسلة البولي ببتيد هو هيكلها الأساسي. يتم تحديد التسلسل الفريد لكل بروتين في النهاية بواسطة الجين الذي يشفر البروتين. قد يؤدي أي تغيير في تسلسل الجينات إلى إضافة حمض أميني مختلف إلى سلسلة البولي ببتيد ، مما يتسبب في تغيير بنية البروتين ووظيفته. في فقر الدم المنجلي ، تحتوي سلسلة الهيموجلوبين على بديل أحادي للأحماض الأمينية ، مما يتسبب في حدوث تغيير في كل من بنية ووظيفة البروتين. أكثر ما يجب مراعاته هو أن جزيء الهيموجلوبين يتكون من سلسلتين ألفا وسلسلتين بيتا يتكون كل منهما من حوالي 150 من الأحماض الأمينية. لذلك يحتوي الجزيء على حوالي 600 حمض أميني. الاختلاف البنيوي بين جزيء الهيموجلوبين الطبيعي وجزيء الخلية المنجلية - الذي يقلل بشكل كبير من متوسط ​​العمر المتوقع لدى الأفراد المصابين - هو حمض أميني واحد من الـ 600.

بسبب هذا التغيير في أحد الأحماض الأمينية في السلسلة ، تتخذ خلايا الدم الحمراء عادة شكلها الهلالي أو "المنجل" ، مما يسد الشرايين. هذا يمكن أن يؤدي إلى عدد لا يحصى من المشاكل الصحية الخطيرة ، مثل ضيق التنفس ، والدوخة ، والصداع ، وآلام في البطن لأولئك الذين يعانون من هذا المرض.

تؤدي أنماط الطي الناتجة عن التفاعلات بين أجزاء المجموعة غير R من الأحماض الأمينية إلى ظهور البنية الثانوية للبروتين. الأكثر شيوعًا هي هياكل الألواح المطوية ألفا (α) وبيتا (). كلا الهيكلين مثبتان في الشكل بواسطة روابط هيدروجينية. في حلزون ألفا ، تتشكل الروابط بين كل رابع حمض أميني وتسبب تحريفًا في سلسلة الأحماض الأمينية.

في الصفيحة المطوية β ، تتشكل "الطيات" بواسطة رابطة هيدروجينية بين الذرات على العمود الفقري لسلسلة البولي ببتيد. مجموعات R متصلة بالكربون ، وتمتد فوق وتحت طيات الطية. تتم محاذاة الأجزاء المطوية بالتوازي مع بعضها البعض ، وتتشكل الروابط الهيدروجينية بين نفس أزواج الذرات على كل من الأحماض الأمينية المتوافقة. تم العثور على هياكل صفائح α-helix و مطوية في العديد من البروتينات الكروية والليفية.

يُعرف الهيكل الفريد ثلاثي الأبعاد لعديد الببتيد ببنيته الثالثة. ينتج هذا الهيكل عن تفاعلات كيميائية بين مختلف الأحماض الأمينية ومناطق البولي ببتيد. في المقام الأول ، تخلق التفاعلات بين مجموعات R بنية معقدة ثلاثية الأبعاد من البروتين. قد تكون هناك روابط أيونية تتكون بين مجموعات R على أحماض أمينية مختلفة ، أو رابطة هيدروجينية تتجاوز تلك المشاركة في البنية الثانوية. عندما يحدث طي البروتين ، تكمن مجموعات R الكارهة للماء من الأحماض الأمينية غير القطبية في الجزء الداخلي من البروتين ، بينما تقع مجموعات R المحبة للماء في الخارج. تُعرف الأنواع السابقة من التفاعلات أيضًا باسم التفاعلات الكارهة للماء.

في الطبيعة ، تتكون بعض البروتينات من عدة عديدات ببتيدات ، تُعرف أيضًا بالوحدات الفرعية ، ويشكل تفاعل هذه الوحدات الفرعية البنية الرباعية. تساعد التفاعلات الضعيفة بين الوحدات الفرعية على استقرار الهيكل العام. على سبيل المثال ، الهيموغلوبين عبارة عن مزيج من أربع وحدات فرعية متعددة الببتيد.

لكل بروتين تسلسله وشكله الفريدان المرتبطان ببعضهما البعض من خلال التفاعلات الكيميائية. إذا كان البروتين عرضة لتغيرات في درجة الحرارة ، أو درجة الحموضة ، أو التعرض للمواد الكيميائية ، فقد يتغير هيكل البروتين ، ويفقد شكله فيما يُعرف باسم التمسخ كما تمت مناقشته سابقًا. غالبًا ما يكون التمسخ قابلاً للانعكاس لأنه يتم الحفاظ على الهيكل الأساسي إذا تمت إزالة عامل تغيير الطبيعة ، مما يسمح للبروتين باستئناف وظيفته. في بعض الأحيان يكون التمسخ لا رجوع فيه ، مما يؤدي إلى فقدان الوظيفة. يمكن رؤية أحد الأمثلة على تمسخ البروتين عندما يتم قلي البيض أو غليه. يتم تغيير طبيعة بروتين الألبومين الموجود في بياض البيض السائل عند وضعه في إناء ساخن ، ويتحول من مادة صافية إلى مادة بيضاء غير شفافة. لا يتم تغيير طبيعة جميع البروتينات في درجات حرارة عالية ، على سبيل المثال ، البكتيريا التي تعيش في الينابيع الحارة لديها بروتينات تتكيف لتعمل في درجات الحرارة تلك.

المفاهيم في العمل

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

احماض نووية

الأحماض النووية هي الجزيئات الرئيسية في استمرارية الحياة. إنهم يحملون المخطط الجيني للخلية ويحملون تعليمات لعمل الخلية.

النوعان الرئيسيان من الأحماض النووية هما الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (DNA) والحمض النووي الريبي (RNA). الحمض النووي هو المادة الجينية الموجودة في جميع الكائنات الحية ، بدءًا من البكتيريا وحيدة الخلية إلى الثدييات متعددة الخلايا.

النوع الآخر من الحمض النووي ، RNA ، يشارك في الغالب في تخليق البروتين. لا تترك جزيئات الحمض النووي النواة أبدًا ، ولكنها بدلاً من ذلك تستخدم وسيط RNA للتواصل مع بقية الخلية. وتشارك أنواع أخرى من الحمض النووي الريبي أيضًا في تخليق البروتين وتنظيمه.

يتكون DNA و RNA من مونومرات تعرف بالنيوكليوتيدات. تتحد النيوكليوتيدات مع بعضها البعض لتشكيل عديد النوكليوتيدات أو الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي. يتكون كل نوكليوتيد من ثلاثة مكونات: قاعدة نيتروجينية ، سكر بنتوز (خمسة كربون) ، ومجموعة فوسفات (الشكل 2.22). ترتبط كل قاعدة نيتروجينية في نوكليوتيد بجزيء سكر ، والذي يرتبط بمجموعة فوسفات.

هيكل DNA مزدوج الحلزونية

يحتوي الحمض النووي على بنية مزدوجة حلزونية (الشكل 2.23). يتكون من خيطين أو بوليمرات من النيوكليوتيدات. تتكون الخيوط من روابط بين مجموعات الفوسفات والسكر من النيوكليوتيدات المجاورة. يتم ربط الخيوط ببعضها البعض في قواعدها بواسطة روابط هيدروجينية ، وتلتف الخيوط حول بعضها البعض بطولها ، ومن هنا جاء وصف "الحلزون المزدوج" ، وهو ما يعني الحلزون المزدوج.

تقع مجموعات السكر والفوسفات المتناوبة على السطح الخارجي لكل خيط ، وتشكل العمود الفقري للحمض النووي. القواعد النيتروجينية مكدسة في الداخل ، مثل درجات السلم ، وهذه القواعد تقترن الأزواج ببعضها البعض بواسطة روابط هيدروجينية. تتزاوج القواعد بطريقة تجعل المسافة بين العمود الفقري للخيطين متساوية على طول الجزيء.

بصفتنا مشاركًا في Amazon ، فإننا نكسب من عمليات الشراء المؤهلة.

هل تريد الاستشهاد بهذا الكتاب أو مشاركته أو تعديله؟ هذا الكتاب هو Creative Commons Attribution License 4.0 ويجب أن تنسب OpenStax.

    إذا كنت تعيد توزيع هذا الكتاب كله أو جزء منه بتنسيق طباعة ، فيجب عليك تضمين الإسناد التالي في كل صفحة مادية:

  • استخدم المعلومات أدناه لتوليد اقتباس. نوصي باستخدام أداة استشهاد مثل هذه.
    • المؤلفون: سامانثا فاولر ، ريبيكا روش ، جيمس وايز
    • الناشر / الموقع الإلكتروني: OpenStax
    • عنوان الكتاب: مفاهيم علم الأحياء
    • تاريخ النشر: 25 أبريل 2013
    • المكان: هيوستن ، تكساس
    • عنوان URL للكتاب: https://openstax.org/books/concepts-biology/pages/1-introduction
    • عنوان URL للقسم: https://openstax.org/books/concepts-biology/pages/2-3-biological-molecules

    © 12 كانون الثاني (يناير) 2021 OpenStax. محتوى الكتاب المدرسي الذي تنتجه OpenStax مرخص بموجب ترخيص Creative Commons Attribution License 4.0. لا يخضع اسم OpenStax وشعار OpenStax وأغلفة كتب OpenStax واسم OpenStax CNX وشعار OpenStax CNX لترخيص المشاع الإبداعي ولا يجوز إعادة إنتاجه دون الحصول على موافقة كتابية مسبقة وصريحة من جامعة رايس.


