بیوشیمی

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 25

بیوشیمی

بیوشیمی علمی است که درباره ترکیبات و واکنشهای شیمیایی در موجودات زنده بحث می‌کند.

دید کلی

اساس شیمیایی بسیاری از واکنشها در موجودات زنده شناخته شده است. کشف ساختمان دو رشته‌ای دزاکسی ریبونوکلئیک اسید (DNA) ، جزئیات سنتز پروتئین از ژنها ، مشخص شدن ساختمان سه بعدی و مکانیسم فعالیت بسیاری از مولکولهای پروتئینی ، روشن شدن چرخه‌های مرکزی متابولیسم وابسته بهم و مکانیسمهای تبدیل انرژی و گسترش تکنولوژی Recombinant DNA (نوترکیبی DNA) از دستاوردهای برجسته بیوشیمی هستند. امروزه مشخص شده که الگو و اساس مولکولی باعث تنوع موجودات زنده شده است.تمامی ارگانیسمها از باکتریها مانند اشرشیاکلی تا انسان ، از واحدهای ساختمانی یکسانی که به صورت ماکرومولکولها تجمع می‌یابند، تشکیل یافته‌اند. انتقال اطلاعات ژنتیکی از DNA به ریبونوکلئیک اسید )(RNA( و پروتئین در تمامی ارگانیسمها به صورت یکسان صورت می‌گیرد. آدنوزین تری فسفات (ATP) ، فرم عمومی انرژی در سیستمهای بیولوژیکی ، از راههای مشابهی در تمامی جانداران تولید می‌شود.

تاثیر بیوشیمی در کلینیک

مکانیسمهای مولکولی بسیاری از بیماریها ، از قبیل بیماری کم خونی و اختلالات ارثی متابولیسم ، مشخص شده است. اندازه گیری فعالیت آنزیمها در تشخیص کلینیکی ضروری می‌باشد. برای مثال ، سطح بعضی از آنزیمها در سرم نشانگر این است که آیا بیمار اخیرا سکته قلبی کرده است یا نه؟بررسی DNAدر تشخیص ناهنجاریهای ژنتیکی ، بیماریهای عفونی و سرطانها نقش مهمی ایفا می کند. سوشهای باکتریایی حاوی DNA نوترکیب که توسط مهندسی ژنتیک ایجاد شده است، امکان تولید پروتئینهایی مانند انسولین و هورمون رشد را فراهم کرده است. به علاوه ، بیوشیمی اساس علایم داروهای جدید خواهد بود. در کشاورزی نیز از تکنولوژی DNA نوترکیب برای تغییرات ژنتیکی روی ارگانیسمها استفاده می‌شود.گسترش سریع علم و تکنولوژی بیوشیمی در سالهای اخیر ، محققین را قادر ساخته که به بسیاری از سوالات و اشکالات اساسی در مورد بیولوژی و علم پزشکی جواب بدهند. چگونه یک تخم حاصل از لقاح گامتهای نر و ماده به سلولهای عضلانی ، مغز و کبد تبدیل می‌شود؟ به چه صورت سلولها با همدیگر به صورت یک اندام پیچیده درمی‌آیند؟ چگونه رشد سلولها کنترل می‌شود؟ علت سرطان چیست؟ مکانیسم حافظه کدام است؟ اساس مولکولی اسکیزوفرنی چیست؟

مدلهای مولکولی ساختمان سه بعدی

وقتی ارتباط سه بعدی بیومولکولها و نقش بیولوژیکی آنها را بررسی می‌کنیم، سه نوع مدل اتمی برای نشان دادن ساختمان سه بعدی مورد استفاده قرار می‌گیرد.مدل فضا پرکن (Space _ Filling)

این نوع مدل ، خیلی واقع بینانه و مصطلح است. اندازه و موقعیت یک اتم در مدل فضا پرکن بوسیله خصوصیات باندها و شعاع پیوندهای واندروالسی مشخص می‌شود. رنگ مدلهای اتم طبق قرارداد مشخص می‌شود.

