Կենսաքիմիա

Կենսաքիմիա (կենսաքիմիական քիմիա կամ ֆիզիոլոգիական քիմիա), գիտություն կենդանի բջիջների և օրգանիզմների քիմիական կազմի մասին, ինչպես նաև նրանց քիմիական ռեակցիաների կենսագործունեության հիմքն է։ «Կենսաքիմիա» տերմինը հազվադեպ օգտագործվում էր 19֊րդ դարի կեսերին, դասական ձևով այն առաջարկվել է և մտցվել է գիտական բնագավառ 1903 թվականին գերմանացի քիմիկոս Կարլ Նեյբերգի կողմից։ Կենսաքիմիան համեմատաբար երիտասարդ գիտություն է, որը գտնվում է կենսաբանության և քիմիայի միջև։

Զարգացման պատմություն 

Որպես ինքնուրույն գիտություն կենսաքիմիան զարգացել է մոտավորապես 100 տարի առաջ, սակայն կենսաքիմիական գործընթացները մարդիկ օգտագործում էին դեռևս շատ վաղուց, բնականաբար չկասկածելով նրա իրական էության մասին։ Ամենահեռու ժամանակներում արդեն հայտնի էր տեխնոլոգիաներ կենսաքիմիական գործընթացների վերաբերյալ, հիմունքներ ինչպես՝ հացաթխումը, պանրագործությունը, գինեգործությունը, կաշվի մշակումը։ Իր ամենալայն բացատրությամբ կենսաքիմիան կարող է անվանվալ մասնիկների ուսումնասիրման գիտություն, ինչպես են նրանք միանում կենդանի դառնալու համար և կենսաքիմիայի պատմությունը կարող է գնալ այնքան հետ, ինչքան հին հույները։ Այնուամենայնիվ կենսաքիմիան որպես հատուկ գիտության ճյուղ ունի իր սկիզբը 19-րդ դարից կամ ավելի շուտ կախված կենսաքիմիայի որ բաժնի վրա ենք կենտրոնանում։ Որոշները պնդում են, որ կենսաքիմիայի սկիզբն առաջին ֆերմենտների հայտնաբերումն է, մինչդեռ մնացածը համարում են Էդուարդ Բաչների բարդ կենսաքիմիական պրոցեսների առաջին հայտնաբերումը։ "Կենսաքիմիա" տերմինը ինքնին բխում է կենսաբանության և քիմիայի համակցությունից: 1877 թվականին Ֆելիքս Զեյլերը օգտագործել է տերմինը (biochemie, Գերմանիայում) որպես հոմանիշ ֆիզիոլոգիական քիմիայի համար։ Հիվանդությունների դեմ պայքարը ստիպեց մտածել օրգանիզմում նյութերի վերափոխման մասին, փնտրել դեղորայքային բույսերի բաղադրությունը։ Բույսերի օգտագործումը սննդի մեջ, ներկերի և գործվածքների ստացման համար, բերեց նրան, որ մարդիկ փորձեցին պարզել բուսական ծագում ունեցող նյութերի բաղադրությունը։ Հին մտածողները մտորում էին այն մասին, թե ինչ դեր կարող են խաղալ օդը և սնունդը կենդանի օրգանիզմների կենսաապահովման գործում, այն մասին, թե ի՞նչն է առաջացնում խմորման գործընթացը։

10֊րդ դարի պարսիկ գիտնական և բժիշկ Ավիցեննան իր «Բժշկական գիտությունների կանոն» գրքում մանրամասն նկարագրել է բազմաթիվ դեղորայքային նյութեր։

17֊րդ դարում վան Հելմոնտը շրջանառության մեջ մտցրեց ֆերմենտ տերմինը, մարսողության գործընթացին մասնակցող քիմիական ռեագենտի նշանակությունը բացատրելու համար։