    الجزء 2: وظيفة وتنظيم جينات العقدة Sinorhizobium

    00: 00: 01.02 مرحبًا ، أنا شارون لونج ،
    00: 00: 02.09 من جامعة ستانفورد ،
    00: 00: 03.19 وأنا هنا لإلقاء محاضرتي حول تعايش تثبيت النيتروجين.
    00: 00: 07.03 اليوم سأتحدث عن تنظيم الجينات في
    00: 00: 10.07 البكتيريا نفسها وكيف يتم التحكم في تلك الجينات.
    00: 00: 13.23 تمامًا مثل المراجعة ، يحدث تثبيت النيتروجين في العقيدات الجذرية.
    00: 00: 17.25 تتكون هذه العقيدات نتيجة لعمل
    00: 00: 20.12 تتفاعل بكتيريا التربة مع نبات معين.
    00: 00: 23.04 هنا ، ترى عقيدات تنمو على نظام جذر فول الصويا.
    00: 00: 27.15 هذه سلسلة معقدة من تفاعلات الأنسجة والخلايا ،
    00: 00: 32.02 عملية تطوير معقدة ،
    00: 00: 33.28 وهناك خصوصية بين البكتيريا والنبات.
    00: 00: 37.28 سأتحدث عن جانب واحد من تلك الخصوصية بعد قليل اليوم.
    00: 00: 42.05 في المراحل المبكرة بالتأكيد ، وسأوضح الحالة
    00: 00: 45.01 في المراحل اللاحقة أيضًا ، تبادل البكتيريا والنبات
    00: 00: 49.22 إشارات للتنسيق مع بعضها البعض.
    00: 00: 54.10 الآن ، لنأخذ وجهة نظر البكتيريا.
    00: 00: 57.01 إنها تقوم بهذا التحول الهائل من البكتيريا التي تعيش بحرية ،
    00: 01: 01.01 من خلال الغزو ، حيث يمكن للبكتيريا أن تتشكل
    00: 01: 05.02 خيط عدوى ويخترق الخلايا الفردية ،
    00: 01: 08.02 ثم إلى طبقات متعددة من الجذر ، وأخيرًا ،
    00: 01: 12.08 تثبيت النيتروجين ، حيث أصبحت البكتيريا متعايشة داخليًا ،
    00: 01: 16.17 داخل سيتوبلازم الخلية النباتية ،
    00: 01: 18.28 وتستمر هناك بشكل متمايز ، تقريبًا مثل العضية.
    00: 01: 23.01 كل هذه التغييرات مصحوبة بتنظيم دقيق
    00: 01: 26.24 تغييرات في التعبير الجيني.
    00: 01: 31.20 إليكم ملخص لما أود إخباركم به اليوم.
    00: 01: 34.07 سأبدأ بالحديث عن بعض الأدوات التي نستخدمها للدراسة
    00: 01: 37.22 علم الوراثة والتعبير الجيني للبكتيريا.
    00: 01: 41.01 وبعد ذلك أود أن أقول شيئًا عن التحكم في جينات الإيماء.
    00: 01: 46.10 ربما يكون هذا هو الأكثر دراسة في أي من التنظيمات الجينية
    00: 01: 49.19 أحداث في التعايش. سأراجع بعضًا من الخلفية ،
    00: 01: 53.10 وبعد ذلك سأتحدث بشكل أساسي عن منشط البروتين NodD.
    00: 01: 58.00 سأخبرك بعد ذلك ببعض أعمالنا الأخيرة على بوليميراز الحمض النووي الريبي
    00: 02: 02.01 وخاصة عوامل سيجما وكيف يمكن أن تكون
    00: 02: 04.19 يلعب دورًا في تغيير وتوجيه التعبير الجيني أثناء التعايش.
    00: 02: 10.06 سأنتهي مع عدة لمحات عن كيفية مجموعات معينة من
    00: 02: 14.00 يتم التحكم في الجينات ، ومعاينة لجميع العوامل
    00: 02: 19.24 لم يتم العثور عليه بعد من حيث عدد الجينات النشطة في الإيماء.
    00: 02: 27.07 إذن ، الأداة الأولى التي أذكرك بها هي المفضلة ، وهي علم الوراثة.
    00: 02: 33.18 يمكننا أن نأخذ البكتيريا ومن خلال الطفرات وبعد ذلك
    00: 02: 37.10 شاشات عمياء ، يمكننا أن نسأل ما هو الأكثر
    00: 02: 40.18 جينات مهمة للتعايش.
    00: 02: 42.29 الآن ، هناك نوعان مختلفان من الأنماط الظاهرية التكافلية
    00: 02: 45.08 التي لاحظناها. على عكس الوضع البري ،
    00: 02: 49.15 حيث تكون البكتيريا التي تنمو في حالة العيش الحر قادرة على ذلك
    00: 02: 52.17 تتفاعل مع النبات المضيف الصحيح وتصنع عقيدات وظيفية ،
    00: 02: 56.11 موضح هنا من خلال وجود لون أحمر يعكس
    00: 02: 59.17 ليغيموغلوبين الموجود داخل النبات.
    00: 03: 02.09 تؤوي العقيدات البكتيريا التي تثبت النيتروجين ، ويمكن للنباتات القيام بذلك
    00: 03: 06.14 استخدم ذلك لصنع الكلوروفيل والبروتين ، فهي تزدهر ،
    00: 03: 09.10 وهم جميلون وخضراء.
    00: 03: 10.22 ولكن ، إذا كان للبكتيريا طفرة في الجين فهذا
    00: 03: 14.14 المطلوبة لتشكيل العقدة ، النتيجة
    00: 03: 17.20 سيكون أن النبات لا يشكل عقيدات.
    00: 03: 19.27 لذلك ، لا يحصل على أي نيتروجين ثابت ، ويتضور جوعًا ،
    00: 03: 23.12 لونه أصفر ولا ينمو جيدًا.
    00: 03: 26.19 يمكننا أن نطلق على هذا الجين الإيماء في البكتيريا
    00: 03: 30.08 لأن الطفرات في هذا الجين تؤدي إلى ما يسمى ب
    00: 03: 34.08 النمط الظاهري Nod- (بدون عقيدات).
    00: 03: 37.15 النتيجة الأخرى ، مرة أخرى مقارنة بالنوع البري ،
    00: 03: 40.11 هو أن البكتيريا قد تكون قادرة على تكوين عقيدات ،
    00: 03: 43.28 لكن هذه العقيدات لا تعمل ، وما أظهرته هنا
    00: 03: 47.05 هو رمز هذا من خلال هذه الدوائر البيضاء الفارغة.
    00: 03: 52.17 تظهر تلك العقيدات التي لا تثبت النيتروجين ،
    00: 03: 55.06 ليس لديهم ليغيموغلوبين ، ولذا فإننا نتصل
    00: 03: 58.19 هذا النمط الظاهري Fix-
    00: 04: 01.00 وسيكون الجين البكتيري المقابل هو جين ثابت.
    00: 04: 04.07 طريقة أخرى هي النظر إلى الجينوم.
    00: 04: 07.15 تميل البكتيريا إلى امتلاك جينومات بين حوالي مليون
    00: 04: 11.01 لأصغر مسببات الأمراض ، حتى 10 ملايين قاعدة.
    00: 04: 15.20 رهيزوبيوم كبير الحجم ، أكثر من 6.5 مليون قاعدة ،
    00: 04: 20.13 مقسمة إلى ثلاث وحدات نسخ: كروموسوم ، 3.65 مليون
    00: 04: 25.17 واثنان من الضخامة ما يسمى بالميغابلازميدات.
    00: 04: 28.11 يطلق عليهم اسم megaplasmids لأنهم أكثر من
    00: 04: 30.07 مليون قاعدة لكل منهما.
    00: 04: 32.11 pSymB ، 1.68 مليون ، و pSymA ، 1.35 مليون.
    00: 04: 37.18 توجد جينات العقدة وتثبيت النيتروجين في pSymA ،
    00: 04: 42.07 ولكن بالإضافة إلى ذلك ، هناك جينات تعايش على pSymB و
    00: 04: 46.01 على الكروموسوم. لذلك إلى حد ما ،
    00: 04: 48.04 تشتت جينات التعايش.
    00: 04: 51.10 الآن ، يمكننا اتباع نهج جيني للنظر في النسخ ،
    00: 04: 54.28 وإحدى الطرق التي تعاملنا بها مع ذلك
    00: 04: 57.00 لإجراء فحوصات عالمية للنسخ
    00: 05: 01.06 باستخدام شريحة Affymetrix مصممة خصيصًا.
    00: 05: 04.00 على هذه الشريحة ، نضع جينوم البكتيريا
    00: 05: 07.07 مع 10000 - بعض الجينات من النبات
    00: 05: 12.01 على النحو التالي: كامل جينوم Sinorhizobium meliloti موجود ،
    00: 05: 16.26 كل واحد من أكثر من 6000 إطار قراءة مفتوح والمساحات بين الجينات ،
    00: 05: 23.00 و 10000 تسلسل إجماع مبدئي من cDNAs
    00: 05: 27.11 التي تم تسلسلها من النبات.
    00: 05: 29.13 الآن سترى بعض التجارب لاحقًا فيها
    00: 05: 31.24 نحن نبحث في تعبير الجينات في Sinorhizobium meliloti ،
    00: 05: 36.13 وفي حالة واحدة ، سننظر في نفس الوقت
    00: 05: 39.20 في كل من البكتيريا والنبات.
    00: 05: 41.25 ويمكننا فعل ذلك من خلال إعداد RNA واحد ، كما هو موضح هنا.
    00: 05: 46.16 لذلك ، إذا قمت بطحن عقيدة ،
    00: 05: 49.12 لذا فأنت تبدأ بالعقيدة هنا.
    00: 05: 52.06 بالطبع ، سيكون هذا مليئًا بالعديد من الخلايا النباتية ،
    00: 05: 55.02 كل خلية من تلك الخلايا النباتية بها بكتيريا ،
    00: 05: 58.00 وهذه البكتيريا الموضحة هنا قد تمايزت.
    00: 06: 01.15 لذا فإن محللة العقيدات سيكون لها امتداد
    00: 06: 05.22 خليط من كل تلك المواد.
    00: 06: 09.03 لدينا طريقة تتيح لنا التقاط كل من البكتيريا والنباتات
    00: 06: 13.29 الحمض النووي في نفس الوقت ، ويمكن عرض ذلك هنا.
    00: 06: 16.27 كمرجع ، في الحارة اليمنى ،
    00: 06: 18.29 قمنا بعزل الحمض النووي الريبي من جذر النبات ،
    00: 06: 22.08 يظهر لك هنا الحمض النووي الريبي الريبوسومي الكبير والصغير كمرجع.
    00: 06: 29.08 على الجانب الأيسر ، لدينا بكتيريا نمت في المزرعة.
    00: 06: 33.08 يمكنك أن ترى مرة أخرى ، الرنا البكتيرية هنا.
    00: 06: 36.02 يلتقط إعدادنا لعقيدات الحمض النووي الريبي كلاهما ، كما ترون.
    00: 06: 41.08 وهذا ، من خلال تصنيفها وتهجينها على رقاقة Affy
    00: 06: 44.22 يسمح لنا بالحصول على لقطة لكلا الشريكين في نفس الوقت ،
    00: 06: 49.28 وهو أمر مفيد للغاية ، خاصة عند تحليل المسوخ ،
    00: 06: 53.16 ومفيد لأن التزامن التام للإيماء
    00: 06: 58.06 يصعب تحقيقه من الناحية التجريبية.
    00: 07: 01.27 إذن ، بعد تقديم هذه الأدوات ،
    00: 07: 03.25 الآن أود أن أخبركم عن التحكم في جينات الإيماء.
    00: 07: 07.21 قليل من المراجعة:
    00: 07: 10.08 جينات الإيماء هنا هي الجينات
    00: 07: 13.24 الذي يشفر الإنزيمات التي تصنع عامل Nod.
    00: 07: 17.07 تحدثت عن Nod Factor ، وسأعرض عليكم رسماً كاريكاتورياً بعد قليل.
    00: 07: 22.20 المادة التي أنشأتها البكتيريا هي
    00: 07: 26.25 إشارة جزيئية تجعل النبات يشكل العقدة ،
    00: 07: 30.26 ويسبب أيضًا النسخ في عدد من الأحداث الأخرى في المصنع.
    00: 07: 35.15 إذن ، جزيء إشارة قوي.
    00: 07: 37.20 الجينات المسؤولة عن الإنتاج في البكتيريا
    00: 07: 42.20 يشمل Nod Factor جينات العقدة الشائعة ، nodABC.
    00: 07: 47.20 يتم التحكم في نسخ nodABC بواسطة محفز
    00: 07: 51.21 يتضمن ما يظهر هنا في هذا المستطيل ، ما يسمى بصندوق الإيماءات ،
    00: 07: 56.23 عنصر محفوظ للغاية موجود في الحمض النووي
    00: 08: 00.28 منبع جينات الإيماء ، كلتا هاتين المجموعتين من جينات الإيماء الشائعة ،
    00: 08: 06.05 وغيرها التي يتم تنظيمها بشكل منسق.
    00: 08: 08.26 كل هذه الجينات ، كما ذكرت سابقًا ،
    00: 08: 11.09 موجودة في pSymA.
    00: 08: 15.05 الآن ، يقدم هذا الكارتون عدة موضوعات.
    00: 08: 18.27 أولاً ، تذكرنا ، من محاضرتي الأولى ،
    00: 08: 21.15 أن الأحداث المبكرة للإيماء تتضمن محادثة
    00: 08: 25.24 بين النبات والبكتيريا.
    00: 08: 28.11 يرسل النبات إشارة إلى البكتيريا ،
    00: 08: 30.28 ترسل البكتيريا إشارة مرة أخرى.
    00: 08: 33.01 في الحالة الموضحة على اليسار ، نلقي نظرة على البرسيم الحجازي ،
    00: 08: 37.01 Meticago sativa.
    00: 08: 39.09 ينتج هذا النبات جزيءًا مُرمّزًا باللون الأصفر هنا ،
    00: 08: 43.05 وسترى الهيكل في لحظة.
    00: 08: 45.01 تلك الإشارة ، من النبات إلى البكتيريا ،
    00: 08: 48.03 قادر على إطلاق التعبير الجيني ، وسنتحدث عن ذلك بالتفصيل.
    00: 08: 52.18 نتيجة هذا التعبير الجيني ، كما ذكرت من قبل ،
    00: 08: 55.19 هو إنتاج عامل Nod يسمى NF-Sm.
    00: 09: 00.01 هذا هو عامل Nod من Sinorhizobium meliloti.
    00: 09: 03.10 يحتوي على عمود فقري من N-acetylglucosamines ، والذي تم تعديله ،
    00: 09: 09.02 في حالة Sinorhizobium meliloti ،
    00: 09: 11.24 مع استبدال 16-كربون N-acyl هنا ،
    00: 09: 15.02 أسيتيل وكبريتات ، يظهر كل منهما بواسطة رمز اللون.
