Ang mga pasyente sa ospital at ang kanilang mga kamag-anak ay madalas na interesado sa kung ano ang biochemistry. Ang salitang ito ay maaaring gamitin sa dalawang kahulugan: bilang isang agham at bilang isang pagtatalaga para sa isang biochemical blood test. Isaalang-alang natin ang bawat isa sa kanila.

Biochemistry bilang isang agham

Biological o physiological chemistry - biochemistry - ay isang agham na nag-aaral ng kemikal na komposisyon ng mga selula ng anumang buhay na organismo. Sa kurso ng pag-aaral nito, ang mga pattern ay isinasaalang-alang din, alinsunod sa kung saan ang lahat ng mga reaksiyong kemikal ay nangyayari sa mga buhay na tisyu na nagsisiguro sa mahahalagang aktibidad ng mga organismo.

Ang mga siyentipikong disiplina na nauugnay sa biochemistry ay molecular biology, organic chemistry, cell biology, atbp. Ang salitang "biochemistry" ay maaaring gamitin, halimbawa, sa pangungusap: "Ang biochemistry bilang isang hiwalay na agham ay nabuo mga 100 taon na ang nakakaraan."

Ngunit maaari kang matuto nang higit pa tungkol sa isang katulad na agham kung babasahin mo ang aming artikulo.

Biochemistry ng dugo

Ang isang biochemical blood test ay nagsasangkot ng pag-aaral sa laboratoryo ng iba't ibang mga indicator sa dugo, habang ang mga pagsusuri ay kinuha mula sa isang ugat (ang proseso ng venipuncture). Ayon sa mga resulta ng pag-aaral, posibleng masuri ang estado ng katawan, at partikular na mga organo at sistema. Maaari kang matuto nang higit pa tungkol sa pagsusuring ito mula sa aming seksyon.

Salamat sa biochemistry ng dugo, maaari mong malaman kung paano gumagana ang mga bato, atay, puso, pati na rin matukoy ang rheumatic factor, balanse ng tubig-asin, atbp.

Buhay at walang buhay? Chemistry at biochemistry? Nasaan ang linya sa pagitan nila? At meron ba siya? Nasaan ang koneksyon? Ang susi sa paglutas ng mga problemang ito ay matagal nang itinatago ng kalikasan sa likod ng pitong kandado. At sa ika-20 siglo lamang posible na bahagyang ibunyag ang mga lihim ng buhay, at maraming mga tanong sa kardinal ang nilinaw nang umabot ang mga siyentipiko sa pananaliksik sa antas ng molekular. Ang kaalaman sa pisikal at kemikal na mga pundasyon ng mga proseso ng buhay ay naging isa sa mga pangunahing gawain ng natural na agham, at sa direksyong ito na ang pinaka-kagiliw-giliw na mga resulta, na may pangunahing teoretikal na kahalagahan at nangangako ng isang malaking output sa pagsasanay, ay nakuha. .

Matagal nang tinitingnan ng Chemistry ang mga natural na sangkap na kasangkot sa mga proseso ng buhay.

Sa nakalipas na dalawang siglo, ang kimika ay nakatakdang gumanap ng isang natitirang papel sa kaalaman ng buhay na kalikasan. Sa unang yugto, ang pag-aaral ng kemikal ay naglalarawan sa kalikasan, at ang mga siyentipiko ay naghiwalay at nailalarawan ang iba't ibang mga likas na sangkap, mga basurang produkto ng mga mikroorganismo, halaman at hayop, na kadalasang may mahahalagang katangian (mga gamot, tina, atbp.). Gayunpaman, kamakailan lamang ang tradisyonal na kimika ng mga natural na compound na ito ay pinalitan ng modernong biochemistry na may pagnanais na hindi lamang ilarawan, kundi pati na rin ipaliwanag, at hindi lamang ang pinakasimpleng, kundi pati na rin ang pinaka kumplikado sa mga nabubuhay na bagay.