مدل گوی و میله (ball _ and _ Stick)

این مدل به اندازه مدل فضا پرکن ، دقیق و منطقی نیست. برای اینکه اتمها به صورت کروی نشان داده شده و شعاع آنها کوچکتر از شعاع واندروالسی است.

مدل اسکلتی (Skeletal)

ساده‌ترین مدل مورد استفاده است و تنها شبکه مولکولی را نشان می‌دهد و اتمها به وضوح نشان داده نمی‌شوند. این مدل ، برای نشان دادن ماکرومولکولهای بیولوژیکی از قبیل مولکولهای پروتئینی حاوی چندین هزار اتم مورد استفاده قرار می‌گیرد.

فضا

در نشان دادن ساختمان مولکولی ، بکار بردن مقیاس اهمیت زیادی دارد. واحد آنگستروم )(، بطور معمول برای اندازه‌گیری طول سطح اتمی مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای مثال ، طول باند C _ C ، مساوی 1،54 آنگستروم می‌باشد. بیومولکولهای کوچک ، از قبیل کربوهیدراتها و اسیدهای آمینه ، بطور تیپیک ، طولشان چند آنگستروم است. ماکرومولکولهای بیولوژیکی ، از قبیل پروتئینها ، 10 برابر بزرگتر هستند. برای مثال ، پروتئین حمل کننده اکسیژن در گلبولهای قرمز یا هموگلوبین ، دارای قطر 65 آنگستروم است. ماکرومولکولهای چند واحدی 10 برابر بزرگتر می‌باشند. ماشینهای سنتز کننده پروتئین در سلولها یا ریبوزومها ، دارای 300 آنگستروم طول هستند. طول اکثر ویروسها در محدوده 100 تا 1000 آنگستروم است. سلولها بطور طبیعی 100 برابر بزرگتر هستند و در حدود میکرومتر (μm) می‌باشند. برای مثال قطر گلبولهای قرمز حدود 7μm است. میکروسکوپ نوری حداقل تا 2000 آنگستروم قابل استفاده است. مثلا میتوکندری را می‌توان با این میکروسکوپ مشاهده کرد. اما اطلاعات در مورد ساختمانهای بیولوژیکی از مولکولهای 1 تا آنگستروم با استفاده از میکروسکوپ الکترونی X-ray بدست آمده است. مولکولهای حیات ثابت می‌باشند.

زمان لازم برای انجام واکنشهای بیوشیمیایی

راکسیونهای شیمیایی در سیستمهای بیولوژیکی به وسیله آنزیمها کاتالیز می‌شوند. آنزیمها سوبستراها را در مدت میلی ثانیه () به محصول تبدیل می‌کنند. سرعت بعضی از آنزیمها حتی سریعتر نیز می‌باشد، مثلا کوتاهتر از چند میکروثانیه (). بسیاری از تغییرات فضایی در ماکرومولکولهای بیولوژیکی به سرعت انجام می‌گیرد. برای مثال ، باز شدن دو رشته هلیکسی DNA از همدیگر که برای همانندسازی و رونویسی ضروری است، یک میکروثانیه طول می‌کشد. جابجایی یک واحد (Domain) از پروتئین با حفظ واحد دیگر ، تنها در چند نانوثانیه () اتفاق می‌افتد. بسیاری از پیوندهای غیر کووالان مابین گروههای مختلف ماکرومولکولی در عرض چند نانوثانیه تشکیل و شکسته می‌شوند. حتی واکنشهای خیلی سریع و غیر قابل اندازه گیری نیز وجود دارد. مشخص شده است که اولین واکنش در عمل دیدن ، تغییر در ساختمان ترکیبات جذب کننده فوتون به نام رودوپسین می‌باشد که در عرض اتفاق می‌افتد.