    00: 09: 19.18 الآن ، على اليمين ، لدينا مثال متباين لابن عم ،
    00: 09: 24.01 بقوليات أو بازلاء أو Pisum sativum.
    00: 09: 27.16 هنا ، لدينا جذر نبات البازلاء.
    00: 09: 29.20 إنها تخلق إشارة فلافونويد ذات هيكل مختلف قليلاً ،
    00: 09: 33.05 وقد أظهرت ذلك فقط من خلال الترميز اللوني.
    00: 09: 35.04 هذه الإشارة تطلق Rhizobium leguminosarum ،
    00: 09: 40.18 وهو تعايش مع البازلاء ، لنسخ جينات العقدة ،
    00: 09: 45.03 وتلك التي تشفر الإنزيمات التي تصنع عامل العقد ،
    00: 09: 47.29 ولكنه عامل Nod مختلف قليلاً.
    00: 09: 50.02 الاختلاف الأساسي الذي أعرضه هنا ،
    00: 09: 52.04 وهذا ليس هو الاختلاف الوحيد ، ولكن من أجل البساطة.
    00: 09: 55.11 الاختلاف الأساسي هو طبيعة استبدال N-acyl ،
    00: 09: 59.07 إنها ثمانية ذرات كربون بدلاً من 16 ، ولها أربعة ذرات عدم تشبع.
    00: 10: 03.17 إذن ما نراه هو بعض الخصوصية.
    00: 10: 06.07 إشارة تخرج من النبات من البرسيم هنا ،
    00: 10: 12.00 أو نوع مختلف قليلاً عن البازلاء ،
    00: 10: 14.07 والبكتيريا المقابلة التي تستجيب لهذه الإشارة
    00: 10: 17.17 قم بعمل Nod Factor مختلف قليلاً ، كما هو موضح هنا.
    00: 10: 20.27 حسنًا ، هذه المحادثة ، ازرع النبات للبكتيريا والعودة مرة أخرى ،
    00: 10: 24.27 لديه بالفعل بعض السمات المميزة لخصوصية المضيف.
    00: 10: 28.15 سنتحدث فقط عن الجزء الأول من تلك المحادثة.
    00: 10: 33.09 ها أنا أعرض مرة أخرى النبات المضيف ينتج إشارة فلافونويد ،
    00: 10: 38.11 وهذا يسبب النسخ في البكتيريا.
    00: 10: 41.13 الآن ، أود التركيز على تفاعل الفلافونويد
    00: 10: 46.05 ببروتين مشفر بواسطة هذا الجين ، NodD.
    00: 10: 50.05 NodD هو بروتين منشط ، وهو جزء من عائلة LysR.
    00: 10: 56.17 الآن ، ما هي كل العناصر التي سننظر إليها؟
    00: 11: 01.17 بالطبع ، في المروج ، سيكون هناك بوليميريز RNA ،
    00: 11: 05.20 سيكون هناك عنصر DNA للتفاعل معه ،
    00: 11: 09.09 في هذه الحالة هناك منشط ونتساءل ،
    00: 11: 12.07 كيف تتفاعل إشارات النبات هذه مع كل هذه
    00: 11: 15.17 مكونات من أجل تحقيق النسخ؟
    00: 11: 18.28 وكيف يحدث هذا بطريقة معينة؟
    00: 11: 22.14 حسنًا ، سألقي نظرة الآن أولاً ، وعلى وجه التحديد ،
    00: 11: 27.10 في بروتين NodD.
    00: 11: 31.04 سأضع ذلك هنا في سياق كل تلك المكونات الأخرى.
    00: 11: 35.00 يظهر اللون الأحمر هنا الحمض النووي ، حسنًا ، هذا هو الحمض النووي ،
    00: 11: 39.23 وسيكون الهدف من هذه اللائحة هو
    00: 11: 44.11 تحقيق نسخ جينات الإيماء ،
    00: 11: 47.11 حتى يتمكنوا بعد ذلك من صنع البروتينات التي تصنع عامل Nod Factor.
    00: 11: 52.24 في DNA ، لدينا محفز ،
    00: 11: 56.01 وهذا هو الجزء العلوي من صناديق الإيماءات.
    00: 11: 58.12 نعلم أن NodD يرتبط بالمحفز ويثني الحمض النووي.
    00: 12: 03.08 لقد عرضت هنا نموذجًا لـ NodD باعتباره رباعي الأسطوانات
    00: 12: 07.03 لا نعرف شكله بالضبط ،
    00: 12: 09.23 لكننا نشك في أنه من المرجح أن يكون رباعي الأسطوانات ،
    00: 12: 13.04 والمزيد من العمل في المستقبل ، نأمل ،
    00: 12: 15.23 سيوضح ذلك بدقة أكبر.
    00: 12: 18.08 لقد أظهرنا من خلال علم الوراثة أن قدرة NodD
    00: 12: 21.21 لإحداث تعبير جيني في البكتيريا استجابة
    00: 12: 24.26 لإشارة النبات يتطلب الوصيفات GroES و GroEL.
    00: 12: 29.19 أيضًا ، وجدنا من خلال علم الوراثة أن هذا النظام بأكمله
    00: 12: 32.09 يتطلب "استجابة صارمة" ، وهي استجابة ،
    00: 12: 36.19 كلاسيكيًا إلى الجوع ، حيث يوجد بروتين هنا ،
    00: 12: 44.13 يسبب تخليق غوانوزين تترا- أو خماسي الفوسفات ،
    00: 12: 48.09 موضح هنا على أنه هذا النجم.
    00: 12: 52.28 كل ذلك يجب أن يتفاعل مع RNA polymerase ،
    00: 12: 56.20 الآلة التي ستتفاعل مع الحمض النووي
    00: 12: 58.27 وتسبب نسخ mRNA يحركها القالب
    00: 13: 02.25 من قالب DNA.
    00: 13: 05.12 إذن ، هذه بعض الأشياء التي نعرفها ،
    00: 13: 08.05 ولكن هناك الكثير من الأمور المجهولة.
    00: 13: 11.00 لنسأل ، على سبيل المثال ، كيف يعمل المحرض مع NodD.
    00: 13: 18.18 الآن لن أعرض لكم البيانات الخاصة بعملنا في GroEL ،
    00: 13: 22.10 لكنني سأذكر فقط أن لدينا مزيجًا من
    00: 13: 25.18 بيانات وراثية ودراسات كيميائية حيوية في المختبر
    00: 13: 29.23 يوضح كيف أن GroEL مطلوب حتى يكون NodD و luteolin نشطين.
    00: 13: 35.18 في إحدى التجارب التالية ،
    00: 13: 37.04 سأشير إلى ذلك أكثر.
    00: 13: 39.08 دعنا الآن نسأل فقط عن مركبات الفلافونويد ،
    00: 13: 42.17 بما في ذلك لوتولين الفلافونويد و NodD.
    00: 13: 48.11 إذن في هذه التجربة ، نقوم بما يلي:
    00: 13: 51.28 نحن نزرع Sinorhizobium إما بدون محفز
    00: 13: 55.23 أو بمحفز ، لذلك إما أن يكون لديه وسط ثقافة فقط
    00: 13: 59.10 أو بها إشارة نباتية.
    00: 14: 01.25 من تلك الخلايا المستزرعة ، نقوم بتنقية NodD ،
    00: 14: 05.08 ونسأل ، باستخدام مقايسة التحول الكهربي للتنقل ،
    00: 14: 09.04 هل يرتبط NodD بمروج صندوق الإيماءة أم لا؟
    00: 14: 14.05 لذلك في أزواج هنا ، سترى ،
    00: 14: 17.03 في الصناديق المفتوحة ، مقدار ارتباط الحمض النووي الذي تم إنجازه
    00: 14: 23.07 بهذا المقدار من NodD على مروج nod box
    00: 14: 28.20 (منطقة المنبع لجينات الإيماء).
    00: 14: 31.16 وهذا هو مقدار الربط عند الإيماءة المعنية
    00: 14: 35.11 جاء من خلايا نمت بدون محفز.
    00: 14: 37.25 لكن يمكنك أن ترى هنا أنه إذا تمت تنقية NodD من
    00: 14: 43.03 خلية نمت بمحفز ، نفس الكمية من NodD
    00: 14: 46.27 يقوم بربط الحمض النووي أكثر بكثير.
    00: 14: 50.02 لذلك يبدو أن تقارب NodD مع هدف الحمض النووي الخاص به
    00: 14: 54.26 تزداد إذا تمت تنقية NodD من a
    00: 14: 58.11 خلية تتعرض لمحفز نبات اللوتولين.
    00: 15: 03.26 الآن ، هذه دراسة في المختبر.
    00: 15: 06.15 في هذه الحالة ، يتم تنقية NodD بالكامل من
    00: 15: 09.13 خلية نمت بدون محفز.
    00: 15: 12.18 ثم يتم تحضين NodD المنقى مع المخزن المؤقت فقط
    00: 15: 19.18 أو مع محفز النبات اللوتولين.
    00: 15: 22.27 لذا سيكون لدينا "ناقص" لعدم وجود لوتولين و
    00: 15: 25.16 "زائد" لإضافة لوتولين الفلافونويد.
    00: 15: 29.27 وجدنا في وقت مبكر من البيانات غير المعروضة هنا ،
    00: 15: 32.28 أنه إذا تم ذلك باستخدام NodD فقط ، فلن تكون هناك نتيجة.
    00: 15: 38.17 ومع ذلك ، إذا أجرينا هذه التجربة في نظام حيث
    00: 15: 42.13 تم تقديم NodD أيضًا مع GroEL / GroES ،
    00: 15: 47.24 مغنيسيوم ، ATP ، ومحفز ، كان هناك تأثير عميق.
    00: 15: 52.26 وهذا موضح هنا.
    00: 15: 55.16 البيانات الأولية هي كما يلي:
    00: 15: 58.09 في كل حالة ، لدينا NodD المنقى الذي تم تحضينه
    00: 16: 02.06 فقط مع المغنيسيوم و ATP و GroES / GroEL هنا ،
    00: 16: 07.06 أو مع نفس المكونات واللوتولين
    00: 16: 11.14 فقط المرافقون و ATP هنا ، أو مع اللوتولين
    00: 16: 17.10 مكونات فقط ، أو مع اللوتولين ، وهكذا دواليك.
    00: 16: 19.23 وما تراه هو أن وجود مادة اللوتولين ،
    00: 16: 24.05 محفز الفلافونويد ، قادر على تعزيز قدرة NodD المنقى
    00: 16: 29.24 لربط تسلسل الحمض النووي المستهدف في محفز الإيقاع.
    00: 16: 36.28 إذن ، ما لدينا هنا ، إذن ، هو عرض ،
    00: 16: 42.18 في حضور المرافقين
    00: 16: 44.26 وبوجود محفز الفلافونويد ،
    00: 16: 48.22 مرة أخرى ، نرى قدرة NodD محسنة على الارتباط بالحمض النووي.
    00: 16: 52.13 وهذا محدد كميًا هنا ، إذا نظرت إلى حد الكسر:
    00: 16: 55.17 عدم وجود مادة اللوتولين في خليط الحضانة ،
    00: 16: 58.14 وجود مادة اللوتولين.
    00: 17: 00.24 الآن ، كان هذا مثيرًا لنا لأننا بدأنا
    00: 17: 04.11 للتعرف على كيفية استخدام مركبات الفلافونويد
    00: 17: 07.26 يؤثر على قدرة البكتيريا على التعبير عن الجينات.
    00: 17: 11.01 لكن تذكر ، لقد أخبرتك أن إحدى السمات المميزة لهذا النظام
    00: 17: 14.19 أنها محددة.
    00: 17: 16.07 نحن نعلم أن النباتات المختلفة تصنع مركبات الفلافونويد المختلفة.
    00: 17: 18.26 بعضهم يعمل في الجسم الحي والبعض الآخر لا يعمل.
    00: 17: 22.02 هل هذا بسبب الحمض النووي؟
    00: 17: 24.06 مع العلم أننا يجب أن نتوقع أي نظام تنظيمي في المختبر
    00: 17: 30.13 لشرح الخصوصية بالإضافة إلى الجوانب الأخرى لنشاط NodD ،
    00: 17: 36.05 أجرينا تجربة في الجسم الحي بناءً على بعض البيانات السابقة
    00: 17: 39.26 منذ بضع سنوات ، أظهر ذلك ارتباطًا
    00: 17: 44.20 بين الأنواع التي جاء منها بروتين NodD ،
    00: 17: 50.14 وما هي أنواع مركبات الفلافونويد التي تستجيب لها الخلية.
    00: 17: 54.05 إذن في هذه التجربة ، وراثيًا ،
    00: 17: 56.25 لدينا خلية مستجيبة ستقدم تقريرًا لنا
    00: 18: 00.23 سواء تم نسخ جينات الإيماء أم لا.
    00: 18: 03.17 يحتوي على إيماءة محفز جيني مدمج مع بيتا جالاتوسيداز.
    00: 18: 08.23 لكن هذا التركيب الجيني له إيماءة خاصة به تم إزالتها.
    00: 18: 13.06 هناك حذف للإيماءة ، ولكن هناك اندماج عقلي.
    00: 18: 17.05 في هذه السلالة ، سنضع أحدهما أو الآخر
    00: 18: 20.20 من هذين البلازميدات.
    00: 18: 22.15 هذه البلازميدات لها نفس المتجه ، لذلك نفس العمود الفقري.
    00: 18: 26.24 لديهم أيضًا محفز مماثل تمامًا
    00: 18: 30.09 إنه مروج أساسي يتم التعبير عنه بشكل كبير.
    00: 18: 34.16 الشيء المختلف فيهم هو أنه في هذه السلالة ،
    00: 18: 37.17 لدينا جين يمثل إطار القراءة المفتوح المشذب
    00: 18: 41.11 لـ NodD من Sinorhizobium meliloti ، وهو تعايش البرسيم.
    00: 18: 46.24 الآن في هذا البلازميد الآخر ، لدينا إطار قراءة مفتوح مقصوص
    00: 18: 51.05 من NodD من Rhizobium leguminosarum trifolii ،
    00: 18: 53.23 وهو تعايش من البرسيم.
    00: 18: 56.06 إذن كل شيء هو نفسه باستثناء تسلسل الأحماض الأمينية الفعلية
    00: 19: 01.19 من الإيماءتين.
    00: 19: 03.12 الآن سنضع هؤلاء في إجهاد المراسل
    00: 19: 06.06 ليس لديه NodD خاص به ،
    00: 19: 08.17 واسأل عما إذا كان يتم التعبير عن جينات الإيماء أم لا.
    00: 19: 12.04 في العمود الأيسر هنا ، ما تراه
    00: 19: 15.02 هو ما إذا كان يتم التعبير عن جينات الإيماء استجابةً للليوتين أم لا.
    00: 19: 19.26 وما يمكنك رؤيته هو أنه عندما تتضمن الخلية
    00: 19: 24.17 هذا البلازميد الذي يحتوي على عقدة Sinorhizobium meliloti ،