18֊րդ դարը նշանավորվել է Լոմոնոսովի և Լավուազեի ջանքերով։ Նրանց ստեղծած զանգվածի պահպանման օրենքի և 100 տարվա ընթացքում բազմաթիվ փորձերի արդյունքների կուտակումների հիման վրա բացատրեցին շնչառության գործընթացը և թթվածնի բացառիկ դերը այդ գործընթացում։

1827 թվականին քիմիայի ուսումնասիրումը բերեց մինչ այժմ առանձնացված սպիտակուցների, ճարպերի և ածխաջրերի մոլեկուլների միավորմանը։ Դասակարգման հեղինակ է հանդիսանում անգլիացի քիմիկ և բժիշկ Ուիլյամ Պրաուտը։ 1828 թվականին գերմանացի քիմիկ Վելյորը սինթեզեց միզանյութ, սկզբում ցիանական թթվից և ամոնիակից (ստանալով ամոնիակի ցիանատի լուծույթ), իսկ ավելի ուշ հենց այդ նույն տարում՝ ածխաթթվային գազից և ամոնիակից։ Հենց դրանով առաջին հերթին ապացուցվեց, որ քիմիական նյութերը․ որոնք սինթեզվում են օրգանիզմում, կարող են սինթեզել նաև օրգանիզմից դուրս։ Վելյորի աշխատանքները հարված հասցրին վիտալիստների տեսությանը, ովքեր մտածում էին, որ կա "էներգիա", որը միավորում է բոլոր օրգանները։ Վերջինը մեծ խթան հանդիսացավ քիմիական լաբորատորիաներում ճարպերի (1854 թվական՝ Բերտլո, Ֆրանսիա) և ֆորմալդեհիդից՝ ածխաջրերի (1861 թվական՝ Բուտլերով, Ռուսաստան) սինթեզի համար։ Բուտլերովի կողմից մշակվել է նաև օրգանական միացությունների կառուցվածքի թեորեմը։

Կենսաբանական քիմիայի համար նոր խթան հանդիսացավ Լուի Պաստյորի հետազոտությունները խմորման և ինիցիացիայի բնագավառում։ Էդուարդ Բուխները ապացուցեց․ որ շաքարի ֆերմենտացիան կարող է տեղի ունենալ ոչ բջջային խմորիչային էքստրակտի ներկայությամբ և այդ գործընթացը այնքան կենսաբանական չէ, որքան քիմիական։ 19֊20֊րդ դարերում աշխատել է գերմանացի քիմիկ Ֆիշերը։ Նա ձևակերպել է սպիտակուցների կառուցվածքի հիմնական դիրքերի պեպտիդային թեորեմը, նկարագրել է կառուցվածքները և հատկությունները համարյա բոլոր ամինաթթուների, որոնք մտնում են նրա կազմի մեջ։ Միայն 1926 թվականին Ջեյմս Սամներին հաջողվեց ստանալ մաքուր ֆերմենտ՝ ուրեազը, և ապացուցեց, որ ֆերմենտը սպիտակուց է։

Հոլդեյնի, Միքայլևսի, Մենտենի և այլ կենսաքիմիկների աշխատանքների շնորհիվ կենսաքիմիան դարձավ առաջին կենսաբանական վերահսկողը մաթեմատիկական սարքի զարգացման հետ, ովքեր ստեղծել են ֆերմենտատիվ կինետիկան, որի հիմնական օրենքն է համարվում Միքայլևս֊Մենտենի հավասարումը։