انرژی

ما بایستی تغییرات انرژی را به حوادث مولکولی ربط دهیم. منبع انرژی برای حیات ، خورشید است. برای مثال ، انرژی فوتون سبز ، حدود 57 کیلوکالری بر مول (Kcal/mol) بوده و ATP ، فرمول عمومی انرژی ، دارای انرژی قابل استفاده به اندازه 12 کیلوکالری بر مول می‌باشد. برعکس ، انرژی متوسط هر ارتعاش آزاد در یک مولکول ، خیلی کم و در حدود 0،6 کیلوکالری بر مول در 25 درجه سانتیگراد می‌باشد. این مقدار انرژی ، خیلی کمتر از آن است که برای تجزیه پیوندهای کووالانسی مورد نیاز است، (برای مثال 83Kcal/mol برای پیوند C _ C). بدین خاطر ، شبکه کووالانسی بیومولکولها در غیاب آنزیمها و انرژی پایدار می‌باشد. از طرف دیگر ، پیوندهای غیر کووالانسی در سیستمهای بیولوژیکی بطور

بیوشیمی ذرت 66 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 66

مقدمه

در جهان پیچیده امروز پایایی و دوام ملت‌ها منوط به تحقیقات اساسی در کلیه زمینه‌های کشاورزی، صنعت و ... است. تحقیقات ضامن خودکفایی و استقلال کشور است. رونق کشاورزی یک بعد توسعه است که ما در رسیدن به خودکفایی و در نهایت به استقلال اقتصادی که ضامن استقلال سیاسی است، کمک زیادی می‌کند. تحقق این اهداف مقدس و بی‌نیازی از واردات مواد غذایی اهمیت ویژه‌ای دارد و ما ناچاریم به این سلاح، مسلح شویم. زیرا امروز سلاح مواد غذایی بزرگترین اهرم قدرت است که و کشورهای پیشرفته و صنعتی علیه یکدیگر و علیه کشورهای جهان سوم بکار می‌گیرند.

برای خودکفایی در زمینه کشاورزی، علاوه بر افزایش سطح کشت و افزایش عملکرد در واحد سطح، بایستی استفاده از واریته‌هایی را که دارای ارزش غذایی بالایی (بدون تاثیر بر عملکرد) هستند، نیز مهم دانست. عدم کنترل جمعیت و رشد روزافزون آن در جهان و تامین نیازهای غذایی بشر بیشتر از هر چیز ذهن انسان را به خود مشغول کرده است. لذا توجه به بهبود کیفیت و کمیت امری الزامی است.

جمعیت دنیا در حال حاضر متجاوز از 6 میلیارد نفر می‌باشد که کمبود غذا، قحطی و گرسنگی دامنگیر بیش از 700 میلیون نفر بوده و بالغ بر 3 میلیارد نفر دارای سوء تغذیه وجود دارند. علیرغم پیشرفت‌های قابل توجه در علوم، بدلیل کمبود مواد غذایی اکنون بیش از 5/1 میلیارد نفر به سوء تغذیه و بیماری‌های ناشی از آن مبتلا هستند.

طبق آمار سازمان برنامه و بودجه، طی 25 سال آینده، جمعیت ایران به دو برابر خواهد رسید. تامین غذای این جمعیت به عهده بخش کشاورزی می‌باشد. می‌بایست با برنامه‌ریزی صحیح، کنترل جمعیت، تهیه نظام کشت و بهره‌برداری درست از منابع تولید و نیروی انسانی، ماشین‌آلات، آب و خاک، بهره‌برداری از علوم ژنتیک و اصلاح نباتات، تولید ارقام مقاوم و واریته‌های پرمحصول و دارای کیفیت مناسب در این امر مهم کوشا بود. کارشناسان و محققان با ایجاد تغییرات ژنتیکی در گیاهان زراع سعی دارند که هرچه بیشتر بر میزان تولید افزوده و کیفیت محصولات را نیز بهبود بخشید.

