Sairaalapotilaat ja heidän omaiset ovat melko usein kiinnostuneita siitä, mitä biokemia on. Tätä sanaa voidaan käyttää kahdessa merkityksessä: tieteenä ja biokemiallisen verikokeen nimityksenä. Tarkastellaan jokaista niistä.

Biokemia tieteenä

Biologinen tai fysiologinen kemia - biokemia on tiede, joka tutkii minkä tahansa elävän organismin solujen kemiallista koostumusta. Sen tutkimuksessa huomioidaan myös säännönmukaisuudet, joiden mukaan elävissä kudoksissa tapahtuvat kaikki kemialliset reaktiot, jotka varmistavat organismien elintärkeän toiminnan.

Biokemiaan liittyviä tieteenaloja ovat molekyylibiologia, orgaaninen kemia, solubiologia jne. Sanaa "biokemia" voidaan käyttää esimerkiksi lauseessa: "Biokemia erillisenä tieteenä syntyi noin 100 vuotta sitten."

Mutta voit oppia lisää samanlaisesta tieteestä, jos luet artikkelimme.

Veren biokemia

Biokemiallinen verikoe sisältää laboratoriotutkimuksen eri indikaattoreista veressä, kun taas testit otetaan suonesta (laskimopisteen prosessi). Tutkimuksen tulosten perusteella on mahdollista arvioida kehon ja erityisesti elinten ja järjestelmien tilaa. Voit oppia lisää tästä analyysistä osiossa.

Veren biokemian ansiosta voit selvittää, kuinka munuaiset, maksa, sydän toimivat, sekä määrittää reumaattisen tekijän, vesi-suolatasapainon jne.

Elämä ja elottomuus? Kemia ja biokemia? Missä on raja heidän välillään? Ja onko hän olemassa? Missä on yhteys? Avain näiden ongelmien selvittämiseen on pitkään säilynyt luonnon seitsemän lukon takana. Ja vasta 1900-luvulla oli mahdollista paljastaa hieman elämän salaisuuksia, ja monet kardinaalit kysymykset selvitettiin, kun tutkijat saavuttivat tutkimuksen molekyylitasolla. Elämänprosessien fysikaalisten ja kemiallisten perusteiden tuntemisesta on tullut yksi luonnontieteen päätehtävistä, ja juuri tähän suuntaan saatiin mielenkiintoisimmat tulokset, joilla on perustavanlaatuinen teoreettinen merkitys ja jotka lupaavat valtavan tuoton käytännössä. .

Kemia on pitkään katsellut elämän prosesseihin osallistuvia luonnollisia aineita.

Kahden viime vuosisadan aikana kemialla on ollut merkittävä rooli elävän luonnon tuntemisessa. Ensimmäisessä vaiheessa kemiallinen tutkimus oli luonteeltaan kuvailevaa, ja tutkijat eristivät ja karakterisoivat erilaisia ​​luonnollisia aineita, mikro-organismien, kasvien ja eläinten jätetuotteita, joilla oli usein arvokkaita ominaisuuksia (lääkkeet, väriaineet jne.). Kuitenkin vasta suhteellisen hiljattain tämä perinteinen luonnollisten yhdisteiden kemia korvattiin modernilla biokemialla, jonka halu ei vain kuvata, vaan myös selittää, eikä vain yksinkertaisin, vaan myös monimutkaisin elävissä asioissa.

Ekstraorgaaninen biokemia

Ekstraorgaaninen biokemia tieteenä muotoutui 1900-luvun puolivälissä, kun uudet biologian osa-alueet nousivat esiin muiden tieteiden saavutusten hedelmöittyneenä ja kun luonnontieteeseen tuli uuden ajattelutavan asiantuntijoita, joita yhdistää halu ja halu kuvata elävää maailmaa tarkemmin. Eikä ole sattumaa, että saman katon alla vanhanaikaisessa rakennuksessa osoitteessa Akademichesky proezd 18 oli kaksi äskettäin perustettua instituuttia, jotka edustivat kemian ja biologian uusimpia suuntauksia tuolloin - Luonnonyhdisteiden kemian instituutti ja Instituutti. säteily- ja fysikaalis-kemiallinen biologia. Näiden kahden laitoksen oli määrä aloittaa taistelu maassamme biologisten prosessien mekanismien tuntemisesta ja fysiologisesti aktiivisten aineiden rakenteiden yksityiskohtaisesta selvittämisestä.