1928 թվականին Ֆրեդերիկ Գրիֆֆիտը առաջին անգամ ցույց տվեց, որ ջերմության բարձրացմամբ սպանված հիվանդածին բակտերիաների էքստրակտը կարող է փոխանցել պաթոգեն հատկանիշ անվտանգ բակտերիաներին։ Ձևափոխությունների հետազոտությունները հետագայում բերեց հիվանդածին բակտերիաների մաքրման, որը ի հակառակ սպասելիքներին ոչ թե սպիտակուց էր՝ այլ նուկլեինաթթու։ Ինքն իրենով նուկլեինաթթուն վտանգավոր չէ, այն միայն փոխանցում է գեներ, որոնցով պայմանավորված է միկրոօրգանիզմի պաթոգենությունը և այլ հատկանիշները։ 1953 թվականին ամերիկացի կենսաբան Ուոթսոնը և անգլիացի ֆիզիկ Կրիկը հիմնվելով Ուիլկինսինի և Ֆրանկլինի աշխատանքների վրա նկարագրեցին ԴՆԹ-ի կառուցվածքը, որը հանդիսանում է ժառանգական տեղեկատվության փոխանցման սկզբունքների բանալին։ Այս հատնագործությունը հիմք դրեց նոր գիտության՝ մոլեկուլային կենսաբանության զարգացմանը։

1958 թվականին Ջորջ Բիդլը և Էդուարդ Թեյթեմը ստացան Նոբելյան մրցանակ «մեկ գեն՝ մեկ ֆերմենտ» հիպոթեզի համար, որը սնկերի վրա կատարված աշխատանքների վրա էր հիմնված։ 1988 թվականին Կոլին Պիտչֆորկը առաջին մարդն էր, ով դատապարտվեց սպանության համար, որի ապացույցները ստացվել է ԴՆԹ-դակտիլոսկոպիայի (մատների հետքերի հանում) հիման վրա, նա ձերբակալվեց, երբ անցկացվեց մասսայական դակտիլոսկոպիա։ Կենսաքիմիայի զարգազման պատմությամ մեջ հարկ է նշել Էնդրյու Ֆայերի և Կրեյգ Մելլոյի ստացած Նոբելյան մրցանակները Ֆիզիոլոգիայի և բժշկության բնագավառներում «ՌՆԹ-ինտերֆերենցիայի՝ որոշակի գեների ակտիվության մարման երևույթի» բացահայտման համար։

Կից դիսցիպլիններ 
19-րդ դարի վերջում կյանքի քիմիայի գիտությունը զարգացավ, որին նպաստեց օրգանական քիմիայի բուռն զարգացումը, կենսաքիմիան տարբերվում է օրգանական քիմիայից նրանով, որ հետազոտում է միայն այն նյութերն ու քիմիական ռեակցիաները, որոնք տեղի են ունենում կենդանի օրգանիզմներում և առաջին հերթին կենդանի բջջում։ Համաձայն այդ պարզաբանման, կենսաքիմիան ընդգրկում է շատ մասեր բջջային կենսաբանությունից և իր մեջ է ներառում մոլեկուլային կենսաբանությունը։ Վերջինիս առանձնացումից հետո, կենսաքիմիայի և մոլեկուլային կենսաբանության միջև հիմնական սահամանազատումը կատարվեց ինչպես մեթոդական, այնպես էլ առարկայի հետազոտության պատճառով։ Մոլեկուլային կենսաբանները աշխատում են նուկլեինաթթուների հետ, հետազոտելով նրա կառուցվածքը և գործառույթները, իսկ կենսաքիմիկները կենտրոնացել են սպիտակուցների վրա, հատկապես ֆերմենտների, որոնք կատալիզում են կենսաքիմիական ռեակցիաները։ Վերջին տարիներին «կենսաքիմիա» և «մոլեկուլային կենսաբանություն» տերմինները հաճախ օգտագործում են որպես հոմանիշներ։