    00: 19: 28.28 ثم نعم ، هناك تعبير جيني إيماءة.
    00: 19: 33.10 ومع ذلك ، إذا كانت السلالة تحتوي على جين nodD الذي أتى من Rhizobium trifolii ،
    00: 19: 39.10 فهذا نوع من التشويش ، ليس هناك الكثير من التعبير.
    00: 19: 43.26 هذا يشير إلى أن NodD هذا يمكن أن يحفز
    00: 19: 48.14 ردًا على هذا الجزيء ، لكن NodD هذا لا يمكن أن يحفز جيدًا.
    00: 19: 54.18 ولكن الآن دعنا نسأل:
    00: 19: 56.01 كيف تستجيب سلالات المراسل بشكل كامل لـ
    00: 20: 00.23 فلافونويد مختلف ، معروض هنا؟
    00: 20: 02.23 يمكنك أن ترى على سبيل المثال أنه يحتوي على هيدروكسيل واحد فقط ،
    00: 20: 05.12 بينما يحتوي اللوتولين على أربعة.
    00: 20: 08.12 حسنًا ، الآن ، إذا أخذنا السلالة التي تحتوي على Sinorhizobium meliloti
    00: 20: 11.29 NodD ، نرى أنه لا يوجد تعبير على الإطلاق.
    00: 20: 15.10 بينما يظهر NodD من Rhizobium trifolii نشاطًا جيدًا.
    00: 20: 20.27 هذا يوضح أن تسلسل الأحماض الأمينية لـ NodD فقط
    00: 20: 25.21 كافية لتفسير استجابة مختلفة
    00: 20: 29.12 لبنية فلافونويد واحدة مقابل هيكل فلافونويد آخر.
    00: 20: 33.23 أردنا أن نجمع ذلك مع البيانات التي عرضتها عليكم للتو ،
    00: 20: 37.21 الذي أظهر أن NodD يمكنه الارتباط بشكل أفضل به
    00: 20: 44.12 هدف صندوق الإيماءة إذا كان يحتوي على مادة اللوتولين.
    00: 20: 48.22 لكن ما وجدناه كان مفاجأة.
    00: 20: 51.29 الآن ما أعرضه هنا في الأعلى هو
    00: 20: 54.00 هياكل الفلافونويد التي قدمتها من قبل ،
    00: 20: 56.19 هذا هو اللوتولين ، ومجموعة من الفلافونويد هنا
    00: 21: 00.27 أنه في الجسم الحي لا يسبب التعبير الجيني في Sinorhizobium meliloti.
    00: 21: 07.17 لذلك نستنتج من ذلك أن NodD لـ Sinorhizobium meliloti
    00: 21: 11.26 لا يمكنهم التفاعل بشكل منتج مع أي من هؤلاء ،
    00: 21: 14.20 لأنهم لا يعملون في الجسم الحي.
    00: 21: 17.00 ومع ذلك ، إذا أجرينا تجارب مشابهة لـ
    00: 21: 20.06 تلك التي أريتكم إياها من قبل مع كل من هؤلاء ،
    00: 21: 23.06 حصلنا على ما يلي:
    00: 21: 25.04 هذه مجموعة من البيانات ، وإليك مجموعة أخرى.
    00: 21: 30.08 هذا بالنسبة لـ daidzein ، هذا هو الجزيء هنا.
    00: 21: 33.14 هذا من أجل eriodictyol ، وهو الجزيء الموجود هناك.
    00: 21: 36.14 وما يمكنك رؤيته هنا هو ذلك ،
    00: 21: 38.16 إذا قارنت بروتين NodD المحتضن بمكونات مثل
    00: 21: 43.07 غرويل ، مغنيسيوم ، ATP ،
    00: 21: 45.19 أو نفس المكونات بالإضافة إلى الفلافونويد المعني ،
    00: 21: 49.26 هذه مركبات الفلافونويد ، على الرغم من أنها لا تعمل في الجسم الحي ،
    00: 21: 52.24 لا يزالون يعززون ارتباط NodD بمروجها المستهدف.
    00: 21: 57.02 هذا صحيح بالنسبة للديدزين ، وهذا صحيح بالنسبة للإريوديكتيول.
    00: 22: 00.19 وما يظهره هذا هو أن سبب ارتباط الحمض النووي
    00: 22: 04.21 حتى من مركبات الفلافونويد غير النشطة.
    00: 22: 10.13 وبعض الأمثلة من البيانات
    00:22: 13.25 والتقدير معروض هنا.
    00: 22: 16.06 هذا يدل على تحول هلام NodD من Sinorhizobium meliloti
    00: 22: 22.19 تم تقديمها مع المخزن المؤقت فقط ،
    00: 22: 25.29 مع daidzein و luteolin و naringenin ، ثلاثة محرضات ،
    00: 22: 31.25 منها فقط اللوتولين النشط حقًا في الجسم الحي.
    00: 22: 35.01 مع ذلك ، كلهم ​​يتسببون في تحول الجل ،
    00: 22: 38.01 وهذا محدد كميًا هنا.
    00: 22: 39.16 ما يمكنك رؤيته في هذا الرسم البياني هو NodD بدون محفز
    00: 22: 44.24 من أي نوع مضاف ، و NodD مع المحرضات الثلاثة المختلفة ،
    00: 22: 48.20 بعضها نشط في الجسم وبعضها ليس كذلك.
    00: 22: 51.22 الآن ، نموذج العمل لدينا هو NodD
    00: 22: 56.00 قادر على ربط الحمض النووي بتقارب متزايد
    00: 22: 59.19 بغض النظر عن نوع الفلافونويد الموجود هناك.
    00: 23: 02.02 وفي الحقيقة ، مركبات الفلافونويد التي لا تعمل في الجسم الحي
    00: 23: 06.24 قد يرتبط فعليًا بـ NodD ويمنع القدرة
    00: 23: 10.19 من الفلافونويد الصحيح للحث ،
    00: 23: 13.07 عن طريق التسبب في ارتباط غير منتج بالحمض النووي.
    00: 23: 16.03 لذا فإن ارتباط الحمض النووي لا يفسر خصوصية NodD
    00: 23: 21.21 لمحفزات الفلافونويد التي تأتي من نباتات مختلفة.
    00: 23: 25.15 يتركنا ذلك مع سلسلة من التجارب الجديدة
    00: 23: 27.24 للقيام به في المستقبل ، ومن بينها ،
    00: 23: 30.20 ما نريد أن نسأله هو:
    00: 23: 32.11 هل وجود الفلافونويد الصحيح
    00: 23: 35.03 بطريقة ما تؤثر على تفاعل NodD مع بوليميريز RNA؟
    00: 23: 39.29 وهذا بدوره دفعنا إلى التساؤل عن المكونات
    00: 23: 44.21 من بوليميراز RNA ، وفي النهاية ،
    00: 23: 47.18 نأمل أيضًا أن نعمل في المختبر باستخدام رباعي فوسفات الغوانوزين
    00: 23: 52.20 واسأل عن كل هذه المكونات معًا.
    00: 23: 56.03 لكن في هذا القسم التالي ، أود فقط أن أتحدث عن بوليميريز الحمض النووي الريبي.
    00: 24: 00.08 على وجه الخصوص ، أريد أن أتحدث عن عوامل سيجما.
    00: 24: 03.23 الآن فقط كمراجعة ، فإن بوليميريز الحمض النووي الريبي في بدائيات النوى لديه
    00: 24: 09.01 نواة مكونة من وحدتين فرعيتين Î ± (نسختان من الوحدة الفرعية Î ±) ،
    00: 24: 14.04 a ² و ² '، بالإضافة إلى عامل سيجما ،
    00: 24: 18.20 التي لها نطاقات متعددة ، وهي معروضة هنا في هذا الكارتون ،
    00: 24: 22.28 مشتق من عامل E. coli sigma.
    00: 24: 25.18 وما نعرفه الآن من العمل في العديد من المعامل على مر السنين ،
    00: 24: 29.13 هو أن هناك أنواعًا عديدة من عوامل سيجما.
    00: 24: 33.10 في الأصل ، أفضل ما تميّز به
    00: 24: 36.01 كانت التدبير المنزلي ، أو rpoD ، نوع 70 من عامل سيجما.
    00: 24: 41.14 وهذا هو شكل عامل سيجما الذي يعيد التكوين
    00: 24: 45.13 مع بوليميراز RNA لنسخ معظم الجينات
    00: 24: 48.22 في الإشريكية القولونية وفي الكائنات الحية الأخرى.
    00: 24: 51.05 يحتوي عامل سيجما هنا على حلزون ألفا مختلف
    00: 24: 56.10 والمجالات الفرعية الأخرى هذا هو الغرض من هذه الأحرف.
    00: 24: 59.10 لكن هذا عديد ببتيد لأنه يتفاعل مع أجزاء مختلفة
    00: 25: 02.27 للوحدات الفرعية ² 'و ² و ±.
    00: 25: 06.23 لكن بالإضافة إلى rpoD ،
    00: 25: 08.27 هناك عوامل سيجما أخرى ، عامل سيجما للتوتر rpoS ،
    00: 25: 12.24 وهو أمر بارز جدًا في استجابات بقاء الإشريكية القولونية
    00: 25: 17.05 صدمة حرارية rpoH
    00: 25: 19.00 في بعض أمراض الأمعاء ، هناك أيضًا rpoN ،
    00: 25: 22.07 وهو مهم لعملية التمثيل الغذائي للنيتروجين وللوظائف الأخرى
    00: 25: 26.11 مثل تثبيت النيتروجين في كليبسيلا
    00: 25: 29.11 وعدد من عوامل سيجما الأخرى ،
    00: 25: 32.13 وسأعود بعد بضع دقائق إلى واحد على وجه الخصوص ، rpoE.
    00: 25: 39.04 في Sinorhizobium meliloti ، أظهر التعليق التوضيحي
    00: 25: 42.19 أن هناك على الأقل ضعف هذا العدد من عوامل سيجما.
    00: 25: 46.09 أحد الفروق اللافتة للنظر مع الأمعاء
    00: 25: 48.10 هو عدم وجود نسخة من rpoS.
    00: 25: 51.21 ومع ذلك ، هناك سيجما التدبير المنزلي ،
    00: 25: 54.11 يبدو مشابهًا جدًا لـ -70 للإشريكية القولونية.
    00: 25: 58.25 هناك نسختان من rpoH أو ما يسمى سيجما الصدمة الحرارية.
    00: 26: 04.11 توجد عشر نسخ على الأقل من rpoE ،
    00: 26: 07.16 بالإضافة إلى البراز المحدد في الأصل للعلاقة مع التحكم في الحديد ،
    00: 26: 13.16 و rpoN المهم لتثبيت النيتروجين.
    00: 26: 17.09 في القسم التالي ، أود أن أخبركم ببعض من
    00:26: 20.15 عمل جديد على rpoH والإشارة بإيجاز إلى
    00: 26: 23.23 بعض الأعمال الناشئة على rpoE.
    00: 26: 28.09 أردنا أن نعرف ما الذي تفعله هاتان النسختان المختلفتان من rpoH؟
    00: 26: 34.12 هل هم مهمون للصدمة الحرارية؟
    00: 26: 36.08 هل هم مهمون للتعايش؟
    00: 26: 38.10 لنبدأ بإلقاء نظرة على كيفية التعبير عنها.
    00: 26: 42.02 في العمود الأيسر ، يمكنك أن ترى كيف أن النسختين المختلفتين ،
    00: 26: 46.11 rpoH1 و rpoH2 ، يتم التعبير عنها في الخلايا الحية الحرة.
    00: 26: 51.26 غالبًا ما يتم التعبير عن rpoH1
    00: 26: 55.22 في سجل متأخر (أسي متأخر) وثابت ،
    00: 27: 00.02 ولكن يتم التعبير عن rpoH2 في الغالب في خلايا ثابتة.
    00: 27: 04.18 إذا قمت بطحن العقيدات واسأل عما إذا كان
    00: 27: 06.20 يتم نسخ هذه الجينات rpoH ،
    00: 27: 09.09 يمكنك أن ترى أن rpoH1 مكتوب ، نعم ، إنه موجود في العقيدات
    00: 27: 14.12 لكن rpoH2 لم يكن قابلاً للاكتشاف في فحوصاتنا.
    00: 27: 18.10 سيؤدي ذلك إلى مفاجأة خلال دقيقة ، كما سأخبرك.
    00: 27: 22.04 التخلص من أحد هذين الجينين أو كلاهما
    00: 27: 27.09 يؤدي إلى بعض الأنماط الظاهرية في حالة العيش الحر.
    00: 27: 31.09 متحولة rpoH1 حساسة جدًا لدرجة الحرارة المرتفعة.
    00: 27: 36.11 لا يبدو أن rpoH2 يحتوي على الكثير من النمط الظاهري ،
    00: 27: 40.04 ولكن المتحولة المزدوجة المشابهة لـ rpoH1 ،
    00: 27: 43.07 يتأثر بدرجة الحرارة المرتفعة.
    00: 27: 46.15 إليكم المفاجأة بخصوص التعايش.
    00: 27: 49.25 ما وجدناه هو أن الطفرة في rpoH1 كانت Fix-.
    00: 27: 56.11 rpoH2 ، إذا تم إخراجها من تلقاء نفسها ،
    00: 28: 00.10 لا يبدو أن به أي عيب تكافلي.
    00: 28: 03.11 ومع ذلك ، إذا قمت بإخراج كل من rpoH1 و rpoH2 ،
    00: 28: 07.28 وعلى الرغم من حقيقة أن rpoH2 لا يبدو
    00: 28: 11.11 ليكون قابلاً للاكتشاف كنص في العقيدات ،
    00: 28: 13.29 بشكل ملحوظ ، هذا هو Nod-.
    00: 28: 16.09 هذا يعني أن واحدًا أو الآخر من عوامل سيجما rpoH
    00: 28: 21.14 يجب أن يعمل من أجل التعايش
    00: 28: 24.25 للمضي قدمًا بعد بعض المراحل المبكرة جدًا.
    00: 28: 28.12 إذن هذا لغز بدأنا ننظر إليه بمزيد من التفصيل.
    00: 28: 33.08 في غضون ذلك ، سألنا أيضًا عن طيف الجينات
    00: 28: 36.01 التي يتم التعبير عنها.
    00: 28: 38.12 في التجربة التالية ، استخدمنا شريحة Affymetrix
    00: 28: 41.13 التي وصفتها سابقًا.
    00: 28: 44.17 وما سنفعله هنا هو إلقاء نظرة
    00: 28: 47.16 في النصوص الموجودة في الخلايا البرية ، وفي كل من الطافرين الفرديين ،
    00: 28: 53.27 و rpoH1H2 متحولة مزدوجة ، حيث نزرعها في الثقافة ،
    00: 28: 58.24 أعطهم صدمة حرارية ، ثم قم بحصد
    00: 29: 01.07 RNA لتقييم النسخ العالمي.
    00: 29: 05.09 الآن ، في ما يلي ، سأعرض لكم ملخصات لبياناتنا.
    00: 29: 10.01 بشكل ملحوظ ، وجدنا أنه عندما تصدم جذمور من النوع البري ،
