دکتر ریموند رخشانی
مقاله و فایل صوتی پنجاه و نهم
با سلام، من ریموند رخشانی هستم و حوزه کارشناسی من مهندسی سیستم هاست، و تخصص من در بکارگیری اندیشه سیستمی برای انتقال فن آوری و اجرا و پیاده سازی تولید فراورده های نوین می باشد.
در این سلسله از مقالات و فایل های صوتی، کوشش می کنم که علم مدرن را (به زبان فارسی) از پایه به دوستانی که علاقمند هستند، در حد توان، ارائه کنم. از اساتید، پژوهشگران و اندیشمندان عزیز، خواهشمندم که لینک ها را به دوستان و بویژه به جوانان دانش پژوه ما (که اغلب دسترسی نظام مند برای آشنایی با علم مدرن – به زبان فارسی – ندارند) ارسال فرمایند.
لینک همه مقالات و فایل‌های صوتی پیشین در پایان مقاله گذاشته شده است.
دوستانی هم که در شبکه های اجتماعی حضور دارند، می توانند این مجموعه فایل های صوتی و مقالات “سرشت علم” را از ابتدا از طریق لینک تلگرام زیر با دوستان دیگر شریک شوند. با احترام، ر. رخشانی
(“https://t.me/natureofscience”)
بخش های[۱] ملکولی سازنده ی زندگی[۲]
هَمه ی اُرگانیسم هایِ زنده پیچیده اند[۳] اما اغلبِ سیستم های پیچیده از بَخش های سازنده ی نسبتا ساده ای[۴] شکل گرفته اند[۵].
همه ی اشکالِ شناخته شده ی زندگی بَراساسِ واکُنش های شیمیایی یکسانی هستند[۶] که بخش هایِ ملکولیِ سازنده ی[۷] یکسانی را تولید می کنند[۸].
چربی، کربوهیدرات[۹]، پروتئین و انواعِ ویتامین ها و املاحِ معدنی موادِ خامی هستند که بدنِ ما از آنها ساخته شده است[۱۰]. مقوله ی کالری اشاره به محتوایِ انرژی در موادی دارد که تغذیه می شوند.[۱۱]
ارگانیسم هایِ زنده در خود تعدادِ بی شمار و شگفت انگیزی از مواد دارند[۱۲]: چوب، عضله، هسته، پوست، خون، برگ و بسیاری دیگر[۱۳].
تا اوایلِ قرن ۱۹ میلادی اِنگاشت و باورِ عام بر آن بود که ملکول هایِ زندگی قوانینِ خود را دارند و با نیروی زندگی اداره می شوند که هنوز نیز، علیرغم پیشرفت‌های علمی، برخی به آن[۱۴] اعتقاد دارند[۱۵] . در سال ۱۸۲۸ شیمیدانِ آلمانی فریدریش وهلر[۱۶] (۱۸۰۰-۱۸۸۲) با بکارگیریِ روش هایِ علمی و ابزار‌هایِ فنی ثابت کرد[۱۷] که ملکول هایِ ارگانیک در اصلِ خود از موادِ شیمیاییِ دیگر متفاوت[۱۸] نیستند.[۱۹]
پژوهش های بیوشیمیایی بالاخره به این نتیجه رسیده است[۲۰] که همه یِ مواد شیمیایی گوناگونِ زندگی از بخش های ملکولی سازنده ای تشکیل شده اند که چهار شاخصه دارند[۲۱]:
- همه ی ملکول هایِ زندگی[۲۲] کربن پایه اند [۲۳].
- آن ملکول ها از چند عنصر بیشتر تشکیل نشده اند[۲۴]: هیدروژن، اکسیژن و ترکیباتِ کربنی بیش از ۹۸% اتم هایِ زندگی را ساخته اند و نیتروژن و فسفر هم دو عنصرِ مهمِ دیگر هستند[۲۵].
- ساخت هایِ شیمیایی زندگی[۲۶] واحدی و برهم سازنده اند[۲۷]. زندگی، در بیشترِ موارد، موادِ شیمیایی خود را از همین واحد‌هایِ نسبتا ساده ی برهم سازنده تشکیل می دهد[۲۸].
