Nemocniční pacienti a ich príbuzní sa pomerne často zaujímajú o to, čo je biochémia. Toto slovo možno použiť v dvoch významoch: ako vedu a ako označenie biochemického krvného testu. Uvažujme o každom z nich.

Biochémia ako veda

Biologická alebo fyziologická chémia - biochémia - je veda, ktorá študuje chemické zloženie buniek akýchkoľvek živých organizmov. V priebehu štúdia sa berú do úvahy aj vzory, podľa ktorých sa v živých tkanivách vyskytujú všetky chemické reakcie, ktoré zabezpečujú životne dôležitú činnosť organizmov.

Vedecké disciplíny súvisiace s biochémiou sú molekulárna biológia, organická chémia, bunková biológia a pod. Slovo biochémia možno použiť napríklad vo vete: „Biochémia ako samostatná veda vznikla asi pred 100 rokmi.“

Ale o podobnej vede sa môžete dozvedieť viac, ak si prečítate náš článok.

Biochémia krvi

Biochemický krvný test zahŕňa laboratórnu štúdiu rôznych ukazovateľov v krvi, pričom testy sa odoberajú z žily (proces venepunkcie). Na základe výsledkov štúdie je možné posúdiť stav tela, konkrétne orgánov a systémov. Viac o tejto analýze sa dozviete v našej sekcii.

Vďaka biochémii krvi môžete zistiť, ako fungujú obličky, pečeň, srdce, ako aj určiť reumatický faktor, rovnováhu voda-soľ atď.

Životné a neživé? Chémia a biochémia? Kde je medzi nimi hranica? A ona existuje? Kde je spojenie? Kľúč k rozlúšteniu týchto problémov príroda dlho uchovávala za siedmimi zámkami. A až v 20. storočí bolo možné trochu odhaliť tajomstvá života a mnohé zásadné otázky boli objasnené, keď vedci dosiahli výskum na molekulárnej úrovni. Poznanie fyzikálnych a chemických základov životných procesov sa stalo jednou z hlavných úloh prírodných vied a práve v tomto smere sa dosiahli najzaujímavejšie výsledky, ktoré majú zásadný teoretický význam a sľubujú obrovský výstup v praxi. .

Chémia už dlho sleduje prírodné látky zapojené do životných procesov.

Počas posledných dvoch storočí bola chémia predurčená na to, aby zohrávala významnú úlohu v poznaní živej prírody. V prvej fáze mala chemická štúdia popisný charakter a vedci izolovali a charakterizovali rôzne prírodné látky, odpadové produkty mikroorganizmov, rastlín a živočíchov, ktoré mali často cenné vlastnosti (lieky, farbivá atď.). Len relatívne nedávno však túto tradičnú chémiu prírodných zlúčenín nahradila moderná biochémia s túžbou nielen popísať, ale aj vysvetľovať, a to nielen to najjednoduchšie, ale aj najzložitejšie v živých organizmoch.

Extraorganická biochémia

Extraorganická biochémia ako veda sa formovala v polovici 20. storočia, keď na scénu vtrhli nové oblasti biológie, oplodnené výdobytkami iných vied a keď do prírodných vied prišli špecialisti nového zmýšľania, spojení túžbou a túžba presnejšie opísať živý svet. A nie je náhoda, že pod jednou strechou staromódnej budovy na Akademičskom proezde 18 boli dva novoorganizované ústavy reprezentujúce vtedajšie najnovšie trendy chemickej a biologickej vedy - Ústav chémie prírodných látok a Ústav radiačnej a fyzikálno-chemickej biológie. Tieto dve inštitúcie boli predurčené na to, aby u nás začali boj o poznanie mechanizmov biologických procesov a podrobné objasnenie štruktúr fyziologicky aktívnych látok.

V tomto období sa vyjasnila jedinečná štruktúra hlavného objektu molekulárnej biológie - deoxyribonukleovej kyseliny (DNA), známej "dvojitej špirály". (Je to dlhá molekula, na ktorej je, podobne ako na páske alebo matrici, zaznamenaný úplný „text“ všetkých informácií o tele.) Objavila sa štruktúra prvého proteínu, hormónu inzulínu, a chemická syntéza hormón oxytocín bol úspešne vykonaný.