    00: 29: 15.15 ما يقرب من ثلث الجينات في الجينوم ، أكثر من 2000 جين ،
    00: 29: 19.16 تتأثر بطريقة أو بأخرى.
    00: 29: 21.11 ألف منهم يرتفع ويهبط ألف آخر.
    00: 29: 25.13 تظهر هنا ميزة أخرى مثيرة للاهتمام في صورة النسخ هذه.
    00: 29: 29.18 الآن ، إذا أخذت الجينوم الكامل لـ Sinorhizobium ونظرت
    00: 29: 32.27 عند توزيع إطارات القراءة المفتوحة ،
    00: 29: 34.23 يمكنك أن ترى أن أكثر من نصف إطارات القراءة المفتوحة
    00: 29: 37.11 في الكروموسوم ، وهذا موضح هنا ،
    00: 29: 41.13 إذن هذا هو الكروموسوم.
    00: 29: 43.20 حسابات pSymB لهذا العدد ، كجزء من الكل ،
    00: 29: 48.10 وهذا هو الرقم الموجود في pSymA.
    00: 29: 51.14 هذا هو التعليق التوضيحي الكلي للجينوم ،
    00: 29: 53.18 ولكن إذا نظرت إلى تلك الجينات الألفي التي تغيرت
    00: 29: 56.22 بطريقة أو بأخرى عن طريق الصدمة الحرارية ،
    00: 29: 58.27 ما تراه هو أن الكروموسوم ممثل تمثيلاً ناقصًا ،
    00: 30: 02.15 ويتم تمثيل بلازميدات سيم بشكل كبير.
    00: 30: 05.00 كان ذلك بحد ذاته مثيرًا للاهتمام ،
    00: 30: 07.22 خاصةً عندما تجمعها مع حقيقة أن ملف
    00: 30: 10.03 الطفرة المزدوجة لعوامل سيجما معيبة جدًا في التعايش.
    00: 30: 17.13 كانت هذه مفاجأة أخرى:
    00: 30: 19.19 إذا ألقيت نظرة في هذه الصورة فقط على الجينات
    00: 30: 23.13 التي تزداد في الخلايا المصابة بالصدمة الحرارية ، وهذا كما قلت ،
    00: 30: 27.23 أكثر من ألف ، ما وجدناه هو أن الغالبية العظمى
    00: 30: 33.15 من هؤلاء تزداد بسبب الصدمة الحرارية
    00: 30: 37.21 حتى إذا تم استبعاد عاملي rpoH sigma.
    00: 30: 42.22 وهذا موضح هنا.
    00: 30: 44.06 هذه هي الجينات المتزايدة بالصدمة الحرارية في النوع البري ،
    00: 30: 48.17 وهذه الدائرة الزرقاء توضح تلك الجينات
    00: 30: 52.10 التي لا تتعزز في طفرات.
    00: 30: 57.20 هذه هي الجينات التي لم تتحسن
    00: 30: 59.27 عن طريق الصدمة الحرارية في متحولة rpoH1H2 المزدوجة.
    00: 31: 04.01 ويكون التداخل حوالي 200 فقط.
    00: 31: 08.29 لذا ، يبدو أن أقلية فقط من جينات الصدمة الحرارية موجودة
    00: 31: 13.16 تتحكم فيه عوامل سيجما rpoH.
    00: 31: 16.23 لذا ، فإنهم يفعلون أشياء أخرى ،
    00: 31: 19.09 وبعض الأنظمة التنظيمية الأخرى تتولى الوظيفة التي ،
    00: 31: 22.19 في E. coli ، فقط بواسطة rpoH.
    00: 31: 25.27 مفاجأة أخرى يجب متابعتها.
    00: 31: 29.24 لذا أود الآن أن أطرح السؤال:
    00: 31: 33.14 ماذا عن عوامل سيجما الأخرى؟
    00: 31: 35.25 بينما نمضي قدمًا بالنظر إلى rpoH ،
    00: 31: 37.27 نعلم أن هناك المزيد من عوامل سيجما
    00: 31: 40.13 حساب في Sinorhizobium meliloti.
    00: 31: 43.20 الآن واحد مهم بالتأكيد ، لن أقول المزيد عنه ،
    من الواضح أن 00: 31: 47.24 هو عامل سيجما rpoN σ54 المعروف
    00: 31: 53.04 مطلوب لنسخ النيتروجين و a
    00: 31: 55.29 عدد الجينات الأخرى في حالة التمايز المتأخرة.
    00: 32: 00.10 تقدم عائلة rpoE بعض الألغاز الأخرى المثيرة للاهتمام.
    00: 32: 06.09 الآن ، تم تحديد rpoE في الإشريكية القولونية كعامل سيجما
    00: 32: 12.21 مسئول عن الجينات التي تسببها تمسخ الطبيعة
    00: 32: 18.05 من البروتينات في محيط البلازما.
    00: 32: 20.14 يتم التحكم فيها بعد النسخ بواسطة عامل مضاد سيجما ،
    00: 32: 25.04 الذي يلتقطها في شكل غير نشط ،
    00: 32: 27.15 ما لم يتم تشغيل عامل مضاد سيجما بطريقة ما
    00: 32: 30.21 لتحرير rpoE sigma ،
    00: 32: 33.10 والتي يمكنها بعد ذلك الانتقال وربطها بالبوليميراز الأساسي
    00: 32: 36.16 وقم بتشغيل عدد كبير من الجينات.
    00: 32: 38.27 لذلك بدأنا ننظر وراثيًا إلى جينات rpoE هذه.
    00: 32: 42.27 وجدنا أن الطفرات الفردية في كل من rpoE
    00: 32: 49.11 لا تحتوي إطارات القراءة المفتوحة على أي نمط ظاهري معين ،
    00: 32: 52.14 وهذا موضح هنا. حق؟
    00: 32: 53.27 rpoEs الفردية لديها بعض حساسية غشاء طفيفة ، ولكن بشكل أساسي ،
    00: 33: 01.29 تبدو طبيعية في الثقافة وهي طبيعية للتعايش.
    00: 33: 06.08 لقد مررنا الآن أيضًا وصنعنا جميع المسوخات المزدوجة
    00: 33: 09.15 لكل من عوامل سيجما تلك.
    00: 33: 12.00 ما وجدناه هناك هو أن بعض عوامل rpoE سيجما هذه
    00: 33: 16.03 للطفرات المزدوجة عيب تكافلي.
    00: 33: 20.01 يصنعون عقيدات ، لكن العقيدات لا تثبت النيتروجين.
    00: 33: 23.15 يشير ذلك إلى أنه في مكان ما في الانتقال بين
    00: 33: 27.17 بداية تكوين العقيدات وتمايز البكتيريا ،
    00: 33: 31.25 الجينات الأساسية تتطلب نشاط بعض عوامل rpoE سيجما.
    00: 33: 37.28 كما يشير إلى احتمال أن تكون هذه زائدة جزئيًا على الأقل
    00: 33: 41.29 لهذا السبب لم يكن لأي من الطفرات الفردية نمط ظاهري ،
    00: 33: 44.18 لكن بعض الزوجي يفعلون ذلك.
    00: 33: 47.16 لذلك ، في عملنا المستقبلي ، نسأل الآن ،
    00: 33: 51.29 أي من الجينات يتحكم فيه كل من هذه rpoEs ،
    00: 33: 55.18 ويمكننا استخدام التحليل النسخي للصورة العالمية
    00: 33: 59.14 للتحكم في rpoE لفهم التكرار
    00: 34: 02.10 واستوعب ما هو مطلوب منها في التعايش.
    00: 34: 06.09 إذن ، من وجهة النظر هذه لبوليميراز RNA ،
    00: 34: 10.25 أود أن أذهب إلى عدد قليل من تواريخ الحالة.
    00: 34: 13.18 لكن علينا أن نتذكر أنه مهما كانت المراحل التي ننظر إليها ،
    00: 34: 18.14 قد نحتاج إلى النظر في الصورة العالمية للحمض النووي الريبي
    00: 34: 22.04 بوليميراز وسياقات تنظيمية أخرى
    00: 34: 25.14 لفهم كيفية الدوائر التنظيمية المحددة
    00: 34: 28.23 قادرون على العمل في تكافل.
    00: 34: 31.07 الآن ، موضوعي التالي يدور حول التحكم في
    00: 34: 33.18 عديد السكاريد خارج الخلية.
    00: 34: 36.01 EPS ، السكريات المتعددة خارج الخلية ، مطلوبة للتكافل.
    00: 34: 41.04 وسأخبرك في هذا القسم عن كيفية حدوث ذلك
    00: 34: 43.27 تنظمها عائلة ، تتضمن منظمًا بيريبلاسميك
    00: 34: 49.25 ونظام تنظيمي مكون من عنصرين.
    00: 34: 52.11 الآن ، تمت دراسة EPS في Sinorhizobium meliloti
    00: 34: 55.16 بالتفصيل من قبل جراهام والكر وزملائه في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ،
    00: 34: 58.24 على مدى عدد من السنوات.
    00: 35: 00.11 اسم عديد السكاريد الخارجي هذا هو succinoglycan
    00: 35: 03.20 لأنه يتم تعديله بالمجموعات الحمضية ،
    00: 35: 06.01 بما في ذلك مجموعات السكسينيل.
    00: 35: 08.15 وقد أظهروا أن المتحولين غير قادرين على ذلك
    00: 35: 11.26 تجميع السكسينوجليكان قادر على إثارة العقيدات
    00: 35: 17.04 لتشكل على البرسيم كمضيف ، لكن لا يمكنهم الغزو.
    00: 35: 21.11 إذن ما هو موضح هنا ، وهو شعر جذري تغزو البكتيريا ،
    00: 35: 26.15 وهذه البكتيريا جميعها موصوفة ببروتين الفلوريسنت الأخضر ،
    00: 35: 30.27 يسمح لك بمتابعة غزوهم للمصنع.
    00: 35: 34.25 لن تحدث هذه العملية إلا إذا كان لديك ملف
    00: 35: 38.05 السكريات خارج الخلية.
    00: 35: 41.04 الآن إليك بعض المسوخات التي وجدها Graham Walker
    00: 35: 44.27 وزملاؤه الذين تمكنوا من صنع عديد السكاريد ،
    00: 35: 49.19 لكنهم لا يصنعون المبلغ الصحيح.
    00: 35: 51.05 في الحقيقة ، إنهم يصنعون الكثير.
    00: 35: 53.00 إذن ما ترونه هنا هو بكتيريا مخططة
    00: 35: 56.17 على وسط صلب بما في ذلك صبغة تسمى calcofluor.
    00: 36: 00.06 Calcofluor في المحلول ليس فلوريًا ،
    00: 36: 02.27 ولكن عندما ترتبط ببعض بيتا جلوكان ، فإنها تصبح فلورية.
    00: 36: 06.28 يُستخدم أحيانًا كمنير للغسيل لأنه ،
    00: 36: 10.12 من بين الجلوكانات الأخرى ، يمكن أن يرتبط الكالسوفلور بالسليلوز ،
    00: 36: 13.24 وهو أحد مكونات القطن.
    00: 36: 16.11 وعندما ترتبط وتصبح فلورية ،
    00: 36: 18.28 هذا يعني أن أي نسيج قطني يحتوي على كلسوفلور
    00: 36: 21.26 سوف يتألق قليلاً في ضوء الشمس ، لأن هناك القليل من الأشعة فوق البنفسجية في ضوء الشمس.
    00: 36: 26.17 يلتقط الأشعة فوق البنفسجية ، يتألق باللون الأزرق الساطع ،
    00: 36: 29.10 يجعل الغسيل يبدو أكثر بياضًا من الأبيض.
    00: 36: 32.07 الآن في حالة Sinorhizobium ،
    00: 36: 33.26 من حسن حظنا أن السكسينوغليكان يربط أيضًا الكالسوفلور.
    00: 36: 37.29 فالنوع البري ، الذي يمكنكم رؤيته هنا ، له ضوء ،
    00: 36: 42.03 توهج أبيض عندما تنمو على وسط الكالسوفلور
    00: 36: 47.20 ومعرض للأشعة فوق البنفسجية.
    00: 36: 50.21 لكن اثنين من المسوخ ، هنا متحولة exoR معيبة ،
    00: 36: 56.08 وهنا متحولة exoS نشطة بشكل أساسي
    00: 37: 00.22 (أي أنها مفرطة الشكل) ، كل واحدة من هؤلاء
    00: 37: 04.09 ينتج الكثير من عديد السكاريد.
    00: 37: 06.13 وفي الواقع ، اتضح أن هذا ليس جيدًا للتعايش أيضًا.
    00: 37: 09.12 إذا كانت البكتيريا تنتج الكثير من عديد السكاريد ،
    00: 37: 11.23 لا تعمل بشكل جيد عند الغزو.
    00: 37: 14.07 إذن ما الذي يحدث هنا؟
    00: 37: 15.28 لماذا هذا متحولة
    00: 37: 18.06 يصنع الكثير من السكاريد عندما يتم التعبير عنه بشكل مفرط ،
    00: 37: 20.24 وهذا المتحور يصنع الكثير من السكريات
    00: 37: 23.08 عندما يكون معيبًا؟
    00: 37: 24.16 حسنًا ، نعتقد أن هذا لأن هذا منظم سالب
    00: 37: 27.11 وهذا منظم إيجابي.
    00: 37: 29.22 لكننا أخذناها ووجدناها ، بالصدفة ،
    00: 37: 34.03 بعض الأنماط الظاهرية غير المتوقعة التي تجاوزت عديد السكاريد.
    00: 37: 39.01 إليك أول هؤلاء:
    00: 37: 41.15 وهذا هو أن الطفرات معيبة في exoR
    00: 37: 45.22 أو زيادة إنتاجية / فرط نشاط في exoS ليست متحركة.
    00: 37: 51.13 لا يمكنهم السرب على لوحة حركية ، وهذا موضح هنا.
    00: 37: 56.16 هذا نوع بري يمكنك رؤيته في هذا الأجار بالذات ،
    00: 37: 59.09 إنها قادرة على السباحة حولها ، فهي تشكل مستعمرة كبيرة وواسعة.
    00: 38: 03.19 لكن متحولة exoR أو exoS overexpression متحولة ،
    00: 38: 07.25 كلاهما غير قادرين على السرب.
    00: 38: 10.12 هذا لأنهم ليسوا متحركين.
    00: 38: 12.12 تتيح لي هذه اللوحة أيضًا أن أقدم لكم تركيبتين وراثيتين
    00: 38: 16.07 التي تعطينا أدلة.
    00: 38: 18.07 في الأول ، هنا ، أخذنا متحولة exoS ،
    00: 38: 22.04 وأخذنا ExoR من النوع البري (هذا ما فعلناه
    00: 38: 27.09 استنتاج أنه عامل مثبط).
    00: 38: 31.01 أخذنا ExoR ونبالغ في التعبير عنه.
    00: 38: 34.04 إذا بالغنا في التعبير عن ExoR في الحضور
    00: 38: 39.08 من ExoS المبالغة في التعبير عنه ،