متاسفانه کشور ما یکی از بزرگترین واردکنندگان مواد غذایی است و بخش مهمی از واردات را فرآورده های دامی تشکیل می‌دهد. از جمله راه‌های تامین پروتئین حیوانی در داخل کشور، افزایش تولید گوشت طیور است. برای تهیه خوراک دام و طیور از مواد غذایی مختلفی استفاده می‌گردد، که بیشترین آن ذرت می‌باشد و بیشترین رقم واردات بعد از گندم را به خود اختصاص داده است. ذرات از نظر مواد غذایی قابل هضم و انرژی، در میانه غلات در درجه اول اهمیت قرار گرفته است، اما کیفیت پروتئین آن پایین است.

در ذرت معمولی میزان دو اسید آمینه ضروری لیزین و تریپتوفان پایین است. اگر ذرت اساس تغذیه باشد، می‌بایست این کمبود را به هنگام تغذیه طیور و انسان با افزودن مواد دارنده این اسیدآمینه‌ها برطرف نمود. با کشف ذرت، اوپک ـ 2 توسط مرتز و همکاران در سال 1964 امیدواری‌هایی برای بهبود کیفیت پروتئین ذرت بوجود آمد، ولی عملکرد ذرت اوپک ـ 2 معمولاً کمتر از ذرت نرمال می‌باشد. اصلاح‌گران به دنبال راه‌هایی هستند که علاوه بر واردکردن ژن اوپک ـ 2، عملکرد را به سطح ذرت نرمال برسانند.

اصلاح برای کیفیت پروتئین ذرت

مقدمه

ذرت بطور متوسط در 8/128 میلیون هکتار از اراضی سراسر جهان در سال‌های 87-1985 کشت می‌شد که 3/80 میلیون هکتار یا 62% آن در کشورهای در حال توسعه بوده است. (فائو، 1988) کل تولید ذرت بر اساس متوسط سال‌های 87-1985، 9/477 میلیون تن بوده است و 7/176 میلیون تن آن مربوط به کشورهای در حال توسعه است. در کشورهای توسعه یافته، 78% از ذرت تولیدی برای تغذیه دام استفاده می‌شود و فقط 6% به عنوان غذا، در حالی که در کشورهای کمترتوسعه یافته، 50% به عنوان علوفه و 40% به عنوان غذا مصرف می‌شود، باقی‌مانده برای اشکال صنعتی یا تولید بذر استفاده می‌شود.

گرچه در ابتدا ذرت به عنوان یک منبع فراهم آورنده کالری مورد توجه بوده است. مجموع پروتئین آن نیز قابل توجه است. در سال‌های 87-1985 ذرت تقریباً 43 میلیون تن پروتئین عرصه کرده است (با فرض محتوای پروتئین 9%) که می‌تواند با 39 میلیون تن پروتئین حاصل از سویا (با محتوای پروتئین 38%) مقایسه شود.

الف) مقدار پروتئین ذرت

حیوانات تک‌معده‌ای و انسان قادر به سنتز اسیدهای آمینه ضروری نیستند، لذا لازم است مقادیر کافی از این اسیدها برای سنتز پروتئین فراهم شود. ارزش بیولوژیکی پروتئین ذرت معمولی برای حیوانات تک‌معده‌ای و انسان محدود است، زیرا ترکیب آمینواسیدهای آن نامناسب است. آمینواسیدها تا زمان بروز محدودیت یکی از آنها، در ذرت پروتئین بکار برده می‌شوند. (میستر، 1965) برای انسان لیزین، اولین آمینواسید محدودکننده در ذرت است. (کیس و همکاران، 1965، برسانی و همکاران، 1968، اگوم، 1974) و دومی تریپتوفان است. (برسانی، 1975) در حالی که برای خوک تریپتوفان در درجه اول و لیزین در درجه دوم قرار دارد (بیکر و همکاران، 1965). کیفیت پروتئین در غلات توسط نشریات مختلفی دسته‌بندی شده است و اخیراً توسط (برایت و شوری، 1983 و اولسن و فری، 1987) بازنگری شده است.

ب) ذرت با پروتئین بالا