A čo je to vlastne biochémia, čo robí?

Táto veda študuje biologicky dôležité prírodné a umelé (syntetické) štruktúry, chemické zlúčeniny – tak biopolyméry, ako aj látky s nízkou molekulovou hmotnosťou. Presnejšie, vzory spojenia ich špecifickej chemickej štruktúry s príslušnou fyziologickou funkciou. Bioorganická chémia sa zaujíma o jemnú štruktúru molekuly biologicky významnej látky, jej vnútorné súvislosti, dynamiku a špecifický mechanizmus jej zmeny, úlohu každého jej článku pri plnení funkcie.

Biochémia je kľúčom k pochopeniu proteínov

Bioorganická chémia nepochybne urobila veľké pokroky v štúdiu proteínových látok. Ešte v roku 1973 bolo dokončené objasnenie kompletnej primárnej štruktúry enzýmu aspartátaminotransferázy pozostávajúcej zo 412 aminokyselinových zvyškov. Je to jeden z najdôležitejších biokatalyzátorov živého organizmu a jeden z najväčších štruktúrne dekódovaných proteínov. Neskôr bola stanovená aj štruktúra ďalších dôležitých bielkovín - niekoľkých neurotoxínov z jedu kobry stredoázijskej, ktoré sa využívajú pri štúdiu mechanizmu prenosu nervového vzruchu ako špecifické blokátory, ako aj rastlinného hemoglobínu z uzlín hl. žltá lupina a antileukemický proteín aktinoxantín.

Veľmi zaujímavé sú rodopsíny. Už dlho je známe, že rodopsín je hlavným proteínom zapojeným do procesov vizuálneho príjmu u zvierat a je izolovaný zo špeciálnych systémov oka. Tento jedinečný proteín prijíma svetelný signál a poskytuje nám schopnosť vidieť. Zistilo sa, že proteín podobný rodopsínu sa vyskytuje aj v niektorých mikroorganizmoch, ale má veľmi odlišnú funkciu (pretože baktérie „nevidia“). Tu je energetickým strojom, ktorý syntetizuje energeticky bohaté látky na úkor svetla. Oba proteíny sú štruktúrou veľmi podobné, ale ich účel je zásadne odlišný.

Jedným z najdôležitejších predmetov štúdia bol enzým podieľajúci sa na implementácii genetickej informácie. Pohybuje sa po matrici DNA, číta akoby dedičnú informáciu v nej zaznamenanú a na tomto základe syntetizuje informačnú ribonukleovú kyselinu. Ten zase slúži ako matrica pre syntézu proteínov. Tento enzým je obrovský proteín, jeho molekulová hmotnosť sa blíži k pol miliónu (pamätajte: voda má len 18) a pozostáva z niekoľkých rôznych podjednotiek. Objasnenie jeho štruktúry malo pomôcť odpovedať na najdôležitejšiu otázku biológie: aký je mechanizmus „odstraňovania“ genetickej informácie, ako prebieha dekódovanie textu zapísaného v DNA – hlavnej podstaty dedičnosti.

Peptidy

Vedcov lákajú nielen bielkoviny, ale aj kratšie reťazce aminokyselín nazývané peptidy. Medzi nimi sú stovky látok s veľkým fyziologickým významom. Vazopresín a angiotenzín sa podieľajú na regulácii krvného tlaku, gastrín riadi sekréciu žalúdočnej šťavy, gramicidín C a polymyxín sú antibiotiká, medzi ktoré patria pamäťové látky tzv. Obrovské biologické informácie sú zaznamenané v krátkom reťazci s niekoľkými „písmenami“ aminokyselín!

Dnes vieme umelo získať nielen akýkoľvek komplexný peptid, ale aj jednoduchý proteín, akým je inzulín. Je ťažké preceňovať význam takýchto diel.

