מקור המושג אננטיומר ביוונית: Enantios פירושו "הפוך". לאננטיומרים, בניגוד לאיזומרים אחרים, תכונות פיזיקליות זהות: הם רותחים וניתכים באותה הטמפרטורה, יש להם צפיפות זהה, וכן הלאה. מצב זה נובע מכך שהקריטריונים הקובעים את התכונות הפיזיקליות כמו הקשרים הכימיים בין אטומי האננטיומרים, מיקום האטומים, אורכי הקשרים, הזוויות וכן הלאה זהים לגמרי.
למרות זאת האננטיומרים אינם זהים מכיוון שניתן להבדיל בין שני אננטיומרים שונים באמצעות הפעילות האופטית שלהם. כשמקרינים גבישים של אננטיומר באור מקוטב מישורית (אור שעובר דרך מסנן אופטי מיוחד המאפשר רק לקרניים במישור מסוים לעבור), הגבישים מסיטים את האור לכיוון מסוים. פעילות אופטית קיימת רק במולקולות כיראליות. שני אננטיומרים שונים מסיטים את האור באותה הזווית בדיוק, אך בכיוון ההפוך. האננטיומר המסיט את האור עם כיוון השעון מסומן בכימיה בסימן פלוס (+), ואילו האננטיומר המסיט את האור כנגד כיוון השעון מסומן בסימן מינוס (−).
אננטיומטרים נפוצים גם בסוכרים למיניהם, חומצות אמינו, ועוד. בביוכימיה הם מסומנים באותיות D ו־L – קיצור של dextrorotary ו־levorotary. אננטיומר D הוא "ברירת המחדל" של הטבע ביצור סוכרים.
הבדל הבא לידי ביטוי בסוכרים הוא ביכולת הגוף לפרק אותם – בגוף האדם יש אנזים מיוחד המיועד לפירוק סוכרוז D (הלא הוא הסוכר הרגיל בו אנו משתמשים ביום יום) אך אין אנזים לפירוק סוכרוז L.
משמעות הדבר היא שסוכרוז L הוא ממתיק לא משמין שכן יש לו טעם של סוכר, אך הגוף אינו מסוגל לפרקו ולכן אינו נכנס למחזור הדם ואף אינו מסוכן לחולי סוכרת.
איזומרים בביולוגיה.
מערכות ביולוגיות מדגימות היטב כיצד אננטיומרים הם חומרים שונים. להלן כמה דוגמאות:
להרחבה ראו: סטריאוכימיה.
הסיבה לפעילות השונה של האננטיומרים במערכות הביולוגיות היא שגם האנזימים עצמם, האחראיים, למשל, על הקניית תחושת הריח, הם כיראליים, ובגוף הם מופיעים בדרך-כלל בצורת אחד האננטיומרים בלבד. כך, למשל, אנזים המסיט אור מקוטב עם כיוון השעון מתאים בצורה מושלמת לסובסטרט המסיט אף הוא את האור עם כיוון השעון; התאמתו לאננטיומר השני של הסובסטרט פחותה, והדבר מתבטא בתופעה פיזיולוגית כלשהי, למשל: ההבחנה בין ריח הלימון וריח התפוז.
חומרים כיראליים רבים בטבע מופיעים תמיד בצורת אחד האננטיומרים, ואילו חומרים אחרים מופיעים בשתי הצורות. רוב חומצות האמינו והסוכרים, למשל, מופיעים בצורת אחד האננטיומרים בלבד. הופעתם של חומרים אלו, אבני הבניין של היצורים החיים, כאננטיומר מסוים משפיעה גם ברמת המקרו (הייצור השלם). לקונכיית החלזונות, למשל, מבנה סלילי כיראלי. מסתבר שקונכיות המורכבות מסליל הזורם עם כיוון השעון שכיחות פי 20,000 יותר מקונכיות בהן הסליל זורם כנגד כיוון השעון. זהו אינו צירוף מקרים, אלא תוצאה של סוג האננטיומרים של המולקולות המרכיבות את הקונכיות.
הסיבה לכך שקיימת דומיננטיות בטבע לאננטיומר אחד ולא לשני איננה ידועה, וייתכן שגילויה יאפשר תובנות נוספות בנוגע לאבולוציה ולהיווצרות החיים על-פני כדור הארץ.