Extraorganic na biochemistry

Ang extraorganic biochemistry bilang isang agham ay nabuo noong kalagitnaan ng ika-20 siglo, nang ang mga bagong lugar ng biology ay sumabog sa eksena, na pinataba ng mga tagumpay ng iba pang mga agham, at nang ang mga dalubhasa ng isang bagong mindset ay dumating sa natural na agham, na pinagsama ng pagnanais at pagnanais na mas tumpak na ilarawan ang buhay na mundo. At hindi sinasadya na sa ilalim ng parehong bubong ng isang makalumang gusali sa 18 Akademichesky proezd, mayroong dalawang bagong organisadong institusyon na kumakatawan sa pinakabagong mga uso sa kemikal at biyolohikal na agham noong panahong iyon - ang Institute of Chemistry of Natural Compounds at ang Institute ng Radiation at Physico-Chemical Biology. Ang dalawang institusyong ito ay nakatakdang magsimula ng isang labanan sa ating bansa para sa kaalaman sa mga mekanismo ng biological na proseso at isang detalyadong pagpapaliwanag ng mga istruktura ng physiologically active substances.

Sa panahong ito, naging malinaw ang natatanging istruktura ng pangunahing bagay ng molecular biology, ang deoxyribonucleic acid (DNA), ang sikat na "double helix". (Ito ay isang mahabang molekula, kung saan, tulad sa isang tape o matrix, ang buong "teksto" ng lahat ng impormasyon tungkol sa katawan ay naitala.) Ang istraktura ng unang protina, ang hormone insulin, ay lumitaw, at ang kemikal na synthesis ng matagumpay na naisagawa ang hormone oxytocin.

At ano, sa katunayan, ang biochemistry, ano ang ginagawa nito?

Pinag-aaralan ng agham na ito ang mahalagang biologically natural at artipisyal (synthetic) na mga istruktura, mga kemikal na compound - parehong biopolymer at mababang molekular na timbang na mga sangkap. Mas tiyak, ang mga pattern ng koneksyon ng kanilang tiyak na istraktura ng kemikal na may kaukulang physiological function. Ang bioorganic chemistry ay interesado sa pinong istraktura ng isang molekula ng isang biologically mahalagang sangkap, ang mga panloob na koneksyon nito, ang dinamika at tiyak na mekanismo ng pagbabago nito, ang papel ng bawat isa sa mga link nito sa pagganap ng isang function.

Ang biochemistry ay ang susi sa pag-unawa sa mga protina

Ang bioorganic chemistry ay walang alinlangan na gumawa ng mahusay na mga hakbang sa pag-aaral ng mga sangkap ng protina. Noong 1973, natapos ang paglilinaw ng kumpletong pangunahing istruktura ng enzyme aspartate aminotransferase, na binubuo ng 412 residue ng amino acid. Ito ay isa sa pinakamahalagang biocatalysts ng isang buhay na organismo at isa sa pinakamalaking structurally decoded proteins. Nang maglaon, natukoy din ang istraktura ng iba pang mahahalagang protina - ilang mga neurotoxin mula sa lason ng Central Asian cobra, na ginagamit sa pag-aaral ng mekanismo ng paghahatid ng nervous excitation bilang mga tiyak na blocker, pati na rin ang hemoglobin ng halaman mula sa dilaw na lupine nodules. at antileukemic protein actinoxanthin.

Malaking interes ang mga rhodopsin. Matagal nang kilala na ang rhodopsin ay ang pangunahing protina na kasangkot sa mga proseso ng visual na pagtanggap sa mga hayop, at ito ay nakahiwalay sa mga espesyal na sistema ng mata. Ang natatanging protina na ito ay tumatanggap ng liwanag na signal at nagbibigay sa amin ng kakayahang makakita. Napag-alaman na ang isang tulad-rhodopsin na protina ay nangyayari din sa ilang mga microorganism, ngunit may ibang-iba ang pag-andar (dahil ang bakterya ay "hindi nakakakita"). Narito siya ay isang makina ng enerhiya, na nag-synthesize ng mga sangkap na mayaman sa enerhiya sa gastos ng liwanag. Ang parehong mga protina ay halos magkapareho sa istraktura, ngunit ang kanilang layunin ay sa panimula ay naiiba.

Ang isa sa pinakamahalagang bagay ng pag-aaral ay isang enzyme na kasangkot sa pagpapatupad ng genetic na impormasyon. Ang paglipat sa kahabaan ng DNA matrix, binabasa nito, parang, ang namamana na impormasyon na naitala dito at, sa batayan na ito, synthesize ang impormasyong ribonucleic acid. Ang huli, sa turn, ay nagsisilbing isang matrix para sa synthesis ng protina. Ang enzyme na ito ay isang malaking protina, ang molekular na timbang nito ay lumalapit sa kalahating milyon (tandaan: ang tubig ay may 18 lamang) at binubuo ng maraming iba't ibang mga subunit. Ang elucidation ng istraktura nito ay nakalaan upang makatulong na sagutin ang pinakamahalagang tanong ng biology: ano ang mekanismo para sa "pag-alis" ng genetic na impormasyon, paano ang pag-decode ng teksto na nakasulat sa DNA - ang pangunahing sangkap ng pagmamana.