Bola vytvorená metóda pre komplexnú analýzu priestorovej štruktúry peptidov pomocou rôznych fyzikálnych a výpočtových metód. Ale komplexná objemová architektúra peptidu určuje všetky špecifiká jeho biologickej aktivity. Priestorová štruktúra akejkoľvek biologicky aktívnej látky alebo, ako sa hovorí, jej konformácia je kľúčom k pochopeniu mechanizmu jej účinku.

Medzi predstaviteľmi novej triedy peptidových systémov – depsipeltidov – objavil tím vedcov látky úžasnej povahy, schopné selektívne transportovať ióny kovov cez biologické membrány, takzvané ionofóry. Hlavným z nich je valinomycín.

Objav ionofórov predstavoval celú éru v membranológii, pretože umožnil smerovú zmenu transportu iónov alkalických kovov – draslíka a sodíka – cez biomembrány. Transport týchto iónov je spojený s procesmi nervovej excitácie a procesmi dýchania a procesmi prijímania - vnímania signálov z vonkajšieho prostredia. Na príklade valinomycínu bolo možné ukázať, ako sú biologické systémy schopné vybrať len jeden ión z desiatok ďalších, naviazať ho do pohodlne transportovateľného komplexu a preniesť cez membránu. Táto úžasná vlastnosť valinomycínu spočíva v jeho priestorovej štruktúre, ktorá pripomína prelamovaný náramok.

Ďalším typom ionofóru je antibiotikum gramicidín A. Ide o lineárny reťazec 15 aminokyselín, v priestore tvorí špirálu dvoch molekúl, a ako sa zistilo, ide o pravú dvojitú špirálu. Prvá dvojitá špirála v proteínových systémoch! Špirálová štruktúra, zabudovaná do membrány, tvorí akýsi pór, kanál, cez ktorý prechádzajú ióny alkalických kovov cez membránu. Najjednoduchší model iónového kanála. Je jasné, prečo gramicidín spôsobil takú búrku v membranológii. Vedci už získali mnoho syntetických analógov gramicidínu, ktorý bol podrobne študovaný na umelých a biologických membránach. Koľko krásy a významu v takej zdanlivo malej molekule!

Nie bez pomoci valinomycínu a gramicidínu boli vedci vtiahnutí do štúdia biologických membrán.

biologické membrány

Ale zloženie membrán vždy obsahuje ešte jednu hlavnú zložku, ktorá určuje ich povahu. Ide o látky podobné tukom, čiže lipidy. Molekuly lipidov majú malú veľkosť, ale tvoria silné obrovské súbory, ktoré tvoria súvislú membránovú vrstvu. V tejto vrstve sú zapustené molekuly bielkovín – a tu je jeden z modelov biologickej membrány.

Prečo sú biomembrány dôležité? Vo všeobecnosti sú membrány najdôležitejšími regulačnými systémami živého organizmu. Teraz v podobe biomembrán vznikajú dôležité technické prostriedky - mikroelektródy, senzory, filtre, palivové články... A ďalšie vyhliadky na využitie membránových princípov v technike sú skutočne neobmedzené.

Ďalšie biochemické záujmy

Popredné miesto zaujíma výskum biochémie nukleových kyselín. Sú zamerané na dešifrovanie mechanizmu chemickej mutagenézy, ako aj na pochopenie podstaty vzťahu medzi nukleovými kyselinami a proteínmi.

Osobitná pozornosť sa už dlho sústreďuje na umelú génovú syntézu. Gén, alebo zjednodušene povedané, funkčne významný úsek DNA, sa dnes už dá získať chemickou syntézou. Toto je jedna z dôležitých oblastí dnes módneho „genetického inžinierstva“. Práce na priesečníku bioorganickej chémie a molekulárnej biológie si vyžadujú zvládnutie najzložitejších techník, priateľskú spoluprácu chemikov a biológov.

Ďalšou triedou biopolymérov sú sacharidy alebo polysacharidy. Poznáme typických predstaviteľov tejto skupiny látok – celulózu, škrob, glykogén, repný cukor. V živom organizme však sacharidy vykonávajú širokú škálu funkcií. Ide o ochranu bunky pred nepriateľmi (imunita), je to najdôležitejšia zložka bunkových stien, zložka receptorových systémov.