- عملکردِ بخش های ملکولی سازنده ی زندگی بستگی به شکلِ سه بعدیِ فیزیکی آنها دارد[۲۹]. شکلِ هندسیِ ملکول ها شیوه ی برهم کنش آنها با ملکول هایِ مجاور را تعیین[۳۰] می کند[۳۱].
کربوهیدرات ها که متشکل از هیدروژن، کربن و اکسیژن اند وافر‌ترین بیوملکولِ[۳۲] کره ی زمین هستند[۳۳]. گیاهان[۳۴] این ملکول ها را از طریقِ آب و دی اکسید کربن هم نِهِشته[۳۵] می کنند و سپس آنها چندین نقش در موجودات زنده دارند[۳۶].
- معمولی ترینِ کربوهیدرات ها شکر است که اغلب ساختاری حلقه ای متشکل از ۵، ۶، یا ۷ اتم کربن دارد[۳۷]. وافر‌ترینِ نوع شکرها گلوکز است که ۶ کربنی است[۳۸].
- همانطور که قبلا اشاره شد گلوکز نقشی مرکزی در خوردوخوراک یا سوخت و ساز سلول ها[۳۹] دارد[۴۰].
- گیاهان هم از طریقِ فرآیندِ فتوسنتزی گلوکز را هم نهشته می کنند یعنی با استفاده از انرژیِ خورشید آب و دی اکسید کربن را تبدیل می کنند[۴۱].
- جانوران و گیاهان[۴۲] انرژیِ گلوکز را برای ساختن تری فسفاتِ ادنوسین ATP استفاده می کنند[۴۳] یعنی در فرآیندِ تنفس[۴۴]، ملکولِ شکر را با استفاده از انرژیِ گلوکز اکسیده می کنند و دی اکسید کربن و آب را آزاد می کنند[۴۵].
تک ملکولِ شکر مونوساکارید خوانده می شود. دو ملکول شکر که بهم پیوند می خورند دی ساکارید و چند ملکولی های شکر ( که می توانند زنجیره های پولیمری چندصدهزار ملکولی شکر هم باشند) پُلی ساکارید نامیده می شوند[۴۶].
- نشاسته و سلولز[۴۷] از معمولی ترین پُلی ساکاریدها هستند که از گلوکز و با هم نهشته سازیِ گیاهی بوجود می آیند. هر دو پولیمر در گیاهان نقش ساختاری اما پیوندِ شکر_به_شکری متفاوت دارند.[۴۸]
- نشاسته شبکه ی گسترده ای از زنجیره ها و شاخه های گلوکزی با پیوندهای C-O-C دارند. پیوندهای C-O-C اغلب منعطف هستند و نتیجتاً نشاسته در موادِ معدنی ساختاریِ گیاهان مستحکم نیست[۴۹].
- آنزیم هایِ هاضمه[۵۰] در جانوران نشاسته را به گلوبول های منفردِ گلوکز تبدیل می کند[۵۱].
- تنه، ساقه و شاخه هایِ مستحکمِ گیاهان از سلولُز (که پُلی ساکارید گلوکز می باشد و پیوند‌هایِ مستحکمِ ملکولیِ سه بعدیِ گلوکز دارد[۵۲]) درست شده اند[۵۳].
- هضمِ سلولُز برای جانوران بسادگی ممکن نیست اما موریانه و بعضی دیگر حشرات از طریقِ تولیدِ آنزیم هایی ویژه قادر به شکستن آن پیوندهای مستحکم و هضمِ سلولز هستند[۵۴].
لیپید‌ها[۵۵] یا ترکیباتِ آلی چربی که بخش عمده ای از ساختِ یاخته ها را تشکیل می دهند شاملِ چربی، روغن، واکس و غیره هستند که در آب حل نمی شوند[۵۶] – و در بافت هایِ پوسته ی سلول ها مورد استفاده اند. لیپید‌ها در سلول هایِ انبار انرژی و در هورمون های تنظیم کننده یِ عملکردِ اندام ها و در بسیاری کارکرد‌هایِ تخصصیِ بدن بکارگرفته می شوند[۵۷].
- لیپید‌ها بخش هایِ سازنده یِ چربی اند که انرژی را ذخیره کرده و کارکردِ پوششی نیز دارند[۵۸].