    00: 38: 42.12 يبدو أنه يسمح للخلايا بالعودة إلى وضعها الطبيعي مرة أخرى.
    00: 38: 47.01 يشير ذلك إلينا أن ExoR يمنع بالفعل ExoS ،
    00: 38: 53.10 وحتى إذا كان لديك ExoS مفرط النشاط ،
    00: 38: 56.00 إذا أضفت المزيد والمزيد من ExoR ،
    00: 38: 58.18 يمكنك إعادة الأشياء إلى توازن النوع البري.
    00: 39: 02.19 الآن ، الدليل الثاني كان أيضًا مثيرًا للاهتمام.
    00: 39: 05.23 هنا exoR ، وفي مجموعة من طفرات exoR ،
    00: 39: 12.03 وهي ، كما ترون ، غير متحركة ،
    00: 39: 14.02 نشأ القامع.
    00: 39: 16.08 يسمح هذا الكابت لـ exoR بالحركة مرة أخرى.
    00: 39: 20.06 لذلك عندما تعقبنا الجين وقمنا بتسلسله ،
    00: 39: 22.27 وجدنا أن هذا الكابت كان في الواقع في جين يسمى chvI.
    00: 39: 29.25 ChvI هو بروتين مرتبط بالحمض النووي المرتبط بـ ExoS ،
    00: 39: 34.28 وهو منظم استجابة.
    00: 39: 36.25 ExoS و ChvI عبارة عن نظام مكون من عنصرين.
    00: 39: 40.10 وبدون حتى السؤال عن ExoS ،
    00: 39: 42.26 ما فعلناه هو تغيير ExoR والعثور على مثبط
    00: 39: 47.16 التي كانت موجودة في ركيزة ExoS.
    00: 39: 52.24 الآن ، يبدو أن الحركة تظهر لنا ارتباطًا بـ exoS
    00: 39: 58.10 و exoR مع chvI ،
    00: 40: 01.21 لكن ماذا عن الأنماط الظاهرية الأخرى؟
    00: 40: 04.02 حسنًا ، أحد التغييرات الدراماتيكية الأخرى التي تحدث
    00: 40: 08.19 في بكتيريا تكوينية خارجية أو خارجية
    00: 40: 16.02 هي تلك الجينات التي عادة ما يتم تنظيمها في النوع البري
    00: 40: 22.24 منخفضة جدًا في التعبير في تلك المسوخات.
    00: 40: 26.17 ويمكنك أن ترى ذلك هنا ، إذا ألقيت نظرة هنا ،
    00: 40: 29.26 هذه الألواح الزرقاء.
    00: 40: 31.12 هذان في الواقع نسختان مكررتان من exoR-
    00: 40: 34.28 و exoS ، يُظهر مجموعة كاملة من الجينات
    00: 40: 39.08 التي لم يتم تنظيمها بشكل مناسب إذا كانت exoS
    00: 40: 42.18 و exoR في تلك الظروف المعيبة.
    00: 40: 47.08 القامعتان اللتان أريتكم إياهما ،
    00: 40: 49.04 ومع ذلك ، تلك التي تعكس الحركة؟
    00: 40: 52.09 يقومون أيضًا بإلغاء عيوب النسخ
    00: 40: 57.00 واستعادتها إلى مستويات من النوع البري ،
    00: 40: 59.07 وهذا موضح في هذه اللوحات على اليمين ،
    00: 41: 03.04 حيث يمكنك رؤية استعادة الإحداثيات
    00: 41: 08.27 لدالة من النوع البري من نفس المكثفات.
    00: 41: 13.07 إذن ، ما وجدناه هو أن عيب الحركة
    00: 41: 18.06 وفي ملفات تعريف النسخ ، exoS و exoR و chvI
    00: 41: 24.01 يبدو أنها تستهدف الوظائف المنسقة.
    00: 41: 29.16 نعتقد ، بناءً على بعض البيانات البيوكيميائية ،
    00: 41: 33.00 أن النظام يعمل على النحو التالي:
    00: 41: 36.01 لقد أظهرنا كيميائيًا حيويًا أن ExoR موجود في محيط البلازما
    00: 41: 41.01 بين الغشاء السيتوبلازمي والغشاء الخارجي.
    00: 41: 44.23 إذن كمنظم سلبي موجود في محيط البلازما ،
    00: 41: 48.04 إنه فريد في هذه المرحلة.
    00: 41: 50.19 لا يوجد نموذج لكيفية عمل ذلك ،
    00: 41: 53.09 لأنه لا يوجد بروتينات أخرى من هذا النوع تم الإبلاغ عنها حتى الآن.
    00: 41: 57.07 ExoS و ChvI هما نظامان مكونان ،
    00: 42: 02.14 مع ExoS باعتباره هيستيدين كيناز و ChvI هو
    00: 42: 06.27 منظم استجابة يرتبط بالحمض النووي.
    00: 42: 09.25 ومن خلال ChvI ، كل هذه الوظائف ،
    00: 42: 12.15 بما في ذلك الحركة والنسخ وأظهرنا أيضًا تكوين الأغشية الحيوية
    00: 42: 16.05 ووظائف أخرى. كلهم تحت السيطرة.
    00: 42: 19.23 الآن ، هذا يقدم لنا الكثير من الألغاز.
    00: 42: 23.04 على سبيل المثال ، من المفترض أن يكون له كينازات (أجهزة الاستشعار)
    00:42: 28.17 الاستجابة لنوع من التغيير في البيئة ،
    00: 42: 31.00 بعض الإشارات. ما هذا؟
    00: 42: 33.16 هل يرسل المصنع شيئًا ما؟
    00: 42: 36.14 هل ترسل بكتيريا أخرى شيئًا ما؟
    00: 42: 39.01 ما هي العوامل الموجودة في
    00: 42: 41.06 البيئة التي تتحكم في نشاط ExoS؟
    00: 42: 45.12 ExoR أيضًا ، كيف يتصرف ذلك؟
    00: 42: 47.25 هل هذا يستجيب للبيئة أيضًا؟
    00: 42: 50.09 إذن هذه بعض الألغاز التي نأمل أن تكون
    00: 42: 52.16 العمل على المستوى الجزيئي ،
    00: 42: 55.22 وواحد من الاتجاهات الأخرى التي نسير عليها الآن
    00: 42: 58.04 هو البحث تحديدًا عن أهداف بروتين ChvI المرتبط بالحمض النووي.
    00: 43: 05.05 الآن ، ExoR و ExoS ، كما أوضحت لكم ، يتحكمون في الكثير من الجينات.
    00: 43: 10.21 يوجد المزيد من الجينات.
    00: 43: 12.17 الآن نحن نعلم بالفعل أن هذا النظام مطلوب لعديد السكاريد الخارجي ،
    00: 43: 18.18 يجب أن يكون الأمر صحيحًا من أجل الحصول على غزو ،
    00: 43: 21.06 لقد رأيت أن هناك العديد من الجينات التي يتم التحكم فيها.
    00: 43: 24.11 لكننا نعتقد أيضًا ، كما تذهب من الغزو
    00: 43: 27.05 وصولاً إلى التمايز ،
    00: 43: 29.08 هناك جينات أكثر من ذلك بكثير.
    00: 43: 32.17 أولاً ، في شاشة مصيدة المحفز ، وراثيًا ،
    00: 43: 35.26 وجدنا عدة عشرات من المحفزات البكتيرية
    00: 43: 39.08 التي يبدو أنها تعمل بين بداية الغزو
    00: 43: 43.15 والاشتقاق النهائي.
    00: 43: 45.10 لذلك ، نحن ننظر إلى تلك الجينات لنسأل ،
    00: 43: 47.26 ما الذي يتحكم بهم؟
    00: 43: 50.16 علاوة على ذلك ، قمنا مؤخرًا بإجراء المزيد من الفحوصات الجينية
    00: 43: 54.24 من النوع الذي وصفته في البداية -
    00: 43: 57.11 وضع طفرات بكتيرية عشوائية على النباتات والسؤال عما إذا كان
    00: 44: 00.28 هذه البكتيريا قادرة على تكوين عقيدات
    00: 44: 04.18 وما إذا كانت هذه العقيدات تعمل -
    00: 44: 06.25 للعثور على المزيد من طفرات الإيماء وطفرات التثبيت.
    00: 44: 09.29 لقد وجدنا بالفعل عدة جينات جديدة
    00: 44: 12.25 لم يتم استرداده مسبقًا في الشاشات السابقة ،
    00: 44: 15.10 لشركات النقل على سبيل المثال ،
    00: 44: 17.20 مما يشير إلى أن البكتيريا يجب أن تكون قادرة على الاستيراد أو ربما
    00: 44: 21.15 لتصدير المواد من أجل تثبيت النيتروجين
    00: 44: 24.29 والتفاضل. وبالإضافة إلى ذلك،
    00: 44: 29.14 اتبعنا منهج النسخ على النحو التالي:
    00: 44: 34.07 بناءً على دراسات نسخ Affymetrix الخاصة بنا ،
    00: 44: 37.23 تمكنا من إظهار أن مئات الجينات البكتيرية تتغير ،
    00: 44: 43.01 إذا قارنت البكتيريا المستزرعة بالبكتيريا الموجودة في العقيدات.
    00: 44: 46.08 زيادة في التعبير عن 300 جين ، بما في ذلك المشتبه بهم الواضحون ،
    00: 44: 52.00 مثل جينات النيتروجين والتثبيت.
    00: 44: 55.06 لكن أكثر من ذلك بكثير ، 900 - بعض الجينات ، تنخفض.
    00: 44: 59.02 تشتمل هذه الجينات المتناقصة على وظائف التخليق الحيوي
    00: 45: 02.25 مثل تركيب الأحماض الأمينية وغيرها.
    00: 45: 06.02 إذن ، تشهد البكتيريا تغييرًا كبيرًا في ملف تعريف التعبير الجيني الخاص بها.
    00: 45: 11.10 يتغير المصنع أيضًا.
    00: 45: 14.06 الآن ، عدة مئات من الجينات تتغير ،
    00: 45: 17.27 منها 250 أو نحو ذلك زيادة في التعبير ،
    00: 45: 21.17 والعديد من الجينات النباتية تنخفض في تعبيرها أيضًا.
    00: 45: 25.20 الآن ما أردنا فعله هو السؤال عن شيء ما
    00: 45: 28.08 استراتيجية كيفية النباتات والبكتيريا
    00: 45: 31.13 يتحكمون في نسخهم في هذه العقيدات.
    00: 45: 33.29 إذن ما سنفعله في المجموعة التالية من التجارب
    00: 45: 37.12 تقارن النصوص في عقيدات من النوع البري ، مثل هذه هنا ،
    00: 45: 42.12 إلى عقدة يتم إنشاؤها في نبات من النوع البري
    00: 45: 46.13 بواسطة بكتيريا متحورة.
    00: 45: 49.08 الآن ما هي الطفرات التي سنستخدمها؟
    00: 45: 51.00 سنستخدم متحولة تسمى fixJ.
    00: 45: 53.27 الآن البروتين FixJ مطلوب للبكتيريا الموجودة في
    00: 45: 58.12 العقدة لنسخ جينات النيتروجين أو نيف.
    00: 46: 02.16 وذلك على النحو التالي:
    00: 46: 04.00 Leghemoglobin ، الموجود في السيتوبلازم النباتي ،
    00: 46: 07.13 الموضح في هذا الكارتون ، يخزن الأكسجين
    00: 46: 10.06 بحيث يكون توتر الأكسجين الحر منخفضًا جدًا
    00: 46: 13.01 (على الرغم من أن الأكسجين يتم توصيله بمعدل مرتفع عن طريق ليغيموغلوبين).
    00: 46: 17.06 الآن ، الأكسجين المنخفض قادر على التفاعل معه
    00: 46: 20.12 النظام التنظيمي المكون من مكونين ، FixL و FixJ ،
    00: 46: 23.29 ينشط تسلسل تحويل الإشارة
    00: 46: 27.00 الذي ينتج عنه تثبيت النيتروجين.
    00: 46: 30.07 إذن ، ها هو السيتوبلازم النباتي
    00: 46: 32.07 والبكتيريا تستجيب لإشارة النبات.
    00: 46: 35.14 إذا لم يكن لديك FixJ في البكتيريا ، فلا يوجد تثبيت للنيتروجين.
    00: 46: 41.17 لذا فإن البكتيريا تثير عقيدة تدخل إلى النبات ،
    00: 46: 45.25 ولكن بعد ذلك لا يعمل.
    00: 46: 47.18 لذا دراسات نسخ الحمض النووي الريبي التي نقوم بها الآن
    00: 46: 51.24 سوف يقارنوا عقدة مصنوعة من بكتيريا من النوع البري
    00: 46: 56.07 وعقدة مصنعة ومصابة
    00: 46: 58.27 مع البكتيريا التي لا تصلح النيتروجين بعد ذلك.
    00: 47: 01.02 وإليك النتائج.
    00: 47: 02.28 دعونا نلقي نظرة على النوع البري أولاً.
    00: 47: 05.27 كما ذكرت. وبالمناسبة،
    00: 47: 09.02 نحن ننظر فقط إلى النصوص التي سترتفع.
    00: 47: 13.21 يحتوي المصنع على حوالي 250 نسخة أو نحو ذلك مرتبة في عقيدات.
    00: 47: 19.22 تحتوي البكتيريا إلى حد ما على أكثر من 300 نسخة تزداد.
    00: 47: 25.19 هذا هو النوع البري.
    00: 47: 27.08 الآن ، إذا سألنا ،
    00: 47: 29.00 ماذا يحدث إذا نظرنا إلى النصوص
    00: 47: 31.05 مصنوع في عقدة تم إنشاؤها بواسطة متحولة؟
    00: 47: 35.10 نرى أن العقدة التي تم إنشاؤها بواسطة fixJ mutant
    00: 47: 41.01 ينظم عددًا قليلاً جدًا من النصوص.
    00: 47: 44.11 الغالبية العظمى من هذه النصوص البالغ عددها 300 نسخة
    00: 47: 48.07 تزداد البكتيريا عندما تكون من النوع البري
    00: 47: 52.05 يتطلب على ما يبدو نظام FixJ.
    00: 47: 56.26 لذا أود أن أقول من هذا أن ملف تعريف النسخ البكتيري
    00: 48: 01.14 يستجيب لبعض الإشارات في الوقت المناسب ،
    00: 48: 06.02 عند النقطة التي يتم فيها تثبيت النيتروجين.
    00: 48: 09.22 وجدنا نتيجة متناقضة عندما نسأل هذه العقيدات نفسها
    00: 48: 14.18 التي تحتوي على عدد قليل جدًا من النصوص البكتيرية ،
    00: 48: 17.03 كم نصوص نباتية لديهم؟
    00: 48: 19.25 وهذا موضح هنا.
    00: 48: 21.01 ما يمكنك رؤيته هو أن جميع النصوص من النوع البري تقريبًا