Nakoniec antibiotiká. V laboratóriách bola objasnená štruktúra takých dôležitých skupín antibiotík ako je streptotricín, olivomycín, albofungín, abikovchromycín, kyselina aureolová, ktoré majú protinádorovú, antivírusovú a antibakteriálnu aktivitu.

Nie je možné povedať o všetkých výskumoch a úspechoch bioorganickej chémie. S určitosťou možno povedať len to, že bioorganici majú viac plánov, ako urobili.

Biochémia úzko spolupracuje s molekulárnou biológiou, biofyzikou, ktorá študuje život na molekulárnej úrovni. To sa stalo chemickým základom týchto štúdií. K ďalšiemu pokroku biológie prispieva tvorba a široké používanie jej nových metód, nových vedeckých konceptov. To druhé zase stimuluje rozvoj chemických vied.

Biochémia je celá veda, ktorá študuje po prvé chemické zloženie buniek a organizmov a po druhé chemické procesy, ktoré sú základom ich životnej činnosti. Tento termín zaviedol do vedeckej komunity v roku 1903 nemecký chemik Carl Neuberg.

Samotné procesy biochémie sú však známe už od staroveku. A na základe týchto procesov ľudia piekli chlieb a varili syr, vyrábali víno a obliekali zvieracie kože, liečili choroby bylinkami a potom liekmi. A to všetko je založené na biochemických procesoch.

A tak napríklad arabský vedec a lekár Avicenna, ktorý žil v 10. storočí, bez toho, aby vedel čokoľvek o vede samotnej, opísal mnohé liečivé látky a ich účinok na organizmus. A Leonardo da Vinci dospel k záveru, že živý organizmus môže žiť len v atmosfére, v ktorej môže horieť plameň.

Ako každá iná veda, aj biochémia uplatňuje svoje vlastné metódy výskumu a štúdia. A najdôležitejšie z nich sú chromatografia, centrifugácia a elektroforéza.

Biochémia je dnes veda, ktorá vo svojom vývoji urobila veľký skok. Napríklad sa stalo známym, že zo všetkých chemických prvkov na Zemi je o niečo viac ako štvrtina prítomná v ľudskom tele. A väčšina vzácnych prvkov, okrem jódu a selénu, je pre človeka na udržanie života úplne zbytočná. Ale také dva bežné prvky ako hliník a titán sa v ľudskom tele ešte nenašli. A je jednoducho nemožné ich nájsť - nie sú potrebné pre život. A spomedzi všetkých je len 6 tých, ktoré človek potrebuje každý deň a práve z nich sa naše telo skladá z 99%. Sú to uhlík, vodík, dusík, kyslík, vápnik a fosfor.

Biochémia je veda, ktorá študuje také dôležité zložky produktov, ako sú bielkoviny, tuky, sacharidy a nukleové kyseliny. Dnes o týchto látkach vieme takmer všetko.

Niektorí si zamieňajú dve vedy – biochémiu a organickú chémiu. Ale biochémia je veda, ktorá študuje biologické procesy, ktoré sa vyskytujú iba v živom organizme. Ale organická chémia je veda, ktorá študuje určité zlúčeniny uhlíka, a to sú alkoholy, étery, aldehydy a mnoho, mnoho ďalších zlúčenín.

Biochémia je tiež veda, ktorá zahŕňa cytológiu, teda štúdium živej bunky, jej štruktúry, fungovania, rozmnožovania, starnutia a smrti. Toto odvetvie biochémie sa často nazýva molekulárna biológia.

Molekulárna biológia však spravidla pracuje s nukleovými kyselinami, ale biochemikov viac zaujímajú proteíny a enzýmy, ktoré spúšťajú určité biochemické reakcie.