Tänä aikana molekyylibiologian pääobjektin - deoksiribonukleiinihapon (DNA), kuuluisan "kaksoisheliksin" - ainutlaatuinen rakenne selvisi. (Tämä on pitkä molekyyli, johon, kuten nauhalle tai matriisiin, on tallennettu koko kehon tiedon "teksti".) Ensimmäisen proteiinin, insuliinihormonin, rakenne ilmestyi ja sen kemiallinen synteesi. hormoni oksitosiini suoritettiin onnistuneesti.

Ja mitä biokemia itse asiassa on, mitä se tekee?

Tämä tiede tutkii biologisesti tärkeitä luonnollisia ja keinotekoisia (synteettisiä) rakenteita, kemiallisia yhdisteitä - sekä biopolymeerejä että pienimolekyylisiä aineita. Tarkemmin sanottuna niiden erityisen kemiallisen rakenteen ja vastaavan fysiologisen toiminnon yhteysmallit. Bioorgaanista kemiaa kiinnostaa biologisesti tärkeän aineen molekyylin hieno rakenne, sen sisäiset yhteydet, sen muutoksen dynamiikka ja spesifinen mekanismi, kunkin linkin rooli toiminnon suorittamisessa.

Biokemia on avain proteiinien ymmärtämiseen

Bioorgaaninen kemia on epäilemättä ottanut suuria harppauksia proteiiniaineiden tutkimuksessa. Vuonna 1973 412 aminohappotähteestä koostuvan aspartäydellisen primäärirakenteen selvitys saatiin päätökseen. Se on yksi tärkeimmistä elävän organismin biokatalyyteistä ja yksi suurimmista rakenteellisesti dekoodatuista proteiineista. Myöhemmin määritettiin myös muiden tärkeiden proteiinien rakenne - useita Keski-Aasian kobran myrkystä peräisin olevia hermomyrkkyjä, joita käytetään hermostuneen kiihottumisen välittymismekanismin tutkimuksessa spesifisinä salpaajina, sekä kasvien hemoglobiini keltaisista lupiinikyhmyistä. ja antileukemiaproteiini aktinoksantiini.

Erittäin kiinnostavia ovat rodopsiinit. On jo pitkään tiedetty, että rodopsiini on tärkein proteiini, joka osallistuu eläinten visuaaliseen vastaanottoprosesseihin, ja se on eristetty silmän erityisjärjestelmistä. Tämä ainutlaatuinen proteiini vastaanottaa valosignaalin ja antaa meille mahdollisuuden nähdä. On havaittu, että rodopsiinin kaltaista proteiinia esiintyy myös joissakin mikro-organismeissa, mutta sillä on hyvin erilainen tehtävä (koska bakteerit "eivät näe"). Tässä hän on energiakone, joka syntetisoi energiarikkaita aineita valon kustannuksella. Molemmat proteiinit ovat rakenteeltaan hyvin samanlaisia, mutta niiden tarkoitus on pohjimmiltaan erilainen.

Yksi tärkeimmistä tutkimuskohteista oli geneettisen tiedon toteuttamiseen osallistuva entsyymi. Liikkuessaan DNA-matriisia pitkin se lukee ikään kuin siihen tallennetut perinnölliset tiedot ja syntetisoi tämän perusteella informaatioribonukleiinihappoa. Jälkimmäinen puolestaan ​​toimii matriisina proteiinisynteesiä varten. Tämä entsyymi on valtava proteiini, sen molekyylipaino lähestyy puolta miljoonaa (muista: vedessä on vain 18) ja koostuu useista eri alayksiköistä. Sen rakenteen selvittämisen tarkoituksena oli auttaa vastaamaan biologian tärkeimpään kysymykseen: mikä on mekanismi geneettisen tiedon "poistamiseksi", kuinka tekstin dekoodaus tapahtuu DNA: ssa - perinnöllisyyden pääaineessa.

Peptidit

Tutkijoita houkuttelevat paitsi proteiinit, myös lyhyemmät aminohappoketjut, joita kutsutaan peptideiksi. Niiden joukossa on satoja aineita, joilla on suuri fysiologinen merkitys. Vasopressiini ja angiotensiini osallistuvat verenpaineen säätelyyn, gastriini säätelee mahanesteen eritystä, gramidiini C ja polymyksiini ovat antibiootteja, joihin kuuluu ns. muistiaineita. Valtava biologinen tieto on tallennettu lyhyeen ketjuun, jossa on useita aminohappojen "kirjaimia"!

Nykyään voimme saada keinotekoisesti paitsi minkä tahansa monimutkaisen peptidin, myös yksinkertaisen proteiinin, kuten insuliinin. Tällaisten teosten merkitystä on vaikea yliarvioida.