- لیپید‌ها متشکل از کربن و هیدرژن و مقدارِ کمی اکسیژن هستند[۵۹] و ساده ترین آنها چرب اسیدها[۶۰] خوانده می شوند که ستون فقراتی هیدروکربنی شامل ۴ تا ۳۶ اتمِ کربن دارند[۶۱].
- در یک طرفِ ملکولِ چرب اسیدها یک اتمِ کربن با سه هیدروژن CH3 وجود دارد[۶۲]. این پایانه آب را دفع می کند[۶۳]. در پایانه ی دیگر ساختِ ملکولیِ چرب اسیدها گروه COOH را داریم که ملکولِ آب را جذب می کند[۶۴].
- چرب اسید‌هایی با پیوندِ کربنی نوعِ C-C اشبأع شده [۶۵]خوانده می شوند[۶۶] و بقیه که پیوند دوتایی یا دوبلِ نوعِ C=C دارند چرب اسید‌های اشبأع نشده نامیده می شوند[۶۷].
لیپیدهای فسفری[۶۸] طبقه ی ضروری ای از لیپید‌ها هستند[۶۹] که سازنده ی پوسته ی سلول ها[۷۰] می باشند[۷۱].
- ساخت لیپیدهای فسفری[۷۲] شبیه سنجاق سر است و انتهای بازِ آن همان پیوند یک اتمِ کربن با سه هیدروژن CH3 دفعکننده ی آب دارد. انتهای بسته ی آن پیوندِ اتمیِ فسفر و اکسیژن داشته و جذب کننده ی آب است[۷۳].
- هنگامیکه ملکول هایِ لیپیدفسفری[۷۴] در آب قرار می گیرند[۷۵]، بخشِ دافعه بسوی بالا و بخشِ جاذبه رو به پایین[۷۶] سویه می گیرند.[۷۷]
——————————–
چاپ و انتشار این مقالات و فایل های صوتی بدون ذکر نام نویسنده (ر. رخشانی) و مرجع، و هرگونه استفاده برای مقاصد خصوصی و اهداف انتفاعی بدون گرفتن مجوز از نویسنده اکیدا غیر قانونی است.
Life’s molecular building blocks
Cull, Jane. Living Systems: An Introductory Guide to the Theories of Humberto Maturana and Francisco Varela. Createspace Independent Publishing Company, 2013.
Davies, Nicola. Many: The Diversity of Life on Earth. Candlewick, 2017.
Rakhshani, Raymond. Origins of Modernity. Even Development in the Evolution of Science and Technology. South Carolina: CreateSpace, A Division of Amazon Publishing, 2011.
Starr, Cecie, and Taggart, Ralph, and Evert, Christine. Biology: The Unity and Diversity of Life. Cengage Learning, 2015.
molecular building blocks
Capra, Fritjof, and Luisi, Pier Luigi. The Systems View of Life: A Unifying Vision. Cambridge University Press, 2016.
carbohydrates
Toole, Glenn, and Toole, Susan. Biology in Context for Cambridge International A Level. Oxford University Press, 2017.
Black, Marco, and Fotherington, Susan, and Osman, Sibel. Health & Nutrition. International Government Data on Calories, Carbohydrates, Sugar and Fat Counting. Createspace Independent Publishing Platform, 2016.
Lehninger, A.L. and Nelson, D.L. and Cox, M.M. Principles of Biochemistry, 2nd Edition. New York: Worth, 1993.
Jacques, Elliott. The Life and Behavior of Living Organisms: A General Theory. Praeger, 2001.
تغییر نیروی باور و عادت و اعتقاد در موجودی که هزاره ها برداشت های دینی و مذهبی داشته بسیار مشکل است. به گفته قدما “ترک عادت موجب مرض است.” در بیشتر موارد، این انسان ها به نوعی از عرفان خود انگارانه و معنویات گزینشی و تصوف کهن (برداشتن تحت اللفظی متن و نه در بستر تاریخی آن) روی می آورند و برای دریافت های امروزی علم مدرن (که با آن آشنا شده اند) و خود هیچ نقشی در آن نداشته اند، در متون معنوی و خرد کهن به دنبال ریشه یابی علمی می گردند! تعجب آور اینکه این انسان های (اغلب مذهبی سابق و سرخورده از دین کنونی، و حتی در مورد ما مسلمان ها، نمازخوان پیشین ) تحصیل کرده هم هستند! “ترک عادت موجب مرض است.”