Կենսաքիմիայի բաժիններ 
 Վիճակագրական կենսաքիմիա (կենսաօրգանական քիմիա) — գիտություն է օրգանիզմների քիմիական կազմի և նրանց մեջ մտնող մոլեկուլների (սպիտակուցներ, ամինաթթուներ, նուկլեինաթթուներ, նուկլեոտիդներ, ածխաջրեր և նրանց ածանցյալներ, ճարպեր, վիտամիններ, հորմոններ) կազմի մասին։ Նրա հիմնական օբյեկտներն են կենսապոլիմերները, որոնց ձևափոխումը կենսաբանական գործընթացներում նրանց քիմիական էությունն է, և կենսակարգավորիչները, որոնք քիմիապես վերահսկում են նյութափոխանակությունը։
 Ամինաթթուների կենսաքիմիա— գիտություն ամինաթթուների քիմիական կազմի մասին
 Սպիտակուցների կենսաքիմիա — գիտություն սպիտակուցների քիմիական կազմի մասին 
 Ֆերմենտների կենսաքիմիա — գիտություն ֆերմենտների քիմիական կազմի մասին
 Ածխաջրերի կենսաքիմիա — գիտություն ածխաջրերի քիմիական կազմի մասին
 Նուկլեինաթթուների կենսաքիմիա — գիտություն նուկլեինաթթուների քիմիական կազմի մասին
 Նուկլեոտիդների կենսաքիմիա— գիտություն նուկլեոտիդների քիմիական կազմի մասին
 Ճարպերի կենսաքիմիա — գիտություն ճարպերի ազդեցության, կենսաբանական ներգործության, օրգանիզմում պակասի կամ ավելցուկի ժամանակ առաջացած կենսաքիմիական խախտումների մասին
 Վիտամինների կենսաքիմիա — գիտություն վիտամինների ազդեցության, կենսաբանական ներգործության, օրգանիզմում պակասի կամ ավելցուկի ժամանակ առաջացած կենսաքիմիական խախտումների մասին
 Հորմոնների կենսաքիմիա — գիտություն հորմոնների ազդեցության, կենսաբանական ներգործության, օրգանիզմում պակասի կամ ավելցուկի ժամանակ առաջացած կենսաքիմիական խախտումների մասին
 Դինամիկ կենսաքիմիա — հետազոտում է քիմիական, նյութափոխանակության ռեակցիաները (մետաբոլիզ), հատկապես մոլեկուլների փոխարկումը և նրանց միջև ընթացող ռեակցիաների մեխանիզմը
 Մոլեկուլային կենսաբանություն— գիտություն, որն իր առջև դրել է խնդիր ճանաչել բնության երևույթների բնույթը, ուսումնասիրելով կենսաբանական օբյեկտները և համակարգերը մոլեկուլյար մակարդակներում, բայց մի շարք դեպքերում դրանք կարող են դուրս գալ այդ սահմաններից
 Կենսաէներգետիկա — դինամիկ կենսաքիմիայի ճյուղ է, որը ուսումնասիրում է կազմավորման օրինաչափությունը, կենսաբանական համակարգերում էներգիայի կուտակումը և սպառումը
 Ֆունկցիոնալ կենսաքիմիա — կենսաքիմիայի բաժին, որը հետազոտում է քիմիական փոխակերպումները, որոնք հիմնված են օրգանների, հյուսվածքների և ամբողջ օրգանիզմի աշխատանքի վրա
 Միկրոօրգանիզմների կենսաքիմիա (Բակտերիաների կենսաքիմիա) — գիտություն բակտերիաների օրգանիզմներում տեղի ունեցող նյութափոխանակության մասին
 Բույսերի կենսաքիմիա — գիտություն մոլեկուլային գործընթացների մասին, որոնք տեղի են ունենում բուսական օրգանիզմներում
 Կենդանիների կենսաքիմիա — գիտություն մոլեկուլային գործընթացների մասին, որոնք կատարվում են կենդանի օրգանիզմներում
 Մարդու կենսաքիմիա — կենսաքիմիայի բաժին է, որն ուսումնասիրում է նյութափոխանակությունը մարդու օրգանիզմում
 Արյան կենսաքիմիա — գիտություն մարդու արյան մեջ կատարվող նյութափոխանակության գործընթացների մասին
 Հյուսվածքների կենսաքիմիա — գիտություն մարդու հյուսվածքներում տեղի ունեցող նյութափոխանակության մասին
 Օրգանների կենսաքիմիա — գիտություն մարդու օրգաններում տեղի ունեցող նյութափոխամակոիթյան օրինաչափությունների մասին
 Բժշկական կենսաքիմիա— կենսաքիմիայի բաժին է, որն ուսումնասիրում է նյութափոխանակության օրինաչափությունները մարդու օրգանիզմում հիվանդությունների ժամանակ
 Մկանների աշխատանքի կենսաքիմիա — կենսաքիմիայի բաժին է, որն ուսումնասիրում է նյութափոխանակության օրինաչափությունները մարդու օրգանիզմում մկանների աշխատանքի ժամանակ
 Սպորտի կենսաքիմիա— գիտություն, որը հայտնաբերում է նյութափոխանակության օրինաչափությունները մարդու օրգանիզմում առավելագույն չափով և/ կամ մկանային ինտենսիվ աշխատանքի ժամանակ