Luotiin menetelmä peptidien spatiaalisen rakenteen monimutkaiseen analyysiin käyttämällä erilaisia ​​fysikaalisia ja laskennallisia menetelmiä. Mutta peptidin monimutkainen tilavuusarkkitehtuuri määrittää kaikki sen biologisen aktiivisuuden erityispiirteet. Minkä tahansa biologisesti aktiivisen aineen avaruudellinen rakenne tai, kuten sanotaan, sen konformaatio on avain sen toimintamekanismin ymmärtämiseen.

Uuden peptidijärjestelmän - depsipeltidien - edustajien joukosta tiedemiesryhmä löysi hämmästyttävän luonteisia aineita, jotka pystyvät selektiivisesti kuljettamaan metalli-ioneja biologisten kalvojen, niin kutsuttujen ionoforien, läpi. Tärkein niistä on valinomysiini.

Ionoforien löytö muodosti kokonaisen aikakauden membranologiassa, koska se mahdollisti alkalimetalli-ionien - kaliumin ja natriumin - kuljetuksen suunnan muuttamisen biokalvojen läpi. Näiden ionien kuljetus liittyy hermostuneisuusprosesseihin ja hengitysprosesseihin sekä vastaanottoprosesseihin - ulkoisen ympäristön signaalien havaitsemiseen. Valinomysiinin esimerkillä pystyttiin osoittamaan, kuinka biologiset järjestelmät pystyvät valitsemaan vain yhden ionin kymmenien muiden joukosta, sitomaan sen kätevästi kuljetettavaksi kompleksiksi ja siirtämään sen kalvon läpi. Tämä valinomysiinin hämmästyttävä ominaisuus piilee sen tilarakenteessa, joka muistuttaa harjakattoisia rannekoruja.

Toinen ionoforin tyyppi on antibiootti gramicidiini A. Tämä on 15 aminohapon lineaarinen ketju, joka muodostaa avaruudessa kahden molekyylin heliksin, ja kuten havaittiin, tämä on todellinen kaksoiskierre. Ensimmäinen kaksoiskierre proteiinijärjestelmissä! Ja kalvoon rakennettu spiraalirakenne muodostaa eräänlaisen huokosen, kanavan, jonka kautta alkalimetalli-ionit kulkevat kalvon läpi. Yksinkertaisin malli ionikanavasta. On selvää, miksi gramicidiini aiheutti tällaisen myrskyn membranologiassa. Tiedemiehet ovat jo saaneet monia synteettisiä gramisidiinin analogeja; sitä on tutkittu yksityiskohtaisesti keinotekoisilla ja biologisilla kalvoilla. Kuinka paljon kauneutta ja merkitystä näin pienessä näennäisesti pienessä molekyylissä!

Ilman valinomysiinin ja gramicidiinin apua tutkijat vedettiin biologisten kalvojen tutkimukseen.

biologiset kalvot

Mutta kalvojen koostumus sisältää aina yhden pääkomponentin, joka määrittää niiden luonteen. Nämä ovat rasvan kaltaisia ​​aineita tai lipidejä. Lipidimolekyylit ovat kooltaan pieniä, mutta ne muodostavat vahvoja jättikokoisia ryhmiä, jotka muodostavat jatkuvan kalvokerroksen. Proteiinimolekyylit on upotettu tähän kerrokseen - ja tässä on yksi biologisen kalvon malleista.

Miksi biokalvot ovat tärkeitä? Yleensä kalvot ovat elävän organismin tärkeimpiä säätelyjärjestelmiä. Nyt biokalvojen tapaan luodaan tärkeitä teknisiä välineitä - mikroelektrodeja, antureita, suodattimia, polttokennoja... Ja jatkonäkymät kalvoperiaatteiden käytölle tekniikassa ovat todella rajattomat.

Muut biokemian kiinnostuksen kohteet

Näkyvällä paikalla on nukleiinihappojen biokemian tutkimus. Niiden tarkoituksena on selvittää kemiallisen mutageneesin mekanismia sekä ymmärtää nukleiinihappojen ja proteiinien välisen suhteen luonnetta.

Erityistä huomiota on kiinnitetty pitkään keinotekoiseen geenisynteesiin. Geeni tai yksinkertaisesti sanottuna toiminnallisesti merkittävä osa DNA:ta voidaan nykyään saada jo kemiallisella synteesillä. Tämä on yksi tärkeimmistä nyt muodissa olevan "geenitekniikan" alueista. Bioorgaanisen kemian ja molekyylibiologian risteyksessä tehtävät työt vaativat monimutkaisimpien tekniikoiden hallintaa, kemistien ja biologien ystävällistä yhteistyötä.