V súčasnosti biochémia čoraz viac využíva vývoj genetického inžinierstva a biotechnológie. Samy o sebe sú to však aj odlišné vedy, z ktorých každý študuje to svoje. Napríklad biotechnológia študuje metódy klonovania buniek a genetické inžinierstvo sa snaží nájsť spôsoby, ako nahradiť chorý gén v ľudskom tele zdravým a vyhnúť sa tak vzniku mnohých dedičných chorôb.

A všetky tieto vedy sú úzko prepojené, čo im pomáha rozvíjať sa a pracovať v prospech ľudstva.

Biochemická analýza - štúdium širokého spektra enzýmov, organických a minerálnych látok. Táto analýza metabolizmu v ľudskom tele: uhľohydráty, minerály, tuky a bielkoviny. Zmeny v metabolizme ukazujú, či existuje patológia a v ktorom konkrétnom orgáne.

Táto analýza sa robí, ak má lekár podozrenie na skryté ochorenie. Výsledkom analýzy je patológia v tele v počiatočnom štádiu vývoja a odborník sa môže orientovať pri výbere liekov.

Pomocou tejto analýzy možno leukémiu odhaliť v počiatočnom štádiu, keď sa príznaky ešte nezačali objavovať. V tomto prípade môžete začať užívať potrebné lieky a zastaviť patologický proces ochorenia.

Proces odberu vzoriek a analýzy hodnôt ukazovateľov

Na analýzu sa odoberie krv zo žily, asi päť až desať mililitrov. Umiestňuje sa do špeciálnej skúmavky. Analýza sa pre úplnejšiu pravdivosť vykonáva na prázdny žalúdok pacienta. Ak nehrozí žiadne zdravotné riziko, odporúča sa neužívať lieky pred krvou.

Na interpretáciu výsledkov analýzy sa používajú najinformatívnejšie ukazovatele:
- hladina glukózy a cukru - zvýšený indikátor charakterizuje vývoj diabetes mellitus u človeka, jeho prudké zníženie predstavuje hrozbu pre život;
- cholesterol - jeho zvýšený obsah poukazuje na prítomnosť cievnej aterosklerózy a riziko kardiovaskulárnych ochorení;
- transaminázy - enzýmy, ktoré zisťujú ochorenia, ako je infarkt myokardu, poškodenie pečene (hepatitída) alebo prítomnosť akéhokoľvek poranenia;
- bilirubín - jeho vysoké hladiny naznačujú poškodenie pečene, masívnu deštrukciu červených krviniek a zhoršený odtok žlče;
- močovina a kreatín - ich nadbytok poukazuje na oslabenie vylučovacej funkcie obličiek a pečene;
- celkový proteín - jeho ukazovatele sa menia, keď sa v tele vyskytne vážna choroba alebo akýkoľvek negatívny proces;
- amyláza - je enzým pankreasu, zvýšenie jeho hladiny v krvi svedčí o zápale žľazy - pankreatitíde.

Okrem vyššie uvedeného sa biochemickým krvným testom zisťuje obsah draslíka, železa, fosforu a chlóru v tele. Výsledky analýzy môže dešifrovať iba ošetrujúci lekár, ktorý predpíše vhodnú liečbu.

V tomto článku odpovieme na otázku, čo je biochémia. Tu sa budeme zaoberať definíciou tejto vedy, jej históriou a metódami výskumu, venovať pozornosť niektorým procesom a definovať jej časti.

Úvod

Na zodpovedanie otázky, čo je biochémia, stačí povedať, že ide o vedu venovanú chemickému zloženiu a procesom prebiehajúcim vo vnútri živej bunky organizmu. Má však veľa komponentov, keď sa ich naučíte, môžete o ňom získať konkrétnejšiu predstavu.

V niektorých časových epizódach 19. storočia sa prvýkrát začala používať terminologická jednotka „biochémia“. Do vedeckých kruhov ho však uviedol až v roku 1903 chemik z Nemecka – Karl Neuberg. Táto veda zaujíma strednú pozíciu medzi biológiou a chémiou.

Historické fakty

Ak chcete jasne odpovedať na otázku, čo je biochémia, ľudstvo dokázalo len asi pred sto rokmi. Napriek tomu, že spoločnosť v dávnych dobách využívala biochemické procesy a reakcie, netušila prítomnosť ich pravej podstaty.