Մեթոդներ 
Կենսաքիմիական մեթոդաբանության հիմքում ընկած է կենդանի օրգանիզմի առանձին մասերի ֆրակցիոնումը (թորում՝ բաղադրիչ մասերի բաժանում), անալիզը, կառուցվածքի և հատկությունների ուսումնասիրումը։ Կենսաքիմիայի ուսումնասիրման մեթոդները ձևավորվել են 20-րդ դարում, ավելի տարածվածներն են համարվում քրոմատոգրաֆիան, որը հայտնագործել է Ցվետովը 1903 թվականին, ցենտրիֆուգումը (1923 թվական․ Սվեդբերգ, 1937 թվականին ստացել է Նոբելյան մրցանակ քիմիայի բնագավառում), էլեկտրոֆորեզը (1937 թվական Տիզելիուս, 1948 թվականին ստացել է Նոբելյան մրցանակ քիմիայի բնագավառում)։

20-րդ դարի վերջից սկսած կենսաքիմիայում ավելի լայնորեն օգտագործում էին մոլեկուլային և բջջային կենսաբանության մեթոդները, մանավանդ արհեստական էքսպրեսիան և գեների հաղթահարումը մոդելային բջիջներում և ամբողջ օրգանիզմներում (գենային ինժիներիա, կենսատեխնոլոգիա)։ Մարդու ԴՆԹ-ի գենոմային կառուցվածքի բացահայտումը դուրս բերեց մոտավորապես այնքան անհայտ գեներ և նրանց չուսումնասիրված նյութեր, որքան արդեն հայտնի էր 21-րդ դարի սկզբում, ի շնորհիվ կեսդարյա գիտական հետազոտությունների ջանքերի։ Պարզվեց, որ ավանդական քիմիական անալիզը և ֆերմենտների մաքրումը կենսազանգվածից, թույլ է տալիս ստանալ միայն այն սպիտակուցները, որոնք կենդանի օրգանիզմում առկա են համեմատաբար շատ քանակով։ Պատահական չէ, որ ֆերմենտների հիմնական մասը հայտնաբերվել է կենսաքիմիկների կողմից 20-րդ դարի կասին և 100-ամյակի վերջում տարածվեց համոզմունք, որ բոլոր ֆերմենտները արդեն բացահայտված են։ Գենոմիկայով զբաղվող գիտնականները կասկածի տակ դրեցին այդ պատկերացումները, սակայն կենսաքիմիայի հետագա զարգացումը պահանջում էր մեթոդների փոփոխություն։ Արհեստական էքսպրեսիան հետազոտությունների համար կենսաքիմիկներին տրամադրեց նախկինում անհայտ գենոմները, որը ստացավ հետադարձ գենետիկա կամ ֆունկցիոնալ գենոմիկա անվանումը։ Վերջին տասնամյակում մեծ զարգացում է տեղի ունեցել համակարգչային մոդելավորման ոլորտում։ Այս մեթոդը թույլ է տալիս հետազոտել կենսամոլեկուլը այնտեղ, որտեղ անհնար է (կամ բավականին բարդ է) անցկացնել ուղիղ գիտական փորձ։ Մեթոդը հիմնված է համակարգչային ծրագրերի հիման վրա, որոնք հնարավորություն են տալիս վիզուալ տեսնել կենսամոլեկուլի կառուցվածքը, տալ նրանց ենթադրյալ կառուցվածքը և հետևել մոլեկուլների միջև վերջնական փոխազդեցությանը, այդպիսին են օրինակ ֆերմենտ-սուբստրատը, ֆերմենտ-կոֆերմենտ, ֆերմենտ-ինհիբիտորը։