Toinen biopolymeerien luokka on hiilihydraatit tai polysakkaridit. Tiedämme tämän aineryhmän tyypilliset edustajat - selluloosa, tärkkelys, glykogeeni, juurikassokeri. Mutta elävässä organismissa hiilihydraatit suorittavat monenlaisia ​​​​toimintoja. Tämä on solun suojaaminen vihollisilta (immuniteetti), se on soluseinien tärkein komponentti, osa reseptorijärjestelmiä.

Lopuksi antibiootit. Laboratorioissa on selvitetty sellaisten tärkeiden antibioottiryhmien, kuten streptotrisiinin, olivomysiinin, albofungiinin, abikovkromysiinin ja aureolihapon, rakennetta, joilla on kasvaimia, viruksia ja bakteerien vastaisia ​​vaikutuksia.

Kaikista bioorgaanisen kemian hauista ja saavutuksista on mahdotonta kertoa. Voidaan vain varmuudella sanoa, että bioorganisteilla on enemmän suunnitelmia kuin mitä he ovat tehneet.

Biokemia tekee tiivistä yhteistyötä molekyylibiologian ja biofysiikan kanssa, jotka tutkivat elämää molekyylitasolla. Siitä tuli näiden tutkimusten kemiallinen perusta. Sen uusien menetelmien, uusien tieteellisten käsitteiden luominen ja laaja käyttö edesauttaa biologian edistymistä. Jälkimmäinen puolestaan ​​stimuloi kemian tieteiden kehitystä.

Biokemia on kokonainen tiede, joka tutkii ensinnäkin solujen ja organismien kemiallista koostumusta ja toiseksi niiden elintoiminnan taustalla olevia kemiallisia prosesseja. Saksalainen kemisti nimeltä Carl Neuberg esitteli termin tiedeyhteisössä vuonna 1903.

Itse biokemian prosessit ovat kuitenkin olleet tiedossa muinaisista ajoista lähtien. Ja näiden prosessien perusteella ihmiset leipoivat leipää ja keittivät juustoa, valmistivat viiniä ja muokattiin eläinten nahkoja, hoidettiin sairauksia yrteillä ja sitten lääkkeillä. Ja kaikki tämä perustuu biokemiallisiin prosesseihin.

Joten esimerkiksi tietämättä mitään tieteestä itsestään, 1000-luvulla elänyt arabitutkija ja lääkäri Avicenna kuvasi monia lääkeaineita ja niiden vaikutusta kehoon. Ja Leonardo da Vinci päätteli, että elävä organismi voi elää vain ilmakehässä, jossa liekki voi palaa.

Kuten mikä tahansa muu tiede, biokemia soveltaa omia tutkimus- ja tutkimusmenetelmiään. Ja tärkeimmät niistä ovat kromatografia, sentrifugointi ja elektroforeesi.

Biokemia on nykyään tiede, joka on tehnyt suuren harppauksen kehityksessään. Joten esimerkiksi tuli tunnetuksi, että kaikista maan päällä olevista kemiallisista alkuaineista ihmiskehossa on hieman yli neljäsosa. Ja suurin osa harvinaisista alkuaineista jodia ja seleeniä lukuun ottamatta ovat täysin tarpeettomia ihmiselle elämän tukemiseksi. Mutta kahta yleistä elementtiä, kuten alumiinia ja titaania, ei ole vielä löydetty ihmiskehosta. Ja niitä on yksinkertaisesti mahdotonta löytää - niitä ei tarvita elämään. Ja niistä kaikista vain 6 on niitä, joita ihminen tarvitsee joka päivä, ja juuri niistä kehomme koostuu 99%. Näitä ovat hiili, vety, typpi, happi, kalsium ja fosfori.

Biokemia on tiede, joka tutkii sellaisia ​​tärkeitä tuotteiden komponentteja kuin proteiineja, rasvoja, hiilihydraatteja ja nukleiinihappoja. Nykyään tiedämme melkein kaiken näistä aineista.

Jotkut sekoittavat kaksi tiedettä - biokemian ja orgaanisen kemian. Mutta biokemia on tiede, joka tutkii biologisia prosesseja, joita esiintyy vain elävässä organismissa. Mutta orgaaninen kemia on tiedettä, joka tutkii tiettyjä hiiliyhdisteitä, ja nämä ovat alkoholeja, eettereitä ja aldehydejä ja monia, monia muita yhdisteitä.

Biokemia on myös tiedettä, joka sisältää sytologian eli elävän solun, sen rakenteen, toiminnan, lisääntymisen, ikääntymisen ja kuoleman tutkimuksen. Usein tätä biokemian haaraa kutsutaan molekyylibiologiaksi.