    00: 48: 25.16 الموضحة في هذا الصندوق الخارجي مصنوعة أيضًا في العقدة
    00: 48: 29.20 التي نتجت عن البكتيريا التي تحوّرت من أجل تثبيت النيتروجين.
    00: 48: 35.27 لذا أود أن أقول إن هذا يقترح أمرين.
    00: 48: 40.20 أولاً ، أن المصنع لا يتخذ قراره بشأنه
    00: 48: 47.04 ما إذا كان سيتم نسخ هذه الجينات في اللحظة الأخيرة.
    00: 48: 50.28 اتخذت هذا القرار لتنظيم هذه الجينات مبكرًا ،
    00: 48: 55.03 قبل أن تتخذ البكتيريا قرارها
    00: 48: 57.19 سواء لإصلاح النيتروجين أم لا ، أليس كذلك؟
    00: 49: 00.07 لذلك أعتقد أن معظم هذه الجينات ،
    00: 49: 03.08 يتم تصنيعها لبناء العقدة في المقام الأول ،
    00: 49: 06.20 أن إستراتيجية النبات هي تحديد التشكل.
    00: 49: 11.08 ولكنه يوضح أيضًا ، نعم ، هناك بعض الجينات ،
    00: 49: 14.07 وهم معروضون ​​في هذا الجزء الخارجي ليس كذلك
    00: 49: 16.12 مغطاة بالتداخل ،
    00: 49: 19.26 هناك بعض الجينات التي تعتمد على تثبيت النيتروجين البكتيري ،
    00: 49: 24.02 لكي يعبر عنها النبات.
    00: 49: 25.26 لذلك نريد أن نكتشف ذلك في الدراسات المستقبلية
    00: 49: 27.29 كيف يتم التحكم فيها ، وكذلك كيف يتم التحكم بها
    00: 49: 32.05 منها يتم التحكم فيها بغض النظر عن الإشارات البكتيرية.
    00: 49: 37.17 وهذا يقودني إلى الموضوع الأخير ،
    00: 49: 41.15 حيث تمكنا من استخدام مزيج من
    00: 49: 44.20 علم الوراثة البكتيرية وعلم الوراثة النباتية ،
    00: 49: 47.13 كوسيلة لتوضيح الإشارات الجديدة.
    00: 49: 50.22 في شاشة للطفرات النباتية ، سألنا ،
    00: 49: 54.21 هل يمكننا إيجاد طفرات نباتية تفشل في تحقيق تثبيت النيتروجين ،
    00: 50: 00.27 فشل في تحقيق التعايش الصحيح؟
    00: 50: 03.20 كخط أساس ، دعنا نلقي نظرة هنا على النوع البري.
    00: 50: 07.06 الآن ، في نبات من النوع البري به بكتيريا من النوع البري ،
    00: 50: 10.23 تحصل على عقيدات لطيفة ، ها هي تلك العقيدات.
    00: 50: 13.23 إذا قمت بعمل مقطع من خلال عقدة ،
    00: 50: 15.10 يمكنك رؤية جميع الخلايا المصابة.
    00: 50: 19.04 يوجد هنا في الزاوية الأوعية الدموية للنبات ،
    00: 50: 21.29 لذا فإن الجذر سيكون على هذا النحو.
    00: 50: 23.23 ها هي العقيدة تخرج وكل هذه الخلايا ذات البقع الداكنة
    00: 50: 26.17 مليئة بالبكتيريا الناجحة في تثبيت النيتروجين.
    00: 50: 31.20 استخدام سلالة بكتيرية بها اندماج جلوكورونيداز
    00: 50: 35.08 في جينات nif ، لكنها لا تزال من النوع البري ،
    00: 50: 38.19 يمكننا أن نرى ذلك ، إذا أخذت هذا النوع من العقيدة
    00: 50: 42.28 وقمت بصبغه لنشاط الجلوكورونيداز ،
    00: 50: 45.11 تحصل على هذه البقعة الزرقاء العميقة ، وهذا يعني أن تثبيت النيتروجين
    00: 50: 49.06 يتم نسخ الجينات.
    00: 50: 51.21 لكن دعونا الآن نلقي نظرة على نبات متحولة.
    00: 50: 55.15 لذلك يسمى هذا النبات المتحور dnf ،
    00: 50: 57.28 التي تعني "خلل في تثبيت النيتروجين."
    00: 51: 00.28 إذا رأيت هنا ، تأثير البكتيريا (بكتيريا من النوع البري)
    00: 51: 07.05 ينتج عن هذا النبات عقيدات صغيرة بيضاء.
    00: 51: 11.10 إنهم لا يعملون ، إنهم لا يصلحون النيتروجين.
    00: 51: 15.08 تظهر نظرة داخل هذه العقيدات أن البكتيريا تدخل الخلايا.
    00: 51: 20.02 ها هي الأوعية الدموية مرة أخرى ، هذا هو الجذر ،
    00: 51: 22.20 ها هي العقدة.
    00: 51: 24.05 كل خلايا البقع الداكنة هذه مليئة بالبكتيريا.
    00: 51: 27.14 ومع ذلك ، إذا أدخلت مؤشر nif إلى glucuronidase
    00: 51: 32.17 ولطخة لنشاط الجلوكورونيداز ،
    00: 51: 35.00 يمكنك أن ترى هنا أن جينات nif (جينات النيتروجين)
    00: 51: 38.10 لم يتم التعبير عنها. ليس هناك بقعة زرقاء.
    00: 51: 42.11 هناك شيء يتعلق بهذا النبات المتحور
    00: 51: 46.27 لا يسمح بحدوث تثبيت النيتروجين.
    00: 51: 49.20 لذلك يمكننا القول أن البكتيريا تحتاج إلى كل ما يفعله DNF1
    00: 51: 55.08 لتمييز النيتروجين وتثبيته.
    00: 51: 58.21 بعد إجراء عمليات التقاطع ورسم الخرائط اللازمة ،
    00: 52: 04.25 قمنا باستنساخ وتحديد DNF1.
    00: 52: 07.24 وجدنا أن DNF1 يشفر بروتينًا نباتيًا
    00: 52: 12.17 وهي إشارة ببتيداز خاصة بالعقيدات.
    00: 52: 16.09 الآن ، باستخدام هذا الرسم التوضيحي من علم الأحياء الجزيئي للخلية ،
    00: 52: 20.16 يمكنني أن أفعل ما نرغب به تقريبًا
    00: 52: 23.15 توقع أن تقوم إشارة الببتيداز بعمله.
    00: 52: 25.23 في السيتوبلازم النباتي ، سيكون لديك الشبكة الإندوبلازمية.
    00: 52: 30.23 سيتم ترميز بعض البروتينات النباتية في النواة ،
    00: 52: 34.17 ستتم ترجمتها حتى يذهبوا
    00: 52: 37.06 في تجويف الشبكة الإندوبلازمية ،
    00: 52: 40.08 وذلك بفضل إشارة الببتيد.
    00: 52: 43.15 تشق إشارة ببتيداز إشارة الببتيد على هذا النحو ،
    00: 52: 49.01 إطلاق منتج متعدد الببتيد الناضج.
    00: 52: 54.27 الآن ، ماذا يفعل هؤلاء؟
    00: 52: 56.28 سأصل إلى ذلك بعد قليل.
    00: 52: 58.05 لكن ما استنتجناه للتو هو أنه سيكون هناك شيء ما
    00: 53: 03.11 حول تأثير DNF1 الذي سينتج
    00: 53: 09.07 في إنتاج بروتين ناضج قد ينتقل إلى جدار الخلية ،
    00: 53: 15.00 أو قد يدخل في حويصلات.
    00: 53: 18.12 لذا كل ما يتم إنتاجه بواسطة ببتيداز إشارة DNF1
    00: 53: 24.16 قد يكون الغرض منه إفراز أو توصيل الحويصلة.
    00: 53: 32.00 إذن ما هي الركائز؟
    00: 53: 33.29 وهنا ، كان عملنا قادرًا على التقاطع
    00: 53: 36.14 مع عمل إيفا كوندوروسي وبيتر ميرغيرت
    00: 53: 38.29 وزملائهم.
    00: 53: 40.21 لقد اكتشفوا عائلة من البروتينات النباتية الخاصة بالعقيدات
    00: 53: 44.10 أطلقوا عليها اسم NCR ، "البروتينات الغنية بالعقيدات الغنية بالسيستين."
    00: 53: 50.20 باستخدام المسوخ الخاص بنا ، تمكنوا من إظهار أن بروتينات NCR هذه
    00: 53: 55.09 تتم معالجتها فعليًا بواسطة ببتيداز إشارة DNF1.
    00: 54: 00.28 لذلك ، ما يمكن أن نتخيله هو أن اللومن
    00: 54: 03.12 للشبكة الإندوبلازمية ، كمقصورة مانحة ،
    00: 54: 06.25 ستكون مليئة ببتيدات NCR بعد معالجتها.
    00: 54: 14.01 ويمكن بعد ذلك تسليمها إلى الحجرة المستهدفة
    00: 54: 18.04 قد نتصور أنه يحتوي على Rhizobium.
    00: 54: 21.14 لذا ، مرة أخرى ، ما الذي يمكن اعتباره هنا
    00: 54: 24.05 هو أننا حصلنا على بروتينات NCR من النبات
    00: 54: 28.26 يتم معالجتها في الشبكة الإندوبلازمية ، وتوضع في حويصلات ،
    00: 54: 35.00 ثم يتم تسليمها إلى حجرة حيث
    00: 54: 37.18 يذهبون بالفعل إلى Rhizobium و
    00: 54: 40.12 يسبب تمايز Rhizobium.
    00: 54: 43.06 يمكن اختبار هذا النموذج بعدة طرق ،
    00: 54: 46.04 وتلك جارية في الوقت الحاضر.
    00: 54: 50.20 ما يمكننا تصوره رغم ذلك ، هو ما يلي:
    00: 54: 54.04 نعلم أن هذه الخلايا البكتيرية ،
    00: 54: 57.23 التي تظهر هنا في صورة مقربة لخلية مصابة في عقدة ،
    00: 55: 02.14 يجب أن تتلقى هذه الخلايا البكتيرية الكثير من الإشارات من النبات.
    00: 55: 06.21 لذا إذا تصورنا هذا على أنه رسم كاريكاتوري لخلية نباتية ،
    00: 55: 10.06 وهنا سيتوبلازم الخلية النباتية ،
    00: 55: 13.02 نعلم بالفعل من العمل السابق أن ليغيموغلوبين
    00: 55: 16.27 التي ذكرتها سابقًا ، والتي تعطي العقدة لونها الوردي ،
    00: 55: 20.12 يساعد على تخزين الأكسجين.
    00: 55: 22.25 يحافظ على انخفاض الأكسجين الحر أثناء توصيله بمعدل سريع ،
    00: 55: 26.15 ونعلم من عمل سابق أن هناك تحويل للإشارة
    00: 55: 29.19 تتالي الذي يطلق نشاط NifA و
    00: 55: 35.03 النسخ النهائي للنيتروجيناز ، بسبب FixL / FixJ
    00: 55: 40.00 نظام ثنائي المكون حساس للأكسجين.
    00: 55: 44.07 ولكن ما نعرفه الآن هو أن هناك حاجة لشيء آخر.
    00: 55: 47.29 ما لم يكن لديك DNF1 يعالج NCRs
    00: 55: 53.01 وربما تقوم بوظائف أخرى أيضًا ،
    00: 55: 55.02 ما لم يكن لديك DNF1 ، فلن تحصل على تثبيت النيتروجين.
    00: 56: 00.10 إذن ، نوع جديد تمامًا من العمليات.
    00: 56: 06.13 في أعماق العقدة ، توجد عملية جديدة للإشارة
    00: 56: 10.12 الذي اكتشفناه الآن.
    00: 56: 12.26 وهذا يثير احتمالية ذلك بالتحديد
    00: 56: 16.22 قد تؤدي الببتيدات المعالجة بـ DNF1 إلى التمايز.
    00: 56: 23.08 كما أوضح ميرغارت وكوندوروسي ،
    00: 56: 25.14 هذه الببتيدات قادرة أيضًا على التحكم
    00: 56: 30.23 لانقسام الخلايا البكتيرية وتكرار الحمض النووي.
    00: 56: 34.20 لذلك هناك عدة مئات من NCRs ،
    00: 56: 37.14 وتتبع ما يفعله كل منهم
    00: 56: 39.11 يمثل تحديًا كبيرًا للمستقبل.
    00: 56: 41.15 من وجهة نظرنا عندما ننظر إلى التمايز البكتيري ،
    00: 56: 44.26 نريد أن نعرف ، هل هذه التأثيرات مباشرة أم غير مباشرة؟
    00: 56: 49.01 هل يدخل الببتيد NCR بالفعل إلى البكتيريا
    00: 56: 53.17 وتتفاعل مع مستقبل ، أم أنها تسبب بعض الحالة
    00: 56: 56.25 في النبات الذي يتسبب بعد ذلك في نسخ الجينات
    00: 57: 00.23 للتغيير في البكتيريا؟
    00: 57: 02.19 لذلك ، هدفنا الآن هو وصف الآلية
    00: 57: 06.27 في المصنع لكيفية إشارة DNF1 لمكونات الببتيداز
    00: 57: 12.26 يعملون على السؤال عما إذا كانت هناك ركيزة أخرى
    00: 57: 15.28 البروتينات أيضًا ، ومعرفة آليتها في التعايش.
    00: 57: 20.13 إذن ما أريتكم اليوم هو مخطط تفصيلي لكيفية ذلك
    00: 57: 23.04 نحن نلقي نظرة على الجينات البكتيرية منذ البداية
    00: 57: 26.11 تعالج الإيماءات على طول الطريق من خلال التمايز
    00: 57: 29.26 للبكتيريا التي تجعل من الممكن لهم إصلاح النيتروجين.
    00: 57: 34.09 وأعتقد بشكل خاص أن استخدام المسوخات النباتية ،
    00: 57: 40.06 كما فعلنا مع DNF1 ، للبحث عن عوامل النبات
    00: 57: 44.11 أن السيطرة على البكتيريا قد تكون واعدة بشكل خاص
    00: 57: 46.24 اتجاه المستقبل.
    00: 57: 49.25 سيكونون على مستويات عديدة من التنظيم ،
    00: 57: 52.03 من الإشارات الخارجية إلى عوامل سيجما.
    00: 57: 55.02 أعتقد أن الجمع بين علم الوراثة والنسخ في المختبر
    00: 57: 59.21 دراسات مهمة.
    00: 58: 01.26 وسيتم توجيه الكثير من جهودنا في المستقبل نحو ذلك
    00: 58: 05.22 هذه الدراسة المزدوجة للطفرات النباتية والجينات البكتيرية ،
    00: 58: 10.11 لمحاولة تشريح الإشارات وعناصر التحكم.
    00: 58: 14.07 بذلك ، سأختتم هذا الجزء من المحاضرة ،
    00: 58: 17.02 وستكون محاضرتي الثالثة حول كيفية استجابة النبات
    00: 58: 20.24 للإشارات البكتيرية في مراحل مختلفة من الإيماء.
    00: 58: 25.20 شكرًا لك.