Անհրաժեշտ քիմիական տարրեր 
Բնության մեջ բնական վիճակով հանդիպող 90 քիմիական տարրերից կյանքի գոյատևման համար անհրաժեշտ է մեկ քարորդից մի փոքր ավելի։ Հազվադեպ հանդիպող տարրերից մեծամասնությունը կյանքի համար անհրաժեշտ չեն (բացառություն են համարվում սելենը և յոդը)։ Կենդանի օրգանիզմների մեծամասնության մոտ չեն օգտագործվում երկու տարածված տարր, օրինակ՝ ալյումինը և տիտանը։ Բոլոր կենդանիներին անհրաժեշտ է նատրիում, իսկ որոշ բույսեր կարող են և առանց դրա։ Բույսերին անհրաժեշտ է բոր և սիլիցիում, իսկ կենդանիներին՝ ոչ (կամ անհրաժեշտ է ուլտրամիկրոսկոպիկ քանակով)։ Ընդամենը վեց տարր (այսպես կոչված մակրոտարրեր կամ օրգանոգեն տարրերը) կազմում են մարդու օրգանիզմի քաշի մինչև 99 %-ը։ Դա ածխածինն է, ջրածինը, ազոտը, թթվածինը, կալցիումը և ֆոսֆորը։ Բացի այս հիմնական վեց տարրերից, մարդուն անհրաժեշտ է փոքր կամ միկրոսկոպիկ քանակով ևս 19 տարրեր՝ նատրիում, քլոր, կալիում, մագնեզիում, ծծումբ, երկաթ, ֆտոր, ցինկ, սիլիցիում, պղինձ, յոդ, բոր, սելեն, նիկել, քրոմ, մանգան, մոլիբդեն, կոբալտ, և ինչպես ցույց է տրվել 2014 թվականին՝ բրոմ։

Կենսամոլեկուլներ 
Չորս հիմնական մոլեկուլների տեսակները, որոնց ուսումնասիրմամբ զբաղվում է կենսաքիմիան, դրանք ածխաջրերն են, ճարպերը, սպիտակուցները և նուկլեինաթթուները, ինչպես նաև նրանց հիբրիդները՝ պրոտեոգլիկանները, գլիկոպրոտեինները, լիպոպրոտեինները և այլն։ Շատ կենսամոլեկուլներ համարվում են պոլիմերներ (մակրոմոլեկուլներ), որոնց կառուցվածքային «բլոկերը» համարվում են ավելի փոքր կառուցվածք ունեցող մոլեկուլները։ Օրինակ, պոլիսախարիդները կազմված են պարզ շաքարներից, սպիտակուցները՝ ամինաթթուներից։ Կենսաբանական պոլիմերները հաճախ կազմում են միասին կոմպլեքսներ, որոնց կառուցվածքը թելադրվում է նրանց կենսաբանական գործառույթից։ Կենդանի համակարգերի քիմիական հիերարխիայում մակրոմոլեկուլները ավելի բարձր են դասվում քիմիական տարրերից, ֆունկցիոնալ խմբերից և պարզ կենսամոլեկուլներից, իսկ հաջորդ հիերարխաներում՝ մետաբոլիկ ճանապարհներից, բջջիվ, բազմաբջիջ օրգանիզմներից և էկոհամակարգերից։