Molekyylibiologia kuitenkin toimii pääsääntöisesti nukleiinihappojen kanssa, mutta biokemistit ovat kiinnostuneempia proteiineista ja entsyymeistä, jotka laukaisevat tiettyjä biokemiallisia reaktioita.

Nykyään biokemia käyttää yhä enemmän geenitekniikan ja biotekniikan kehitystä. Ne ovat kuitenkin itsessään myös erilaisia ​​tieteitä, joita jokainen tutkii omalla tavallaan. Esimerkiksi biotekniikka tutkii solukloonausmenetelmiä ja geenitekniikka yrittää löytää tapoja korvata ihmiskehon sairas geeni terveellä ja siten välttää monien perinnöllisten sairauksien kehittyminen.

Ja kaikki nämä tieteet liittyvät läheisesti toisiinsa, mikä auttaa niitä kehittymään ja työskentelemään ihmiskunnan hyväksi.

Biokemiallinen analyysi - monenlaisten entsyymien, orgaanisten ja mineraaliaineiden tutkimus. Tämä ihmiskehon aineenvaihdunnan analyysi: hiilihydraatti, kivennäisaine, rasva ja proteiini. Muutokset aineenvaihdunnassa osoittavat, onko kyseessä patologia ja missä elimessä.

Tämä analyysi tehdään, jos lääkäri epäilee piilevää sairautta. Analyysin tulos on kehon patologia aivan alkukehityksen vaiheessa, ja asiantuntija voi navigoida lääkkeiden valinnassa.

Tämän analyysin avulla leukemia voidaan havaita varhaisessa vaiheessa, kun oireet eivät ole vielä alkaneet ilmaantua. Tässä tapauksessa voit aloittaa tarvittavien lääkkeiden käytön ja pysäyttää taudin patologisen prosessin.

Näytteenottoprosessin ja analyysin indikaattoriarvot

Analyysia varten veri otetaan suonesta, noin viidestä kymmeneen millilitraa. Se asetetaan erityiseen koeputkeen. Analyysi suoritetaan potilaan tyhjään vatsaan täydellisemmän todenmukaisuuden varmistamiseksi. Jos terveysriskiä ei ole, on suositeltavaa olla ottamatta esiverilääkkeitä.

Analyysin tulosten tulkitsemiseen käytetään informatiivisimpia indikaattoreita:
- glukoosin ja sokerin taso - lisääntynyt indikaattori luonnehtii diabeteksen kehittymistä henkilössä, sen jyrkkä lasku on uhka elämälle;
- kolesteroli - sen lisääntynyt pitoisuus ilmaisee verisuonten ateroskleroosin esiintymisen ja sydän- ja verisuonisairauksien riskin;
- transaminaasit - entsyymit, jotka havaitsevat sairauksia, kuten sydäninfarktin, maksavaurion (hepatiitti) tai minkä tahansa vamman;
- bilirubiini - sen korkeat tasot viittaavat maksavaurioon, punasolujen massiiviseen tuhoutumiseen ja heikentyneeseen sapen ulosvirtaukseen;
- urea ja kreatiini - niiden ylimäärä osoittaa munuaisten ja maksan erittymistoiminnan heikkenemistä;
- kokonaisproteiini - sen indikaattorit muuttuvat, kun kehossa tapahtuu vakava sairaus tai mikä tahansa negatiivinen prosessi;
- amylaasi - on haiman entsyymi, sen tason nousu veressä osoittaa rauhasen tulehdusta - haimatulehdusta.

Edellä mainittujen lisäksi biokemiallisella verikokeella selviää kehon kalium-, rauta-, fosfori- ja klooripitoisuudet. Vain hoitava lääkäri voi tulkita analyysin tulokset, joka määrää asianmukaisen hoidon.

Tässä artikkelissa vastaamme kysymykseen, mikä on biokemia. Tässä tarkastellaan tämän tieteen määritelmää, sen historiaa ja tutkimusmenetelmiä, kiinnitetään huomiota joihinkin prosesseihin ja määritellään sen osat.

Johdanto

Vastatakseen kysymykseen, mitä biokemia on, riittää, kun sanotaan, että se on tiedettä, joka on omistettu organismin elävän solun sisällä tapahtuville kemiallisille koostumuksille ja prosesseille. Siinä on kuitenkin monia osia, joista opittuasi saat tarkemman käsityksen siitä.

Joissakin 1800-luvun jaksoissa termiyksikköä "biokemia" alettiin käyttää ensimmäistä kertaa. Saksalainen kemisti Karl Neuberg esitteli sen kuitenkin tieteellisiin piireihin vasta vuonna 1903. Tämä tiede on biologian ja kemian välissä.