    المواد الغذائية الأساسية

    بينما يمكن لجسم الحيوان تخليق العديد من الجزيئات المطلوبة للوظيفة من السلائف العضوية ، هناك بعض العناصر الغذائية التي يجب استهلاكها من الطعام. تسمى هذه العناصر الغذائية بالمغذيات الأساسية ، بمعنى أنه يجب تناولها ، ولا يستطيع الجسم إنتاجها.

    يعد حمض أوميغا 3 ألفا لينولينيك وحمض أوميغا 6 لينوليك من الأحماض الدهنية الأساسية اللازمة لصنع بعض الدهون الفسفورية الغشائية. الفيتامينات هي فئة أخرى من الجزيئات العضوية الأساسية المطلوبة بكميات صغيرة لكي تعمل العديد من الإنزيمات ، ولهذا السبب تعتبر من الإنزيمات المساعدة. يمكن أن يكون لغياب الفيتامينات أو انخفاضها تأثير كبير على الصحة ، كما هو موضح في الجداول أدناه. يجب الحصول على الفيتامينات التي تذوب في الدهون والفيتامينات القابلة للذوبان في الماء من الطعام. المعادن هي مغذيات أساسية غير عضوية يجب الحصول عليها من الطعام. من بين وظائفها العديدة ، تساعد المعادن في الهيكل والتنظيم وتعتبر عوامل مشتركة. يجب أيضًا شراء بعض الأحماض الأمينية من الطعام ولا يمكن تصنيعها بواسطة الجسم. هذه الأحماض الأمينية هي الأحماض الأمينية "الأساسية". يمكن لجسم الإنسان أن يصنع 11 فقط من 20 حمضًا أمينيًا مطلوبًا ، والباقي يجب الحصول عليه من الطعام على شكل بروتين. عند تناولها ، يتم تفكيك البروتينات إلى كتل بناء الأحماض الأمينية الخاصة بها ، ثم يتم استخدامها على الفور تقريبًا لتكوين بروتينات جديدة يحتاجها الجسم. الأحماض الأمينية الأساسية مذكورة أدناه (ملاحظة ، لست مطالبًا بحفظ الفيتامينات والمعادن المدرجة في هذه الجداول).

    فيتامينات أساسية قابلة للذوبان في الماء
    فيتامين وظيفة يمكن أن تؤدي أوجه القصور إلى مصادر
    فيتامين ب1 (الثيامين) يحتاجه الجسم لمعالجة الدهون والبروتينات والكربوهيدرات. يعمل الإنزيم المساعد على إزالة ثاني أكسيد الكربون2 من المركبات العضوية ضعف العضلات ، البري بري: ضعف وظائف القلب ، مشاكل الجهاز العصبي المركزي الحليب واللحوم والفاصوليا المجففة والحبوب الكاملة
    فيتامين ب2 (الريبوفلافين) يلعب دورًا نشطًا في عملية التمثيل الغذائي ، مما يساعد في تحويل الغذاء إلى طاقة (FAD و FMN) تشققات أو تقرحات على السطح الخارجي للشفتين (cheliosis) ، التهاب واحمرار في اللسان ، رطوبة في الجلد ، قشور التهاب الجلد (التهاب الجلد الدهني) اللحوم والبيض والحبوب المخصبة والخضروات
    فيتامين ب3 (النياسين) يستخدمه الجسم لإطلاق الطاقة من الكربوهيدرات ومعالجة الكحول اللازمة لتخليق الهرمونات الجنسية المكونة من الإنزيم المساعد NAD + و NADP + البلاجرا ، والتي يمكن أن تؤدي إلى التهاب الجلد والإسهال والخرف والموت اللحوم والبيض والحبوب والمكسرات والبطاطس
    فيتامين ب5 (حمض البانتوثنيك) يساعد في إنتاج الطاقة من الأطعمة (الدهون ، على وجه الخصوص) مكون من الإنزيم المساعد أ إرهاق ، ضعف التنسيق ، تأخر في النمو ، تنميل ، وخز في اليدين والقدمين اللحوم والحبوب الكاملة والحليب والفواكه والخضروات
    فيتامين ب6 (البيريدوكسين) يساعد الفيتامين الأساسي لمعالجة الأحماض الأمينية والدهون أيضًا على تحويل العناصر الغذائية إلى طاقة تهيج ، اكتئاب ، ارتباك ، تقرحات أو تقرحات بالفم ، فقر دم ، ارتعاش عضلي اللحوم ومنتجات الألبان والحبوب الكاملة وعصير البرتقال
    فيتامين ب7 (البيوتين) يستخدم في استقلاب الطاقة والأحماض الأمينية وتكوين الدهون وتكسير الدهون يساعد الجسم على استخدام السكر في الدم تساقط الشعر ، التهاب الجلد ، الاكتئاب ، التنميل والوخز في الأطراف والاضطرابات العصبية العضلية اللحوم والبيض والبقوليات والخضروات الأخرى
    فيتامين ب9 (حمض الفوليك) يساعد على التطور الطبيعي للخلايا ، وخاصة أثناء نمو الجنين ، ويساعد على استقلاب الأحماض النووية والأمينية يرتبط النقص أثناء الحمل بعيوب خلقية ، مثل عيوب الأنبوب العصبي وفقر الدم الخضار الورقية الخضراء والقمح الكامل والفواكه والمكسرات والبقوليات
    فيتامين ب12 (كوبالامين) يحافظ على صحة الجهاز العصبي ويساعد في تكوين خلايا الدم المساعدة في استقلاب الحمض النووي فقر الدم ، الاضطرابات العصبية ، التنميل ، فقدان التوازن اللحوم والبيض والمنتجات الحيوانية
    فيتامين ج (حمض الأسكوربيك) يساعد في الحفاظ على النسيج الضام: العظام والغضاريف والعاج يقوي جهاز المناعة الاسقربوط ، الذي يؤدي إلى النزيف وتساقط الشعر والأسنان وآلام المفاصل وتورمها يؤخر التئام الجروح فواكه حمضيات ، بروكلي ، طماطم ، فلفل أحمر حلو
    فيتامينات أساسية قابلة للذوبان في الدهون
    فيتامين وظيفة يمكن أن تؤدي أوجه القصور إلى مصادر
    فيتامين أ (الريتينول) ضروري لنمو العظام والأسنان والجلد يساعد في الحفاظ على البصر ، ويعزز جهاز المناعة ، وتطور الجنين ، والتعبير الجيني العمى الليلي واضطرابات الجلد وضعف المناعة خضروات ذات أوراق خضراء داكنة ، خضروات برتقالية صفراء ، حليب ، زبدة
    فيتامين د ضروري لامتصاص الكالسيوم لنمو العظام وقوتها يحافظ على استقرار الجهاز العصبي ويحافظ على نبضات قلب طبيعية وقوية تساعد في تخثر الدم الكساح وتلين العظام والمناعة زيت كبد سمك القد والحليب وصفار البيض
    فيتامين هـ (توكوفيرول) يقلل الضرر التأكسدي للخلايا ، ويمنع تلف الرئة من الملوثات الحيوية لجهاز المناعة نقص نادر فقر الدم ، تنكس الجهاز العصبي زيت جنين القمح ، زيوت نباتية غير مكررة ، مكسرات ، بذور ، حبوب
    فيتامين ك (فيلوكينون) ضروري لتخثر الدم النزيف والكدمات سهلة الخضار الورقية الخضراء ، الشاي
    المعادن ووظيفتها في جسم الإنسان
    المعدنية وظيفة يمكن أن تؤدي أوجه القصور إلى مصادر
    * الكالسيوم ضروري لوظيفة العضلات والأعصاب ، صحة القلب تبني العظام وتدعم تخليق خلايا الدم ووظيفة الأعصاب هشاشة العظام والكساح وتشنجات العضلات وضعف النمو الحليب والزبادي والأسماك والخضروات الورقية والبقوليات
    * الكلور مطلوب لإنتاج حمض الهيدروكلوريك (HCl) في المعدة والتوازن التناضحي لوظيفة الأعصاب تقلصات عضلية ، اضطرابات مزاجية ، قلة الشهية ملح الطعام
    النحاس (كميات ضئيلة) المكون المطلوب للعديد من إنزيمات الأكسدة والاختزال ، بما في ذلك العامل المساعد سيتوكروم سي أوكسيديز لتخليق الهيموجلوبين نقص النحاس نادر كبدة ، محار ، كاكاو ، شوكولاتة ، سمسم ، مكسرات
    اليود مطلوب لتخليق هرمونات الغدة الدرقية تضخم الغدة الدرقية المأكولات البحرية والملح المعالج باليود ومنتجات الألبان
    حديد مطلوب للعديد من البروتينات والإنزيمات ، ولا سيما الهيموجلوبين ، للوقاية من فقر الدم فقر الدم الذي يسبب ضعف التركيز والإرهاق وضعف وظائف المناعة اللحوم الحمراء والخضروات الورقية والأسماك (التونة والسلمون) والبيض والفواكه المجففة والفول والحبوب الكاملة
    *المغنيسيوم العامل المشترك المطلوب لتكوين العظام ATP تكوين وظائف الغشاء الطبيعي وظيفة العضلات اضطرابات المزاج وتشنجات عضلية الحبوب الكاملة والخضروات الورقية الخضراء
    المنغنيز (كميات ضئيلة) عامل مساعد في وظائف الإنزيم مطلوب كميات ضئيلة من النادر حدوث نقص في المنغنيز شائع في معظم الأطعمة
    الموليبدينوم (كميات ضئيلة) يعمل كعامل مساعد لثلاثة إنزيمات أساسية في البشر: أوكسيديز الكبريتيت ، أوكسيديز الزانثين ، والألدهيد أوكسيديز نقص الموليبدينوم نادر الحدوث
    * الفوسفور يساعد أحد مكونات العظام والأسنان على تنظيم تكوين النوكليوتيدات في توازن الحمض القاعدي ضعف وتشوهات العظام وفقدان الكالسيوم الحليب والجبن الصلب والحبوب الكاملة واللحوم
    * البوتاسيوم حيوي لوظيفة العضلات والقلب والأعصاب اضطراب ضربات القلب ، ضعف العضلات بقوليات ، قشر بطاطس ، طماطم ، موز
    السيلينيوم (كميات ضئيلة) عامل مساعد ضروري لنشاط الإنزيمات المضادة للأكسدة مثل كميات ضئيلة من الجلوتاثيون بيروكسيديز. نقص السيلينيوم نادر الحدوث شائع في معظم الأطعمة
    *صوديوم المنحل بالكهرباء الجهازي المطلوب للعديد من الوظائف التوازن الحمضي القاعدي وظيفة العصب توازن الماء تقلصات عضلية ، تعب ، قلة الشهية ملح الطعام
    الزنك (كميات ضئيلة) مطلوب للعديد من الإنزيمات مثل كربوكسي ببتيداز وكحول نازعة هيدروجين الكبد وكربونيك أنهيدراز يمكن أن يؤدي فقر الدم وضعف التئام الجروح إلى قصر القامة شائع في معظم الأطعمة
    * مطلوب أكثر من 200 ملغ / يوم
    الأحماض الأمينية الأساسية
    الأحماض الأمينية التي يجب تناولها الأحماض الأمينية التي يبنيها الجسم
    إيزولوسين ألانين
    ليسين سيلينوسيستين
    ليسين الأسبارتاتي
    ميثيونين سيستين
    فينيل ألانين الغلوتامات
    التربتوفان جليكاين
    فالين برولين
    الهيستيدين * سيرين
    ثريونين تيروزين
    أرجينين * الهليون
    * يمكن لجسم الإنسان أن يصنع الهيستيدين والأرجينين ، ولكن ليس بالكميات المطلوبة ، خاصة للأطفال في مرحلة النمو.

    يقدم هذا الفيديو ملخصًا لاحتياجات الإنسان من التغذية:



تعليقات:

  1. Shaktigor

    هل ليس لها مكافئ؟

  2. Camden

    قال بثقة ، من الواضح. أقدم لكم محاولة البحث عن Google.com

  3. Dilan

    هذا بعيد عن الأخبار ، قرأت عنها قبل شهرين.

  4. Royse

    اليوم قرأت الكثير عن هذا الموضوع.

  5. Dunham

    حقا قصيرة

  6. Teshura

    في رأيي ، أنت مخطئ. أنا متأكد. أقترح مناقشته.



اكتب رسالة