Ածխաջրեր 

Ածխաջրերը կազմված են մոնոմերներից, որոնք կոչվում են մոնոսախարիդներ, ինչպես օրինակ գլյուկոզը (C6H12O6), Ֆրուկտոզը (C6H12O6), դեզօքսիռիբոզը (C5H10O4)։ Երկու մոնոսախարիդների սինթեզի արդյունքում առաջանում է դիսախարիդ և ջրի մոլեկուլ։ Պոլիսախարիդները ծառայում են էներգիայի կուտակման աղբյուրներ (բույսերի մոտ օսլա, կենդանիների մոտ գլիկոգեն) և որպես կառուցվածքային մոլեկուլներ (օրինակ բույսերի մոտ բջջապատը կազմված է ցելյուլոզա պոլիսախարիդից, իսկ խիտինը մտնում է ցածրակարգ բույսերի, սնկերի և անողնաշարավորների (հիմնականում հոդվածոտանիների՝ միջատների և խեցգետնանմաններ եղջերաթաղանթի) բջջապատի մեջ։

Ճարպեր 

Լիպիդները (ճարպերը), որպես կանոն կազմված են գլիցերինի մոլեկուլներից, որին բարդ էսթերային կապերով միանում են մեկից (մոնոգլիցերիններ) մինչև երեք (տրիգլիցերիններ) ճարպաթթուներ։ Ճարպաթթուները բաժանվում են խմբերի ըստ ածխաջրային շղթաների երկարության և հագեցվածության աստիճանի (շղթայում առկա կրկնակի կապերի առկայությունից և քանակից կախված)։ Լիպիդները կենդանիների օրգանիզմներում ծառայում են որպես էներգակիր մոլեկուլներ։ Բացի դրանից նրանք ունեն տարբեր գործառույթներ, կապված բջջային ազդանշանների փոխանցման և լիպոֆիլային մոլեկուլների փոխանցման հետ։

Սպիտակուցներ 

Սպիտակուցները որպես կանոն մեծ մոլեկուլներ են՝ մակրոկենսապոլիմերներ։ Նրանց մոնոմերներն են հանդիսանում ամինաթթուները։ Օրգանիզմների մեծամասնությունը սպիտակուցներ սինթեզում են 20 տարբեր ամինաթթուներից։ Ամինաթթուները միմյանցից տարբերվում են այսպես կոչված R-խմբերով (ռադիկալային խմբերով), որոնց կառուցվածքը մեծ նշանակություն ունի սպիտակուցի եռաչափ մասերի կրճատման մեջ։ Ամինաթթուները միմյան հետ առաջացնում են պեպտիդային կապեր, որից ստացվում է պոլիպեպտիդ։ Ամինաթթուների հաջորդականության համեմատումը սպիտակուցներում թույլ են տալիս կենսաքիմիկներին որոշել երկու (և ավելի) սպիտակուցների հոմոլոգ լինելու աստիճանը։

Կենդանի օրգանիզմներում սպիտակուցների գործառույթը ավելի բազմազան է, քան այլ կենսապոլիմերների՝ պոլիսախարիդների և նուկլեինաթթուների։ Այսպես սպիտակուց-ֆերմենտները կատալիզում են կենսաքիմիական ռեակցիաների ընթացքը և կարևոր դեր են խաղում նյութափոխանակության մեջ։ Որոշ սպիտակուցներ կատարում են կառուցվածքային կամ մեխանիկական գործառույթ, ձևավորելով բջջակմախքը, որը պահպանում է բջջի ձևը։ Սպիտակուցները կարոր դեր են խաղում նաև բջիջների ազդանշանային համակարգում, իմունային պատասխանի ժամանակ և բջջային ցիկլում։ Շատ սպիտակուցներ, ինչպես ֆերմենտները, այնպես էլ կառուցվածքային սպիտակուցները ստեղծում են կոմպլեքսային համակարգեր ոչ սպիտակուցային կենսապոլիմերների հետ։ Օլիգոսախարիդների հետ կոմպլեքսները կոչվում են (կախված սպիտակուցի և պոլիսասախարիդի համեմատական քանակի) գլիկոպրոտեիններ կամ պրոտեոգլիկաններ։ Լիպիդների հետ կոմպլեքսը կոչվում է լիպոպրոտեիններ։

