بحث عن الأحماض الأمينية وأهميتها

تعريف الأحماض الأمينيّة

الأحماض الأمينية هي مجموعة من المركبات العضوية التي تتكوّن من مجموعة أمين قاعدية (―NH2)، ومجموعة كربوكسيل حمضية (―COOH)، وسلسلة R فريدة لكل حمض أميني، وفي الحقيقة تعدّ الأحماض الأمينيّة هي اللبنة الأساسية لبناء البروتين والببتيد.^[١]

تصنيف الأحماض الأمينية

تصنّف الأحماض الأمينيّة بناءً على القطبية أي توزيع الشحنات الكهربائيّة، إلى:^[٢]

• الأحماض الأمينية غير القطبية: هي المجموعة الأولى من الأحماض الأمينية وتضم: الجلايسين، والألانين، والفالين، والليوسين، والأيزولوسين، والبرولين، والفينيل ألانين، والميثيونين، والتربتوفان، وتحتوي مجموعات R من هذه الأحماض الأمينية إما على مجموعات أليفاتية أو عطرية، الأمر الذي يجعلها كارهة للماء في المحاليل المائية.
• الأحماض الأمينية القطبية (غير مشحونة): هي المجموعة الثانية من الأحماض الأمينيّة وتضم: سيرين، وسيستين، وثريونين، وتيروزين، وأسباراجين، وجلوتامين، تمتلك السلاسل الجانبية عدة من المجموعات الوظيفية ويحتوي معظمها على ذرة واحدة على الأقل من النيتروجين أو الأكسجين أو الكبريت، مع زوج إلكترونات متاح لربط الهيدروجين بالماء والجزيئات الأخرى.
• الأحماض الأمينية الحمضية: الأحماض الأمينية في هذه المجموعة هي حمض الأسبارتيك وحمض الجلوتاميك، ويحتوي كل منها على حمض الكربوكسيل في سلسلته الجانبية التي تمنحه خصائص حمضية في محلول مائي عند درجة الحموضة الفسيولوجية، كما تتأين المجموعات الوظيفية الثلاث الموجودة على هذه الأحماض الأمينية فتعطي شحنة إجمالية قدرها 1، وفي الحقيقة تسمى الأحماض الأمينية في الأشكال الأيونية الأسبارتات والغلوتامات.

أنواع الأحماض الأمينيّة في جسم الإنسان

يستخدم جسم الإنسان الأحماض الأمينية لإنتاج البروتينات لمساعدة الجسم في تكسير الطعام، والنمو، وإصلاح أنسجة الجسم، وأداء العديد من وظائف الجسم الأخرى، كما أن لها أهمية إذْ تعدّ مصدر للطاقة في الجسم، وتصنّف الأحماض الأمينية إلى ثلاث مجموعات رئيسيّة، وهي:^[٣]

الأحماض الأمينية الأساسية

هي الأحماض التي لا يمكن لجسم الإنسان أن يصنّعها بكميات كافية، بلْ يحتاج أن يأخذها من الغذاء الذي يحتوي عليها، ومن الجدير بالذكر أنّ الأحماض الأمينية الأساسية تضم تسعة أحماض، وهي: هيستيدين، وإيزولوسين، و ليوسين، و لايسين، و ميثيونين، وفينيل ألانين، و ثريونين، وتريبتوفان، وفالين.^[٣]

الأحماض الأمينية الغير أساسية

هي الأحماض الأمينية التي يمكن لجسم الإنسان تصنيعها حتى لو لم يحصل عليها من الغذاء، والأحماض الأمينية غير الأساسية تضم ما يلي: الألانين، والأرجينين، والأسباراجين، وحمض الأسبارتيك، والسيستين، وحمض الجلوتاميك، والجلوتامين، والجليسين، والبرولين، والسيرين، والتيروزين.^[٣]

