مفهوم علم الأحياء السكري (بيولوجيا السكر)

علم الأحياء السكري “Glycobiology”أو الجليدية كما يطلق عليها هي دراسة كيميائية وحيوية للسكريات بشكل خاص  ،والتى تتواجد في جميع أشكال الحياة ، من البكتيريا إلى حقيقيات النوى المعقدة.

نبذة عن علم الأحياء

هو فرع من فروع العلم الذي يهتم في المقام الأول مع هيكل و وظيفة ،و نمو ،و تطور ، و توزيع الكائنات الحية . كعلم هي دراسة منهجية للحياة وجميع الكائنات الحية ،تتضمن بعض الأهداف المشتركة للعلوم والعمليات الإخرى على كوكب الأرض،مثل العمليات والآليات البيولوجية .((Biology Definition-biologyonline.com))

علم الأحياء مجال واسع النطاق،و تشمل مجالات مختلفة في العلوم ، مثل الكيمياء بأنواعها والفيزياء والرياضيات والطب.فعنوان موضوعنا اليوم “مفهوم علم الأحياء السكري” هو دراسة متخصصة لعلم الأحياء والكيمياء معًا،أو فيما يسمى الكمياء الحيوية والتي تتعامل أساسا مع الجزيئات الحيوية المختلفة (مثل الأحماض النووية ، البروتينات ، الكربوهيدرات ، و الدهون ).

مفهوم علم الأحياء السكري

تاريخ دراسة السكريات

كانت الكيمياء والتمثيل الغذائي للكربوهيدرات من الأمور المهمة في الجزء الأول من القرن العشرين.على الرغم من ذالك لم تحظى دراسة السكريات كعلم منفصل أو بشكل خاص كما نراه اليوم ،مقارنة بالفئات الرئيسية الأخرى من الجزيئات .حيث يتم اعتبارها في المقام الأول مصدرًا للطاقة أو كمواد هيكلية،وبجانب ذالك أيضاً تعقيدها البنيوي ، وصعوبة تحديد تسلسلها.

في أواخر الثمانينات بعد تطوير العديد من التقنيات لاستكشاف هياكل ووظائف وبنية السكريات،وبعد تخصيص فروع عديدة لـ علم الأحياء تتخصص لدراسة جزيئات معينة ،عرف علم الأحياء السكري أو كما يطلق عليه بيولوجيا السكر.الآن  اصبح Glycobiology أحد المجالات سريعة النمو في العلوم الطبيعية ، مع ارتباط واسع بالعديد من مجالات البحث الأساسي والطب الحيوي والتكنولوجيا الحيوية.كما يشمل المجال كيمياء الكربوهيدرات.((Glycobiology –premierbiosoft.com))

علاقة السكريات بعلم الأحياء

السكريات هي مركبات عضوية أساسية لجميع الكائنات الحية،لذالك هي تنتدرج تحت علم الأحياء حيث يتم دراستها بشكل مختص واكثر تفصيلاً في مختلف المجالات الطبية والكيميائية الحيوية والتكنولوجيا الحيوية.يسمى هذا الفرع من فروع علم الأحياء بيولوجيا السكر او علم الأحياء الجليكوبي، هو مجال سريع النمو في علم الأحياء.

ترابط السكريات

يمكن ربط السكريات بأنواع أخرى من الجزيئات البيولوجية لتكوين المركبات السكرية. تخلق العملية الأنزيمية للارتباط بالجليكوزيل سكريات مرتبطة ببعضها وبجزيئات أخرى بواسطة رابطة الجليكوسيد، وبالتالي تنتج الجليكانات.

أنواع السكريات

توجد ثلاثة أنواع من السكريات ،تنقسم حسب طبيعتها وبنيتها:

السكريات الأحادية:

تسمى أيضا السكريات البسيطة ، هي أبسط شكل من أشكال السكر ومعظم الوحدات الأساسية ( أحادية ) من الكربوهيدرات .الصيغة العامة هي [C n (H2O) n ] . عادة ما تكون عديمة اللون ، قابلة للذوبان في المياه.

تشمل أمثلة السكريات الأحادية الجلوكوز (سكر العنب) والفركتوز (سكر الفاكهة) والجالاكتوز .كما يمكن تحويل بعض السكريات الأحادية الأخرى في الكائن الحي إلى جلوكوز.

السكريات الثنائية:

هو سكر يتكون من اثنين  من السكريات الأحادية عن طريق الرابطة الجليكوسيدية .ومن أمثلتهاالشائعة  السكروز ، اللاكتوز ، و المالتوز .وتعد الصيغة العامة لها[C ₁₂ H ₂₂ O ₁₁ ].

السكريات المعقدة:

تتكون الكربوهيدرات المعقدة من جزيئات السكر المتشابكة معًا في سلاسل طويلة ومعقدة. توجد الكربوهيدرات المعقدة في الأطعمة مثل البازلاء والفاصوليا والحبوب الكاملة والخضروات.وهذه السكريات لا تذوب في الماء مثل بقية أنواع السكريات. وتنقسم إلى قسمين رئيسيين هما: السيليلوز ،والنشا وصيغته العامة (n(C6 H12 O6 حيث n تتراوح بين 2000 إلى 3000 وحدة الغلوكوز.

ما هي الكربوهيدرات؟

الكربوهيدرات هي جزيئات سكر لكنها تشمل البروتينات و الدهون،وهي  فئة من الجزيئات متنوعة في التركيب كما هي في الوظيفة.إلى جانب مدخولنا الغذائي ، تلعب الكربوهيدرات أدوارًا مهمة في تخزين الطاقة والتمثيل الغذائي.بالإضافة إلى بنية الخلية ، والتواصل من خلية إلى أخرى ، والدفاعات على المستوى الخلوي.

من وجهة النظر الهيكلية الأساسية ، تعتبر الكربوهيدرات بمثابة “هيدرات الكربون”.وهو ما يعني أساسًا أنه لكل جزيء كربون ، يوجد أيضًا جزيء واحد من الماء. على سبيل المثال ، عند النظر في الصيغة الجزيئية للجلوكوز ، C ₆ H ₁₂ O ₆ ، يمكننا إعادة ترتيبها إلى C ₆ (H ₂ O) ₆ للإشارة إلى 6 ذرات كربون و 6 جزيئات ماء.