Niektoré z najvzdialenejších príkladov sú výroba chleba, vína, syra atď. Množstvo otázok o liečivých vlastnostiach rastlín, zdravotných problémoch atď. prinútilo človeka ponoriť sa do podstaty a povahy ich činnosti.

Vývoj spoločného súboru smerov, ktoré nakoniec viedli k vytvoreniu biochémie, sa pozoruje už v staroveku. Vedec-lekár z Perzie v desiatom storočí napísal knihu o kánonoch lekárskej vedy, kde dokázal podrobne opísať popis rôznych liečivých látok. V 17. storočí van Helmont navrhol termín „enzým“ ako jednotku chemického činidla podieľajúceho sa na tráviacich procesoch.

V 18. storočí vďaka práci A.L. Lavoisier a M.V. Lomonosov bol odvodený zákon zachovania hmoty hmoty. Koncom toho istého storočia sa zistila dôležitosť kyslíka v procese dýchania.

V roku 1827 veda umožnila vytvoriť rozdelenie biologických molekúl na zlúčeniny tukov, bielkovín a sacharidov. Tieto výrazy sa používajú dodnes. O rok neskôr sa v diele F. Wöhlera dokázalo, že látky živých systémov sa dajú syntetizovať umelými prostriedkami. Ďalšou významnou udalosťou bola príprava a zostavenie teórie štruktúry organických zlúčenín.

Základy biochémie sa formovali počas mnohých stoviek rokov, ale jasnú definíciu prijali v roku 1903. Táto veda sa stala prvou disciplínou z kategórie biologických, ktorá mala svoj vlastný systém matematických analýz.

O 25 rokov neskôr, v roku 1928, uskutočnil F. Griffith experiment, ktorého účelom bolo študovať mechanizmus transformácie. Vedec infikoval myši pneumokokmi. Zabil baktérie jedného kmeňa a pridal ich k baktériám iného kmeňa. Štúdia ukázala, že proces rafinácie činidiel spôsobujúcich choroby viedol k produkcii nukleovej kyseliny, nie proteínu. Zoznam objavov sa v súčasnosti dopĺňa.

Dostupnosť príbuzných odborov

Biochémia je samostatná veda, jej vzniku však predchádzal aktívny proces rozvoja organickej sekcie chémie. Hlavný rozdiel spočíva v predmetoch štúdia. V biochémii sa berú do úvahy iba tie látky alebo procesy, ktoré sa môžu vyskytnúť v podmienkach živých organizmov, a nie mimo nich.

Nakoniec biochémia zahŕňala koncept molekulárnej biológie. Líšia sa medzi sebou najmä metódami konania a predmetmi, ktoré študujú. V súčasnosti sa terminologické jednotky „biochémia“ a „molekulárna biológia“ začali používať ako synonymá.

Dostupnosť sekcií

K dnešnému dňu biochémia zahŕňa množstvo výskumných oblastí vrátane:

Odvetvie statickej biochémie – náuka o chemickom zložení živých organizmov, štruktúrach a molekulárnej diverzite, funkciách atď.

Existuje množstvo sekcií, ktoré študujú biologické polyméry bielkovín, lipidov, sacharidov, molekúl aminokyselín, ako aj nukleových kyselín a samotného nukleotidu.

Biochémia, ktorá študuje vitamíny, ich úlohu a formu vplyvu na organizmus, možné poruchy životne dôležitých procesov pri ich nedostatku alebo nadmernom množstve.

Hormonálna biochémia je veda, ktorá študuje hormóny, ich biologický účinok, príčiny nedostatku či nadbytku.

Náuka o metabolizme a jeho mechanizmoch je dynamickou sekciou biochémie (zahŕňa bioenergetiku).

Výskum molekulárnej biológie.

Funkčná zložka biochémie študuje fenomén chemických premien zodpovedných za funkčnosť všetkých zložiek tela, počnúc tkanivami a končiac celým telom.

Lekárska biochémia – časť o zákonitostiach látkovej premeny medzi telesnými štruktúrami pod vplyvom chorôb.