Mga peptide

Ang mga siyentipiko ay naaakit hindi lamang ng mga protina, kundi pati na rin ng mas maiikling kadena ng mga amino acid na tinatawag na peptides. Kabilang sa mga ito ang daan-daang mga sangkap na may malaking pisyolohikal na kahalagahan. Ang Vasopressin at angiotensin ay kasangkot sa regulasyon ng presyon ng dugo, kinokontrol ng gastrin ang pagtatago ng gastric juice, ang gramicidin C at polymyxin ay mga antibiotics, na kinabibilangan ng tinatawag na mga sangkap ng memorya. Ang malaking biological na impormasyon ay naitala sa isang maikling kadena na may ilang "mga titik" ng mga amino acid!

Sa ngayon, maaari tayong artipisyal na makakuha ng hindi lamang anumang kumplikadong peptide, kundi pati na rin ng isang simpleng protina, tulad ng insulin. Mahirap bigyang-halaga ang kahalagahan ng gayong mga gawa.

Ang isang pamamaraan ay nilikha para sa kumplikadong pagsusuri ng spatial na istraktura ng mga peptides gamit ang iba't ibang mga pisikal at computational na pamamaraan. Ngunit ang kumplikadong volumetric na arkitektura ng peptide ay tumutukoy sa lahat ng mga detalye ng biological na aktibidad nito. Ang spatial na istraktura ng anumang biologically active substance, o, gaya ng sinasabi nila, ang conformation nito, ay ang susi sa pag-unawa sa mekanismo ng pagkilos nito.

Kabilang sa mga kinatawan ng isang bagong klase ng mga sistema ng peptide - depsipeltides - isang pangkat ng mga siyentipiko ang natuklasan ang mga sangkap ng isang kamangha-manghang kalikasan, na may kakayahang piliing maghatid ng mga metal ions sa pamamagitan ng mga biological membrane, ang tinatawag na ionophores. Ang pinuno sa kanila ay valinomycin.

Ang pagtuklas ng mga ionophores ay bumubuo ng isang buong panahon sa membranology, dahil ginawa nitong posible na baguhin ang direksyon ng transportasyon ng mga alkali metal ions - potassium at sodium - sa pamamagitan ng biomembranes. Ang transportasyon ng mga ions na ito ay nauugnay sa mga proseso ng nervous excitation, at ang mga proseso ng paghinga, at ang mga proseso ng pagtanggap - ang pang-unawa ng mga signal mula sa panlabas na kapaligiran. Gamit ang halimbawa ng valinomycin, posible na ipakita kung paano ang mga biological system ay nakakapili lamang ng isang ion mula sa dose-dosenang iba pa, itali ito sa isang maginhawang transportable complex, at ilipat ito sa pamamagitan ng lamad. Ang kamangha-manghang pag-aari na ito ng valinomycin ay nakasalalay sa spatial na istraktura nito, na kahawig ng isang openwork na pulseras.

Ang isa pang uri ng ionophore ay ang antibiotic gramicidin A. Ito ay isang linear na kadena ng 15 amino acid, sa espasyo ay bumubuo ng isang helix ng dalawang molekula, at, tulad ng natagpuan, ito ay isang tunay na double helix. Ang unang double helix sa mga sistema ng protina! At ang spiral structure, na itinayo sa lamad, ay bumubuo ng isang uri ng butas, isang channel kung saan ang mga alkali metal ions ay dumadaan sa lamad. Ang pinakasimpleng modelo ng isang ion channel. Malinaw kung bakit nagdulot ang gramicidin ng gayong bagyo sa membranology. Ang mga siyentipiko ay nakakuha na ng maraming sintetikong analogue ng gramicidin; ito ay pinag-aralan nang detalyado sa mga artipisyal at biological na lamad. Gaano kalaki ang kagandahan at kahalagahan sa tila maliit na molekula!