Historiallisia faktoja

Vastatakseen selkeästi kysymykseen, mitä on biokemia, ihmiskunta pystyi vasta noin sata vuotta sitten. Huolimatta siitä, että yhteiskunta käytti muinaisina aikoina biokemiallisia prosesseja ja reaktioita, se ei epäillyt niiden todellista olemusta.

Kaikkein kaukaisimpia esimerkkejä ovat leivän valmistus, viininvalmistus, juuston valmistus jne. Useat kysymykset kasvien lääkinnällisistä ominaisuuksista, terveysongelmista jne. saivat ihmisen syventymään toimintansa perusteisiin ja luonteeseen.

Jo muinaisina aikoina on havaittu yhteisten suuntaviivojen kehitystä, joka lopulta johti biokemian luomiseen. Persiasta peräisin oleva tiedemies-lääkäri kirjoitti 10. vuosisadalla kirjan lääketieteen kaanoneista, jossa hän pystyi kuvailemaan yksityiskohtaisesti erilaisten lääkeaineiden kuvauksia. 1600-luvulla van Helmont ehdotti termiä "entsyymi" ruoansulatusprosesseihin osallistuvan kemiallisen reagenssin yksiköksi.

1700-luvulla, kiitos A.L. Lavoisier ja M.V. Lomonosovin mukaan aineen massan säilymislaki johdettiin. Saman vuosisadan lopulla määritettiin hapen merkitys hengitysprosessissa.

Vuonna 1827 tiede teki mahdolliseksi luoda biologisten molekyylien jaon rasvojen, proteiinien ja hiilihydraattien yhdisteiksi. Nämä termit ovat edelleen käytössä. Vuotta myöhemmin F. Wöhlerin työssä todistettiin, että elävien järjestelmien aineet voidaan syntetisoida keinotekoisin keinoin. Toinen tärkeä tapahtuma oli orgaanisten yhdisteiden rakenneteorian valmistelu ja kokoaminen.

Biokemian perusteet muodostuivat satojen vuosien aikana, mutta ne omaksuivat selkeän määritelmän vuonna 1903. Tästä tieteestä tuli ensimmäinen tieteenala biologian luokasta, jolla oli oma matemaattisten analyysien järjestelmä.

25 vuotta myöhemmin, vuonna 1928, F. Griffith suoritti kokeen, jonka tarkoituksena oli tutkia transformaatiomekanismia. Tiedemies infektoi hiiret pneumokokkeilla. Hän tappoi yhden kannan bakteerit ja lisäsi ne toisen kannan bakteereihin. Tutkimus osoitti, että tauteja aiheuttavien aineiden jalostusprosessi johti nukleiinihapon, ei proteiinin, tuotantoon. Löytöluetteloa täydennetään parhaillaan.

Liittyvien tieteenalojen saatavuus

Biokemia on erillinen tiede, mutta sen luomista edelsi kemian orgaanisen osan aktiivinen kehitysprosessi. Suurin ero on tutkimuskohteissa. Biokemiassa otetaan huomioon vain ne aineet tai prosessit, jotka voivat esiintyä elävien organismien olosuhteissa, ei niiden ulkopuolella.

Lopulta biokemia sisälsi molekyylibiologian käsitteen. He eroavat toisistaan ​​lähinnä toimintatapojen ja opiskelijoidensa suhteen. Tällä hetkellä terminologisia yksiköitä "biokemia" ja "molekyylibiologia" on alettu käyttää synonyymeinä.

Osioiden saatavuus

Tähän mennessä biokemia sisältää useita tutkimusalueita, mukaan lukien:

Staattisen biokemian ala - tiede elävien asioiden kemiallisesta koostumuksesta, rakenteista ja molekyylien monimuotoisuudesta, toiminnoista jne.

On olemassa useita osioita, jotka tutkivat proteiinien, lipidien, hiilihydraattien, aminohappomolekyylien biologisia polymeerejä sekä nukleiinihappoja ja itse nukleotidia.

Biokemia, joka tutkii vitamiineja, niiden roolia ja vaikutusmuotoa elimistössä, mahdollisia elintoimintojen häiriöitä puutteen tai liiallisen määrän yhteydessä.

Hormonibiokemia on tiedettä, joka tutkii hormoneja, niiden biologista vaikutusta, puutteen tai ylimäärän syitä.

Tiede aineenvaihdunnasta ja sen mekanismeista on biokemian dynaaminen osa (mukaan lukien bioenergetiikka).

Molekyylibiologian tutkimus.