Նուկլեինաթթուներ 

Նուկլեինաթթուն մակրոմոլեկուլի կոմպլեքս է, որը կազմված է պոլինուկլեոտիդային շղթայից։ Նուկլեինաթթուների հիմնական գործառույթը գենետիկական տեղեկատվության կոդավորումը և պահպանումն է։ Նուկլեինաթթուն սինթեզվում է մակրոէրգիկ մոնոնուկլեոզիդեռֆոսֆատներից (ԱԵՖ, ԳԵՖ, ԹԵՖ, ՑԵՖ, ՈՒԵՖ), որոնցից մեկը ադենոզինեռֆոսֆատն է (ԱԵՖ), որը համարվում է բոլոր կենդանի օրգանիզմների համար հիմնական էներգակիրը։ Ամենատարածված նուկլեինաթթուներից են համարվում դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթուն (ԴՆԹ) և ռիբոնուկլեինաթթուն (ՌՆԹ)։ Նուկլեինաթթուներ կարելի է հայտնաբերել բոլոր կենդանի բջիջներում, էուկարիոտներից մինչև արքեաներ, ինչպես նաև վիրուսներ։

Այս կենսապոլիմերների խումբը «նուկլեինաթթու» անվանումը ստացել է հիմնականում գտնվելու վայրից՝ բջջակորիզ։ Այս մոլեկուլների մոնոմերները կոչվում են նուկլեոտիդներ։ Նուկլեոտիդները կազմված են երեք բաղադրիչներից՝ ազոտային հիմքից (պուրին կամ պիրիմիդին), մոնոսախարիդից (պենտոզի տեսակի) և ֆոսֆատային խմբից։ ԴՆԹ-ն և ՌՆԹ-ն տարբերվում են միմյանցից պետոզի տեսակով (ԴՆԹ-ում 2-դեզօքսիռիբոզ է, իսկ ՌՆԹ-ում ռիբոզ է), ինչպես նաև հնարավոր է ազոտային հիմքով տարբերվեն (այն ժամանակ երբ ադենինը, գուանինը և ցիտոզինը գտնվում են և՛ ԴՆԹ-ում, և՛ ՌՆԹ-ում, թիմինը գտնվում է միայն ԴՆԹ-ում, իսկ ուրացիլը՝ միայն ՌՆԹ-ում)։

Ծանոթագրություններ

Գրականություն 
 Fromm, Herbert J.; Hargrove, Mark (2012). Essentials of Biochemistry. Springer. ISBN 978-3-642-19623-2. •
 Hunter, Graeme K. (2000). Vital Forces: The Discovery of the Molecular Basis of Life. Academic Press. ISBN 978-0-12-361811-5.
 Tropp, Burton E., Molecular Biology =4th, «Jones & Bartlett Learning», 2012, ISBN 978-1-4496-0091-4։
 Vasudevan, D. M. et al., Textbook of Biochemistry for Medical Students =7th, «JP Medical Publishers», 2013, ISBN 978-9-3509-0530-2։ 
 Collier, Leslie; Balows, Albert; Sussman, Max., Topley and Wilson’s Microbiology and Microbial Infections, «Virology», 1998, ISBN 0-340-66316-2։
 Северин, Е.С., Биохимия: Учеб. для вузов, «ГЭОТАР Медиа», 2003 — 779, էջեր 779 — 779 էջ, ISBN 5-9231-0254-4=Под ред. Е.С. Северина։ 
 Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф., Биологическая химия: Учебник, М., «Медицина», 1998 — 704, էջեր 704 — 704 էջ, ISBN 5-225-02709-1

Կենսաքիմիա
Կենսատեխնոլոգիա
Մոլեկուլային կենսաբանություն