בתא קיימים אנזימים רבים הממירים תרכובות מאיזומר אחד שלהן למשנהו. איזומראז הוא שמם הכולל של אנזימים אלו, ודוגמה לכך ניתן למצוא בתהליך הגליקוליזה, בה מומר גלוקוז 6-פוספט לאיזומר שלו - פרוקטוז 6-פוספט - על ידי האנזים פוספוהקסוז איזומראז. במקרה זה משתנה גם הקבוצה הפונקציונלית, והתרכובת הופכת מאלדהיד (או אלדוזה, במקרה של הסוכר גלוקוז) לקטון (פרוקטוז, קטוזה). מאוחר יותר בתהליך הגליקוליזה מומר הקטון דיהידרוקסיאציטון פוספט לאלדהיד גליצראלדהיד 3-פוספט. כל האיזומרים המוזכרים כאן הם איזומרים מבניים ולא מרחביים.
קונפיגורציה מוחלטת.
לא ידועה שיטה לחיזוי כיוון הסטת האור של אננטיומרים שונים לפי סדר הופעת האטומים בהם. נבחן, לדוגמה, את האננטיומר הימני של ברומוכלורופלואורומתאן (בתמונה). נניח שאננטיומר זה מסיט את האור עם כיוון השעון; אם משנים אחד ממתמיריו (למשל, נחליף את אטום המימן בקבוצת הידרוקסיל, OH), ייתכן שעתה תסיט המולקולה את האור כנגד כיוון השעון - זאת אף על פי שקונפיגורציית האטומים נותרה ללא שינוי.
לאור זאת נקבעה שיטה להגדרת הקונפיגורציה המוחלטת של אננטיומרים. הקונפיגורציה מגדירה את סדר המתמירים סביב אטום הפחמן האסימטרי, ואינה קשורה, כאמור, לכיוון הסטת האור המקוטב. אם המתמירים מסודרים סביב אטום הפחמן עם כיוון השעון (בהמשך תוסבר משמעות העניין), המולקולה מסומנת באות R (קיצור של Rectus, "ימין" בלטינית); אם המתמירים מסודרים כנגד כיוון השעון, המולקולה מסומנת באות S (קיצור של Sinister, "שמאל" בלטינית). אם במולקולה קיימים יותר מאטום פחמן אסימטרי אחד, מצוין S או R עבור כל אחד מהם, בתוספת ספרה המציינת את הפחמן הרלוונטי. לצד סימון הקונפיגורציה המוחלטת ניתן לציין גם את כיוון הסטת האור, זאת כזכור בעזרת מינוס או פלוס. לדוגמה: (2R,3S)-(+)ברומוכלורובוטאן. במולקולה זו 2 פחמנים אסימטריים – לאחד קונפיגורציה מוחלטת R (הפחמן השני בשרשרת) ולשני – S (הפחמן השלישי). המולקולה מסיטה את האור עם כיוון השעון.
היטלי פישר.
היטלי פישר, על-שם הכימאי הגרמני הרמן אמיל פישר, זוכה פרס נובל לכימיה בשנת 1902, הם דרך מופשטת להצגה גרפית של המבנה התלת-ממדי של מולקולות. היטלי פישר מאפשרים לקבוע במהירות את הקונפיגורציה המוחלטת של המולקולה.
איזומרים מרחביים
איי לנגרהנס
אִיֵּי לַנְגֶרְהַנְס הם קבוצות תאים הפזורות בלבלב. אלו כמיליון צברים של תאים אנדוקריניים בלבלב אשר מפרישים הורמונים המפקחים על חילוף החומרים של פחמימות בגוף. הם התגלו בשנת 1869 על ידי הביולוג הגרמני פאול לנגרהנס.
מבנה.
כמיליון "איים" מפוזרים בתוך לבלב של אדם בריא, בקוטר של כ 0.1 מילימטר כל אחד. כל אי עטוף בקופסת רקמת חיבור שארוגה בתוך שאר הלבלב.משקלם הכולל כשני גרם.
היסטולוגיה.
תאי אלפא מהווים בין 15 ל 20% מהתאים באיי לנגרהנס מפרישים גלוקגון, תאי בטא (65-80% מהתאים) מפרישים אינסולין ותאי דלתא (3-10% מהתאים) מפרישים סומטוסטטין השולט במנגנון פראקריני בדרך של עיכוב על שני הראשונים. באיי לנגרהנס קיימים נימים לרוב.
דלקת בתאים אלו נקראת אינסוליטיס.
מנגנון פאראקריני
מנגנון פאראקריני או תקשורת פאראקרינית הוא סוג של הפרשת חומרים בגופם של יצורים רב-תאיים, כאשר התא המפריש נמצא בסמיכות לתא שמקבל את האיתות. בדרך-כלל מדובר בהפרשה של מולקולות איתות שונות, כגון הורמונים וציטוקינים.