Biokemian toiminnallinen komponentti tutkii kemiallisten muutosten ilmiötä, joka vastaa kehon kaikkien osien toimivuudesta kudoksista koko kehoon asti.

Lääketieteellinen biokemia - osio kehon rakenteiden välisistä aineenvaihdunnan malleista sairauksien vaikutuksen alaisena.

Mikro-organismien, ihmisten, eläinten, kasvien, veren, kudosten jne. biokemiassa on myös haaroja.

Tutkimus- ja ongelmanratkaisutyökalut

Biokemian menetelmät perustuvat fraktiointiin, analysointiin, yksityiskohtaiseen tutkimukseen ja sekä yksittäisen komponentin että koko organismin tai sen aineen rakenteen huomioimiseen. Suurin osa niistä muodostui 1900-luvulla, ja tunnetuin oli kromatografia - sentrifugointi- ja elektroforeesiprosessi.



1900-luvun lopulla biokemiallisia menetelmiä alettiin soveltaa yhä useammin biologian molekyyli- ja soluhaaroihin. Ihmisen koko DNA-genomin rakenne on selvitetty. Tämä löytö antoi mahdollisuuden oppia valtavan määrän aineita, erityisesti erilaisia ​​proteiineja, joita ei havaittu biomassan puhdistuksen aikana niiden äärimmäisen alhaisen pitoisuuden vuoksi.

Genomiikka on kyseenalaistanut valtavan määrän biokemiallista tietoa ja johtanut sen metodologian muutoksiin. Tietokonevirtuaalisimuloinnin käsite ilmestyi.

Kemiallinen komponentti

Fysiologia ja biokemia liittyvät läheisesti toisiinsa. Tämä selittyy kaikkien fysiologisten prosessien kulun normin riippuvuudella eri kemiallisten alkuaineiden sisällöllä.



Luonnossa kemiallisten alkuaineiden jaksollisesta taulukosta löytyy 90 komponenttia, mutta noin neljännes tarvitaan elämään. Kehomme ei tarvitse monia harvinaisia ​​komponentteja ollenkaan.

Taksonin erilainen asema elävien olentojen hierarkkisessa taulukossa aiheuttaa erilaisen tarpeen tiettyjen alkuaineiden läsnäololle.

99 % ihmisen massasta koostuu kuudesta alkuaineesta (C, H, N, O, F, Ca). Tämäntyyppisten aineita muodostavien atomien pääasiallisen määrän lisäksi tarvitsemme vielä 19 alkuainetta, mutta pieninä tai mikroskooppisina tilavuuksina. Niitä ovat: Zn, Ni, Ma, K, Cl, Na ja muut.

Proteiinin biomolekyyli

Biokemian tärkeimmät molekyylit ovat hiilihydraatit, proteiinit, lipidit, nukleiinihapot, ja tämän tieteen huomio on keskittynyt niiden hybrideihin.

Proteiinit ovat suuria yhdisteitä. Ne muodostuvat yhdistämällä monomeerien - aminohappojen - ketjuja. Useimmat elävät olennot saavat proteiineja kahdenkymmenen tyyppisen näiden yhdisteiden synteesin kautta.

Nämä monomeerit eroavat toisistaan ​​radikaaliryhmän rakenteessa, jolla on valtava rooli proteiinin laskostumisen aikana. Tämän prosessin tarkoituksena on muodostaa kolmiulotteinen rakenne. Aminohapot kytkeytyvät toisiinsa muodostamalla peptidisidoksia.

Vastattaessa kysymykseen, mitä biokemia on, ei voida jättää mainitsematta sellaisia ​​monimutkaisia ​​ja monitoimisia biologisia makromolekyylejä kuin proteiineja. Heillä on suoritettavaa enemmän tehtäviä kuin polysakkarideilla tai nukleiinihapoilla.

Joitakin proteiineja edustavat entsyymit ja ne katalysoivat erilaisia ​​biokemiallisia reaktioita, mikä on erittäin tärkeää aineenvaihdunnalle. Muut proteiinimolekyylit voivat toimia signalointimekanismeina, muodostaa sytoskeletonia, osallistua immuunipuolustukseen jne.

Jotkut proteiinityypit pystyvät muodostamaan ei-proteiinisia biomolekyylikomplekseja. Aineet, jotka syntyvät yhdistämällä proteiineja oligosakkarideihin, mahdollistavat molekyylien, kuten glykoproteiinien, olemassaolon, ja vuorovaikutus lipidien kanssa johtaa lipoproteiineihin.

nukleiinihappomolekyyli

Nukleiinihappoja edustavat makromolekyylien kompleksit, jotka koostuvat ketjujen polynukleotidijoukosta. Niiden pääasiallinen toiminnallinen tarkoitus on koodata perinnöllistä tietoa. Nukleiinihapposynteesi tapahtuu mononukleosiditri(ATP, TTP, UTP, GTP, CTP) läsnäolon vuoksi.