Dawkins, Richard. Science in the Soul. Selected Writings of a Passionate Rationalist. Transworld Publishers, Penguin, 2018.
Swanson, Claude. Life Force: Breakthrough Physics of Energy Medicine, Healing, Chi, Quantum Consciousness. Poseidia Press, 2011.
Friedrich Wohler
Woehler, Friedrich, und Liebig, Justus. Aus Justus Liebig und Friedrich Woehler’s Briefwechsel in den Jahren 1829-1873, Vol. 1. Ulan Press, 2012.
Woehler, Friedrich, und Liebig, Justus. Aus Justus Liebig und Friedrich Woehler’s Briefwechsel in den Jahren 1829-1873, Vol. 2. Forgotten Books, 2018.
Lehninger, A.L. and Nelson, D.L. and Cox, M.M. Principles of Biochemistry, 2nd Edition. New York: Worth, 1993.
Alon, Uri. An Introduction to Systems Biology: Design Principles of Biological Circuits. Chapman and Hall, 2019.
Cull, Jane, and Maturana, Humberto, and Davila, Ximena. The Circularity of Life: An Essential Shift for Sustainability. CreateSpace Independent Publishing Company, 2013.
Lane, Nick. The Vital Question: Energy, Evolution, and the Origins of Complex Life. W. W. Norton & Company, 2015.
carbon-based
Gray, Theodore, and Mann, Nick. Molecules: The Elements and the Architecture of Everything. Black Dog & Leventhal, 2018.
Yurifuji, Bumpei. Wonderful Life with the Elements: The Periodic Table Personified. No Starch Press, 2012.
Snedden, Robert. The Diversity of Life: From Single Cells to Multicellular Organisms. Heinemann, 2007.
modular
Smith, Eric, and Morowitz, Harold, J. The Origin and Nature of Life on Earth: The Emergence of the Fourth Geosphere. Cambridge University Press, 2016.
Deamer, David, W. Assembling Life: How Can Life Begin on Earth and Other Habitable Planets? Oxford University Press, 2019.
Yang, Ning, and Goping, Ing Swie. Apoptosis (Colloquium Building Blocks of the Cell: Cell Structure and Function.) Morgan & Claypool, 2013.
Walker, Sara Imari, and Davies, Paul, C. W. and Ellis, George, F. R. From Matter to Life: Information and Causality. Cambridge University Press, 2017.
biomolecule
Zuckerman, Daniel, M. Statistical Physics of Biomolecules: An Introduction. CRC Press, 2010.
Terrazas, April Chloe. Botany: Plants, Cells and Photosynthesis. Super Smart Science, 2014.
synthesize
Abbott, Derek, and Davies, Paul, C. W. and Pati, Arun Kumar. Quantum Aspects of Life. I C P, 2008.
Levy, Daniel, E. and Fuegedi, Peter. The Organic Chemistry of Sugars. CRC Press, 2005.
Chang, Raymond, and Goldsby, Kenneth. General Chemistry: The Essential Concepts. McGraw Hill Education, 2013.
Guisan, Jose, M. Immobilization of Enzymes and Cells. Humana, 2013.
Dwyer, Donard. Glucose Metabolism in the Brain. Academic Press, 2012.
Doelle, H. W. Bacterial Metabolism. Academic Press, 2014.
Brun, G., McKane, L. and Karp, G. Biology: Exploring Life, 2nd Edition. New York: Wiley, 1993.
Masino, Susan, and Boison, Detlev. Adenosine: A Key Link between Metabolism and Brain Activity. Springer, 2012.
Jacobs, Jamie. Metabolism Basics: A Walkthrough Guide to Fermentation and Cellular Respiration. Amazon Digital Services LLC, 2012.
Michelson, Alan, D. and Cattaneo, Marco, and Frelinger, Andrew, and Newman, Peter. Platelets. Academic Press, 2019.
Monosaccharide, disaccharide, and polysaccharide
Starch and cellulose
Brown, J. M. M. and Jaros, G. G. Elementary Medical Biochemistry. Butterworth – Heinemann, 2013.
Batmanian, Laura, and Worrall, Simon, and Ridge, Justin. Biochemistry for Health Professionals. Mosby Australia, 2011.
digestive enzymes
Loomis, Howard, F. Jr. Enzymes: The Key to Health. The Fundamentals. Enzyme Formulations, 2005.