אלל
אָלֵל (allele) הוא אחת מתוך כמה צורות מולקולריות אפשריות של אותו גן המצוי באותו אתר (לוקוס) (במיקום קבוע) בכרומוזומים הומולוגיים.
כל אלל הוא בעל רצף נוקליאוטידים ייחודי ועשוי להיות אחראי לביטוי שונה של אותה תכונה תורשתית. אם שני אללים בתא דיפלואידי (diploid) דומים, אזי הגן הומוזיגוט (homozygous) ואם האללים שונים, הגן הטרוזיגוט (heterozygous). לדוגמה לגן לצבע עיניים קיים אלל הקובע צבע כחול ואלל הקובע צבע חום. ביטוי התכונה תלוי ביחסי דומיננטיות בין אללים של גן מסוים.
סוגי אללים.
בדרך כלל אלל אחד דומיננטי יחסית לאלל אחר שאינו בא לידי ביטוי בגלל הדומיננטיות של הראשון. האללים הם לפיכך משני סוגים:
מוטציות באללים.
אללים שונים וחדשים נוצרים גם בעקבות מוטציות. תא הפלואידי פשוט, שיש לו רק מערכת חד-כרומוזומלית, נושא רק אלל אחד של כל גן.
אטימולוגיה.
המילה "אָלֵל" היא צורה מקוצרת של אָלֵלוֹמוֹרְף (allelomorph, "צורה אחרת", מילה מחודשת על ידי מומחים בריטים לגנטיקה ויליאם בייטסון ואדית רבקה סונדרס). מילה זו שימשה בימים הראשונים של הגנטיקה לתיאור צורות שונות של הגן כדי להבחין בין גנוטיפים שונים. המילה נגזרה מהתחילית היוונית ἀλληλο-, אָלֵלוֹ-, שמשמעותה משותף, הדדי או זה את זה. התחילית משויכת לפועל היווני ἄλλος, אַלוֹס (קרוב למילה הלטינית alius, אַלִיוּס), שמשמעותה אחר.
דומיננטיות של אללים בהפרעות גנטיות.
מספר הפרעות גנטיות נגרמות כאשר אדם יורש שני אללים רצסיביים עבור תכונה שמקודדת על ידי גן אחד. דוגמאות להפרעות גנטיות רצסיביות: לבקנות, סיסטיק פיברוזיס, גלקטוזמיה, פנילקטונוריה (PKU) ומחלת טיי זקס.
ישנן הפרעות אחרות שהן עקב אללים רצסיביים, אך מכיוון שהמוקד הגנטי ממוקם על כרומוזום X, ולזכרים יש רק עותק אחד, הן שכיחות יותר אצל זכרים מאשר אצל נקבות. דוגמאות: עיוורון צבעים אדום-ירוק ותסמונת X שביר.
הפרעות אחרות, כגון מחלת הנטינגטון, מתרחשות כאשר אדם יורש אלל דומיננטי אחד.
אלרגן
אלרגן (באנגלית: Allergen) הוא כל חומר (אנטיגן) שעלול לגרום לתגובה אלרגית אצל האדם או אצל בעלי חיים על ידי עירור-יתר של מערכת החיסון. האלרגן חודר לגוף לרוב דרך מערכת הנשימה או דרך המזון.
האלרגן עשוי להיות אבקת פרחים, מזון, משקה, תוספי מזון ותרופות. לא קיימת רשימה מוגדרת של החומרים האלרגנים שכן כמעט כל חומר עשוי להיות אלרגן והרגישויות הן שונות באנשים שונים. אלרגיות למזון נפוצות פחות מרגישות למזון, אך חלק מסוגי המזון, כגון בוטנים, אגוזים ופירות ים שונים ידועים כאלרגנים אצל אנשים רבים. קיסוס רעיל (Poison Ivy) וצמחים נוספים, גורמים לתגובה אלרגנית לכל אחד אחרי מגע חוזרני. זמן התגובה החיסונית של הגוף לאלרגנים אלה משתנה בין אדם לאדם.
אלרגנים נפוצים נוספים הם העוקץ של הדבורה, פניצילין ולטקס.
תגובה אלרגית חזקה במיוחד, המסוגלת להרוג תוך דקות ספורות היא האנפילקסיס (anaphylaxis).
מכלול החומרים אליהם אדם אלרגי יכול להשתנות במהלך חייו. מריפוי אלרגיה ועד פיתוח אחת חדשה.
אמבה