Existujú aj odvetvia biochémie mikroorganizmov, ľudí, zvierat, rastlín, krvi, tkanív atď.

Nástroje na výskum a riešenie problémov

Biochemické metódy sú založené na frakcionácii, analýze, podrobnom štúdiu a zvážení štruktúry tak samostatnej zložky, ako aj celého organizmu alebo jeho substancie. Väčšina z nich vznikla v priebehu 20. storočia a najznámejšia bola chromatografia – proces odstreďovania a elektroforézy.



Koncom 20. storočia začali biochemické metódy čoraz viac nachádzať svoje uplatnenie v molekulárnych a bunkových sekciách biológie. Bola určená štruktúra celého genómu ľudskej DNA. Tento objav umožnil dozvedieť sa o existencii veľkého množstva látok, najmä rôznych proteínov, ktoré neboli zistené pri čistení biomasy z dôvodu ich extrémne nízkeho obsahu v látke.

Genomika spochybnila obrovské množstvo biochemických poznatkov a viedla k vývoju zmien v jej metodológii. Objavil sa koncept počítačovej virtuálnej simulácie.

Chemická zložka

Fyziológia a biochémia spolu úzko súvisia. Vysvetľuje to závislosť normy priebehu všetkých fyziologických procesov s obsahom rôzneho počtu chemických prvkov.



V prírode nájdete 90 zložiek periodickej tabuľky chemických prvkov, no k životu je potrebná asi štvrtina. Mnoho vzácnych zložiek naše telo vôbec nepotrebuje.

Odlišné postavenie taxónu v hierarchickej tabuľke živých bytostí spôsobuje odlišnú potrebu prítomnosti určitých prvkov.

99% ľudskej hmoty pozostáva zo šiestich prvkov (C, H, N, O, F, Ca). Okrem hlavného množstva týchto typov atómov, ktoré tvoria látky, potrebujeme ďalších 19 prvkov, ale v malých alebo mikroskopických objemoch. Medzi nimi sú: Zn, Ni, Ma, K, Cl, Na a ďalšie.

Proteínová biomolekula

Hlavnými molekulami, ktoré študuje biochémia, sú sacharidy, proteíny, lipidy, nukleové kyseliny a pozornosť tejto vedy sa sústreďuje na ich hybridy.

Proteíny sú veľké zlúčeniny. Vznikajú spojením reťazcov monomérov – aminokyselín. Väčšina živých bytostí získava proteíny syntézou dvadsiatich typov týchto zlúčenín.

Tieto monoméry sa navzájom líšia štruktúrou radikálovej skupiny, ktorá hrá obrovskú úlohu v priebehu skladania proteínov. Účelom tohto procesu je vytvoriť trojrozmernú štruktúru. Aminokyseliny sú navzájom spojené tvorbou peptidových väzieb.

Pri odpovedi na otázku, čo je biochémia, nemožno nespomenúť také zložité a multifunkčné biologické makromolekuly, akými sú proteíny. Majú viac úloh ako polysacharidy alebo nukleové kyseliny.

Niektoré bielkoviny sú zastúpené enzýmami a katalyzujú rôzne reakcie biochemickej povahy, čo je veľmi dôležité pre metabolizmus. Iné proteínové molekuly môžu pôsobiť ako signalizačné mechanizmy, vytvárať cytoskelety, podieľať sa na imunitnej obrane atď.

Niektoré typy proteínov sú schopné vytvárať neproteínové biomolekulové komplexy. Látky vytvorené fúziou proteínov s oligosacharidmi umožňujú existenciu molekúl, ako sú glykoproteíny, a interakcia s lipidmi vedie k vzniku lipoproteínov.

molekula nukleovej kyseliny

Nukleové kyseliny predstavujú komplexy makromolekúl pozostávajúce z polynukleotidovej sady reťazcov. Ich hlavným funkčným účelom je kódovanie dedičných informácií. K syntéze nukleových kyselín dochádza v dôsledku prítomnosti mononukleozidtrifosfátových molekúl makroenergie (ATP, TTP, UTP, GTP, CTP).