Tällaisten happojen yleisimmät edustajat ovat DNA ja RNA. Näitä rakenneosia löytyy jokaisesta elävästä solusta arkeista eukaryooteihin ja jopa viruksiin.

lipidimolekyyli

Lipidit ovat glyserolista koostuvia molekyyliaineita, joihin rasvahappoja (1-3) on kiinnittynyt esterisidoksilla. Tällaiset aineet jaetaan ryhmiin hiilivetyketjun pituuden mukaan ja kiinnittävät myös huomiota kyllästymiseen. Veden biokemia ei salli sen liuottaa lipidien (rasvojen) yhdisteitä. Yleensä tällaiset aineet liukenevat polaarisiin liuoksiin.



Lipidien päätehtävä on tarjota energiaa keholle. Jotkut ovat osa hormoneja, voivat suorittaa signalointitoiminnon tai kuljettaa lipofiilisiä molekyylejä.

hiilihydraattimolekyyli

Hiilihydraatit ovat biopolymeerejä, jotka muodostuvat yhdistämällä monomeerejä, joita tässä tapauksessa edustavat monosakkaridit, kuten esimerkiksi glukoosi tai fruktoosi. Kasvien biokemian tutkimus antoi henkilölle mahdollisuuden määrittää, että suurin osa hiilihydraateista sisältyy niihin.

Näitä biopolymeereja voidaan soveltaa rakenteelliseen toimintaan ja energiaresurssien tarjoamiseen keholle tai solulle. Kasveissa tärkein varastoaine on tärkkelys, kun taas eläimissä se on glykogeeni.

Krebsin syklin kulku

Biokemiassa on Krebsin sykli - ilmiö, jonka aikana suurin osa eukaryoottisista organismeista saa suurimman osan syömänsä ruoan hapettumisprosesseihin käytetystä energiasta.

Se voidaan havaita solujen mitokondrioissa. Se muodostuu useiden reaktioiden kautta, joiden aikana vapautuu "piilotetun" energian varantoja.

Biokemiassa Krebsin kierto on tärkeä osa yleistä hengitysprosessia ja materiaalin aineenvaihduntaa solujen sisällä. Syklin löysi ja tutki H. Krebs. Tästä tiedemies sai Nobel-palkinnon.

Tätä prosessia kutsutaan myös elektroninsiirtojärjestelmäksi. Tämä johtuu samanaikaisesti ATP:n muuntamisesta ADP:ksi. Ensimmäinen yhdiste puolestaan ​​osallistuu aineenvaihduntareaktioiden tarjoamiseen vapauttamalla energiaa.

Biokemia ja lääketiede

Lääketieteen biokemia esitetään meille tieteenä, joka kattaa monia biologisten ja kemiallisten prosessien alueita. Tällä hetkellä koulutuksessa on kokonainen ala, joka kouluttaa asiantuntijoita näihin tutkimuksiin.

Täällä he tutkivat kaikkea elävää: bakteereista tai viruksista ihmiskehoon. Biokemistin erikoisuus antaa tutkittavalle mahdollisuuden seurata diagnoosia ja analysoida yksittäiseen yksikköön soveltuvaa hoitoa, tehdä johtopäätöksiä jne.



Tämän alan korkeasti pätevän asiantuntijan valmistelemiseksi sinun on opetettava hänelle luonnontieteet, lääketieteen perusteet ja bioteknologian tieteenalat, he suorittavat monia biokemian testejä. Lisäksi opiskelijalla on mahdollisuus soveltaa tietojaan käytännössä.

biokemian yliopistot ovat tällä hetkellä saamassa yhä enemmän suosiota, mikä johtuu tämän tieteen nopeasta kehityksestä, sen merkityksestä ihmisille, kysynnästä jne.

Tunnetuimmista oppilaitoksista, joissa tämän tieteenalan asiantuntijoita koulutetaan, suosituimmat ja merkittävimmät ovat: Moskovan valtionyliopisto. Lomonosov, PSPU im. Belinsky, Moskovan valtionyliopisto. Ogareva, Kazanin ja Krasnojarskin valtionyliopistot ja muut.

Luettelo tällaisiin yliopistoihin pääsyä varten vaadittavista asiakirjoista ei eroa muihin korkeakouluihin pääsyn luettelosta. Biologia ja kemia ovat tärkeimmät aineet, jotka on suoritettava sisäänpääsyn yhteydessä.