Maloof, Torrey. Photosynthesis. Teacher Created Materials, 2015.
Wertz, Jean-Luc, and Mercier, Jean, P. and Bedue, Olivier. Cellulose Science and Technology. Fundamental Sciences: Chemistry. EPFL Press, 2010.
Griffiths, Ray, and Nicolle, Lorraine. Mitochondria in Health and Disease: Personalized Nutrition for Healthcare Practitioners. Singing Dragon, 2018.
lipids
Gurr, Michael, L. and Harwood, John, L. and Frayn, Keith, N. and Murphy, Dennis, J. and Michell, Robert, H. Lipids: Biochemistry, Biotechnology, and Health. Wiley- Blackwell, 2016.
Brown, J. M. M. and Jaros, G. G. Elementary Medical Biochemistry. Butterworth – Heinemann, 2013.
Ridgeway, Neal, and McLeod, Roger. Biochemistry of Lipid, Lipoproteins and Membranes. Elsevier Science, 2015.
Chang, Raymond, and Goldsby, Kenneth. General Chemistry: The Essential Concepts. McGraw Hill Education, 2013.
fatty acids
Eljamy, Ashour Saleh. Lipid Biochemistry: For Medical Sciences. iUniverse, 2015.
Christie, W. W. and Han, X. Lipid Analysis: Isolation, Separation, Identification and Lipidomic Analysis. Oily Press, 2016.
hydrophobic
hydrophilic
Inoue, Tomoyuki. Microbial Aldolases as C-C Bonding Enzymes: Investigation of Structural- Functional Characteristics and Application for Stereoselective Reactions. VDM Verlag, 2009.
Catala, Angel. Fatty Acids. InTechOpen, 2017.
Saturated and unsaturated
phospholipids
Han, Xianlin. Lipidomics: Comprehensive Mass Spectrometry of Lipids. Wiley, 2016.
cell membranes
Quinn, Peter, J. and Kagan, Valerian, E. Phospholipid Metabolism in Apoptosis (Subcellular Biochemistry.) Springer, 2013.
Hanahan, Donald, J. A Guide to Phospholipid Chemistry. Oxford University Press, 1993.
Hernandez, Jason. Lecithins and Phospholipids: Biochemistry, Properties, and Clinical Significance. Nova Science Publishing Inc., 2015.
Parker, Philip, M. The 2020-2025 World Outlook for Lecithins and Phospholipids. ICON Group International, Inc. 2019.
Costard, Rene. Ultrafast Dynamics of Phospholipid-Water Interfaces: Studied by Non-Linear Time-Resolved Vibrational Spectroscopy. Springer Theses, 2015.
Cevc, George. Phospholipid Handbook. CRC Press, 2010.
Chun, Jerold, and Hla, Timothy, and Spiegel, Sarah, and Moolenaar, Wouter. Lysophospholipid Receptors: Signaling and Biochemistry. Wiley, 2013.
—————————————
ر. رخشانی
«آه، ای یاد کهنه سال[۱]»
آه، ای یادِ کهنه سال
در شبِ تشویش
یا روزِ انتظار،
چگونه این آشفتگان هنوز
خوابِ منجی و
سرابِ معجزه می بینند؟
ای یادِ کهنه سال
آیا راهِ دیگری باقی ست
تا در بیداریِ کوه یا صبوریِ دریا
با هزار آینه پندار و هزار کرانه مِهر،
مگر از خوابِ این انتظار برخیزند
که گویا
یکی بیاید و بر ایشان
هزار خیالِ تازه ببافد؟
آه، ای یادِ کهنه سال
آیا هنوز راهی هست
تا معنایِ لحظه یِ موعود را
نه در سفینه ای در تخیلِ مردگان
نه در خیالِ باطلِ ترانه ای محزون
که در حسِ گنگِ پنهان ترینِ رازها دریابند؟
مگر که روشناییِ پیامِ مهرت را
نه در چنبره یِ چراغی خاموش
نه از روزنه یِ تنگِ پیله ای تیره
که در سیرِ سلوکِ ستاره بنگرند.
————————
Rakhshani, R. Selected Poems. Craetespace, An Amazon.com Company, 2014.
————————————
به کانال تلگرام سایت ملیون ایران بپیوندید