Najrozšírenejšími predstaviteľmi takýchto kyselín sú DNA a RNA. Tieto štruktúrne prvky sa nachádzajú v každej živej bunke, od archaea po eukaryoty a dokonca aj vírusy.

molekula lipidu

Lipidy sú molekulárne látky zložené z glycerolu, na ktorý sú prostredníctvom esterových väzieb naviazané mastné kyseliny (od 1 do 3). Takéto látky sa delia do skupín podľa dĺžky uhľovodíkového reťazca a dbajú aj na nasýtenie. Biochémia vody jej neumožňuje rozpúšťať zlúčeniny lipidov (tukov). Takéto látky sa spravidla rozpúšťajú v polárnych roztokoch.



Hlavnou úlohou lipidov je dodávať telu energiu. Niektoré sú súčasťou hormónov, môžu vykonávať signalizačnú funkciu alebo prenášať lipofilné molekuly.

molekula sacharidov

Sacharidy sú biopolyméry tvorené spojením monomérov, ktorými sú v tomto prípade monosacharidy, ako je napríklad glukóza alebo fruktóza. Štúdium biochémie rastlín umožnilo človeku určiť, že hlavná časť uhľohydrátov je obsiahnutá v nich.

Tieto biopolyméry nachádzajú uplatnenie v štruktúrnej funkcii a poskytovaní energetických zdrojov organizmu alebo bunke. V rastlinách je hlavnou zásobnou látkou škrob, kým u živočíchov glykogén.

Priebeh Krebsovho cyklu

V biochémii existuje Krebsov cyklus - jav, počas ktorého prevažujúci počet eukaryotických organizmov prijíma väčšinu energie vynaloženej na procesy oxidácie prijímanej potravy.

Dá sa pozorovať vo vnútri bunkových mitochondrií. Vzniká niekoľkými reakciami, pri ktorých sa uvoľňujú zásoby „skrytej“ energie.

V biochémii je Krebsov cyklus dôležitou súčasťou celkového dýchacieho procesu a látkového metabolizmu vo vnútri buniek. Cyklus objavil a študoval H. Krebs. Za to dostal vedec Nobelovu cenu.

Tento proces sa tiež nazýva systém prenosu elektrónov. Je to spôsobené súbežnou konverziou ATP na ADP. Prvá zlúčenina sa zasa podieľa na poskytovaní metabolických reakcií uvoľňovaním energie.

Biochémia a medicína

Biochémia medicíny je nám prezentovaná ako veda pokrývajúca mnohé oblasti biologických a chemických procesov. V súčasnosti je v školstve celý odbor, ktorý pripravuje odborníkov na tieto štúdiá.

Tu študujú všetko živé: od baktérií či vírusov až po ľudské telo. Špecializácia biochemika dáva subjektu príležitosť sledovať diagnózu a analyzovať liečbu aplikovateľnú na jednotlivú jednotku, vyvodiť závery atď.



Aby ste pripravili vysokokvalifikovaného odborníka v tejto oblasti, musíte ho naučiť prírodné vedy, medicínske základy a biotechnologické odbory, robia veľa testov z biochémie. Študent má tiež možnosť prakticky uplatniť svoje vedomosti.

biochemické univerzity si v súčasnosti získavajú čoraz väčšiu obľubu, čo je spôsobené prudkým rozvojom tejto vedy, jej významom pre človeka, dopytom atď.

Medzi najznámejšie vzdelávacie inštitúcie, kde sa pripravujú odborníci v tomto odbore vedy, sú najobľúbenejšie a najvýznamnejšie: Moskovská štátna univerzita. Lomonosov, PSPU im. Belinského, Moskovská štátna univerzita. Štátne univerzity Ogareva, Kazaň a Krasnojarsk a ďalšie.

Zoznam dokumentov potrebných na prijatie na takéto univerzity sa nelíši od zoznamu na prijatie na iné vysoké školy. Biológia a chémia sú hlavné predmety, ktoré je potrebné absolvovať pri prijatí.