نظره عامه

تخليق الجفاف(تفاعل نزع الماء) هو عملية كيميائية يتم فيها ربط جزيئين تساهمياً مع إطلاق جزيء الماء. يتم تكوين العديد من المركبات المهمة من الناحية الفسيولوجية عن طريق تخليق الجفاف ، على سبيل المثال ، الكربوهيدرات المعقدة والبروتينات والحمض النووي والحمض النووي الريبي.

تخليق الجفاف ينشئ اللبنات الأساسية للحياة

يمكن ربط جزيئات السكر معاً تساهمياً عن طريق تخليق الجفاف ، ويسمى أيضاً تفاعل التكثيف. تسمى الرابطة المستقرة الناتجة برابطة جليكوسيدية. لتكوين الرابطة ، تقوم مجموعة هيدروكسيل (-OH) من مادة متفاعلة واحدة ، وذرة هيدروجين من الأخرى بتكوين جزئ ماء ، بينما يربط الأكسجين المتبقي بين المركبين. لكل رابطة إضافية يتم تكوينها ، يتم إطلاق جزيء آخر من الماء ، مما يؤدي حرفياً إلى تجفيف المواد المتفاعلة. على سبيل المثال ، يمكن أن تخضع جزيئات الجلوكوز الفردية (المونومرات) لتخليق الجفاف المتكرر لإنشاء مركب طويل السلسلة أو متفرع. يسمى هذا المركب ، مع تكرار الوحدات الفرعية المتطابقة أو المتشابهة ، بالبوليمر. بالنظر إلى المجموعة المتنوعة من مونومرات السكر ، والاختلاف في موقع الارتباط ، عملياً يمكن بناء عدد غير محدود من بوليمرات السكر.

الوظائف المتعددة للكربوهيدرات في الكائنات الحية

تنتج النباتات الكربوهيدرات البسيطة من ثاني أكسيد الكربون والماء في عملية تسمى التمثيل الضوئي. تخزن النباتات السكريات الناتجة (أي الطاقة) على شكل نشا ، وهو عديد السكريات الذي يتم إنشاؤه من جزيئات الجلوكوز عن طريق تخليق الجفاف. يتم بناء السليلوز بالمثل من مونومرات الجلوكوز وهو اللبنة الأساسية لجدار الخلية في النباتات.

تستهلك الحيوانات الكربوهيدرات المعقدة وتكسرها. ثم يتم استخدام السكريات الأحادية لإنتاج الطاقة أو تخزينها في شكل جليكوجين. الجليكوجين هو عديد سكاريات متفرع ، مصنوع من مونومرات الجلوكوز عن طريق تخليق الجفاف. علاوة على ذلك ، يتم استخدام السكريات الأحادية كمواد خام للبنات البناء العضوية الصغيرة مثل الأحماض النووية والأحماض الأمينية والأحماض الدهنية.

معظم الحيوانات لا تستطيع هضم السليلوز الذي تصنعه النباتات. بدلا من ذلك ، تمر الألياف غير القابلة للذوبان عبر الجهاز الهضمي و لها آثار جانبية مفيدة للغاية: فهي تساعد على تمرير الطعام وتزيد من كمية الماء التي يتم الاحتفاظ بها في الأمعاء. بعض الحيوانات ، مثل الأبقار ، لديها بكتيريا في أمعائها تنتج الإنزيمات لتفكيك السليلوز ، وبالتالي إتاحة الجلوكوز للبقرة.

الأميلوز والجليكوجين والسليلوز كلها تتكون من الجلوكوز

كيف يمكن أن يكون الأميلوز (الجزء الخطي من النشا) ، و الجليكوجين ، و السليلوز كلها مصنوعة من نفس المكون الأساسي و لكن تختلف في خصائصها؟ يكمن الفرق في نوع الارتباط بين جزيئات الجلوكوز الفردية. السيلولوز لديه ارتباط β-١،٤ للجلوكوز ، مما يعني أن مونومر الجلوكوز الذي يحتوي على الكربون رقم ١ في شكل بيتا (على سبيل المثال ، مجموعة الهيدروكسيل في الكربون رقم واحد تشير لأعلى) مرتبط بالكربون رقم ٤ في مونومرالجلوكوز المجاور. مونومرات الجلوكوز في الأميلوز مرتبطة بـرابطة α-١،٤. يحتوي الجليكوجين أيضاً على روابط α-١،٤ ، ولكن مع سلاسل جانبية إضافية لها ارتباط α-١،٤ ايضا.