الأحماض الأمينية المشروطة

تعدّ الأحماض الأمينية المشروطة غير ضرورية في جميع الأوقات، ويحتاجها الجسم في أوقات المرض والتوتر، وتضم ما يأتي: الأرجينين، والسيستين، والجلوتامين، والتيروزين، والجليسين، والأورنيثين، والبرولين، والسيرين.^[٣]

الوظائف الأساسيّة للأحماض الأمينيّة في جسم الإنسان

تعدّ الأحماض الأمينية هي اللبنة الأساسية في بناء البروتين، وبالتالي تختلف أنواع البروتينات تبعًا لاختلاف وظائفها، وفيما يلي أبرز هذه الوظائف:^[٤]

• الأجسام المضادة (Antibodies): الأجسام المضادة هي بروتينات فريدة من نوعها ينتجها جهاز المناعة وظيفتها الدفاع ضد الأجسام الغريبة التي يواجهها الجسم، لها دور مهم في اكتشاف مولدات الضد وهي بروتينات معقدة ويعتبرها الجسم غريبة مثل الفيروسات والبكتيريا والطفيليات والفطريات والمواد الكيميائية الخطرة، ولكن في بعض الحالات المؤسفة قد يتم أيضًا إنتاج الأجسام المضادة ضد الأنسجة السليمة حين يتعرف عليها الجسم كأجسام غريبة، وتُعرف هذه الظاهرة باسم اضطراب المناعة الذاتية.
• الإنزيمات (enzymes): الإنزيمات هي بروتينات تعمل كمحفزات بيولوجية مسؤولة في المقام الأول عن تحفيز أو تسريع التفاعلات الكيميائية داخل الجسم من خلال العمل على جزيئات تسمى الركائز لإنتاج المواد الناتجة، وفي الحقيقة يتم تسريع معدلات التفاعل عن طريق خفض طاقة التنشيط، وهي الحد الأدنى من الطاقة المطلوبة لبدء التفاعل، ويمكن تعزيز نشاطها بواسطة جزيئات تسمى المنشطات (بالإنجليزيّة: activators) وتخفيض نشاطها بواسطة جزيئات تعرف باسم المثبطات (بالإنجليزيّة: inhibitors)، بالإضافة إلى أنّ الظروف المثلى مثل درجة الحرارة ودرجة الحموضة مطلوبة ليعمل الإنزيم بشكل صحيح، وتتواجد الإنزيمات في كل عضو وخلية في جسم الإنسان، وخاصة في الدم والجهاز الهضمي.
• البنية الخلوية وبناء الأجسام: تشكل البروتينات جزءًا أساسيًا من البنية الخلوية والدعم، حيث تشمل أمثلة البروتينات الهيكلية: الكولاجين، والكيراتين، والإيلاستين، وفي الحقيقة يعدّ الكولاجين هو المكون الأساسي للنسيج الضام وهو البروتين الأكثر وفرة في جسم الإنسان، كما أنّه يعدّ ألفا كيراتين عنصرًا حيويًا في تكوين الشعر والأظافر، في حين أن الإيلاستين هو بروتين مرن للغاية يمكّن الأنسجة من استعادة شكلها بعد درجة معينة من تعرضها للانكماش والتمدد حيث أنّه البروتينات الموجودة في العضلات تسمح لجسم الإنسان بالحركة.
• نواقل البروتين: إنّ البروتينات قادرة على ربط وحمل الذرات والجزيئات الصغيرة داخل الخلايا وفي جميع أنحاء جسم الإنسان، حيث تعمل كشكل من أشكال التخزين والنقل، ويعدّ بروتين الهيموغلوبين أحد الأمثلة على ناقلات البروتين المستخدمة لنقل الأكسجين، بالإضافة إلى مثال على بروتين التخزين داخل الخلايا هو الفيريتين وهو بروتين ضروري لتخزين الحديد.
• النواقل العصبية: هي عبارة عن بروتينات ذات سلسلة قصيرة وتسمح بالتواصل بين الخلايا العصبية والخلايا الغديّة والخلايا العضلية.