Hindi nang walang tulong ng valinomycin at gramicidin, ang mga siyentipiko ay nakuha sa pag-aaral ng mga biological membrane.

biological na lamad

Ngunit ang komposisyon ng mga lamad ay palaging may kasamang isa pang pangunahing sangkap na tumutukoy sa kanilang kalikasan. Ito ay mga sangkap na tulad ng taba, o mga lipid. Ang mga molekula ng lipid ay maliit sa laki, ngunit bumubuo sila ng mga malalaking higanteng ensemble na bumubuo ng tuluy-tuloy na layer ng lamad. Ang mga molekula ng protina ay naka-embed sa layer na ito - at narito ang isa sa mga modelo ng isang biological membrane.

Bakit mahalaga ang biomembranes? Sa pangkalahatan, ang mga lamad ay ang pinakamahalagang sistema ng regulasyon ng isang buhay na organismo. Ngayon, sa pagkakahawig ng biomembranes, ang mga mahahalagang teknikal na paraan ay nilikha - microelectrodes, sensor, filter, fuel cell ... At ang karagdagang mga prospect para sa paggamit ng mga prinsipyo ng lamad sa teknolohiya ay tunay na walang limitasyon.

Iba pang mga interes sa biochemistry

Ang isang kilalang lugar ay inookupahan ng pananaliksik sa biochemistry ng mga nucleic acid. Ang mga ito ay naglalayong i-decipher ang mekanismo ng kemikal na mutagenesis, pati na rin ang pag-unawa sa likas na katangian ng relasyon sa pagitan ng mga nucleic acid at mga protina.

Ang espesyal na atensyon ay matagal nang nakatuon sa artipisyal na synthesis ng gene. Ang isang gene, o, sa madaling salita, isang functionally makabuluhang seksyon ng DNA, ngayon ay maaari nang makuha sa pamamagitan ng chemical synthesis. Ito ay isa sa mga mahahalagang lugar ng ngayon ay naka-istilong "genetic engineering". Gumagana sa intersection ng bioorganic chemistry at molecular biology ay nangangailangan ng mastery ng mga pinaka kumplikadong mga diskarte, ang friendly na kooperasyon ng mga chemist at biologist.

Ang isa pang klase ng biopolymers ay carbohydrates, o polysaccharides. Alam namin ang mga tipikal na kinatawan ng grupong ito ng mga sangkap - selulusa, almirol, glycogen, asukal sa beet. Ngunit sa isang buhay na organismo, ang mga carbohydrate ay gumaganap ng iba't ibang uri ng mga pag-andar. Ito ang proteksyon ng cell mula sa mga kaaway (immunity), ito ang pinakamahalagang bahagi ng mga pader ng cell, isang bahagi ng mga sistema ng receptor.

Panghuli, antibiotics. Sa mga laboratoryo, ang istraktura ng mga mahahalagang grupo ng antibiotics tulad ng streptothricin, olivomycin, albofungin, abikovchromycin, aureolic acid, na may antitumor, antiviral at antibacterial na aktibidad, ay napaliwanagan.

Imposibleng sabihin ang tungkol sa lahat ng mga paghahanap at tagumpay ng bioorganic chemistry. Masasabi lamang nang may katiyakan na ang mga bioorganicist ay may mas maraming plano kaysa sa kanilang nagawa.

Ang biochemistry ay malapit na nakikipagtulungan sa molecular biology, biophysics, na nag-aaral ng buhay sa antas ng molekular. Ito ang naging kemikal na pundasyon ng mga pag-aaral na ito. Ang paglikha at malawakang paggamit ng mga bagong pamamaraan nito, ang mga bagong siyentipikong konsepto ay nag-aambag sa karagdagang pag-unlad ng biology. Ang huli, sa turn, ay nagpapasigla sa pag-unlad ng mga agham ng kemikal.

Ang biochemistry ay isang buong agham na nag-aaral, una, ang kemikal na komposisyon ng mga selula at organismo, at pangalawa, ang mga kemikal na proseso na sumasailalim sa kanilang aktibidad sa buhay. Ang termino ay ipinakilala sa siyentipikong komunidad noong 1903 ng isang Aleman na chemist na nagngangalang Carl Neuberg.

Gayunpaman, ang mga proseso ng biochemistry mismo ay kilala mula noong sinaunang panahon. At batay sa mga prosesong ito, ang mga tao ay naghurno ng tinapay at nagluto ng keso, gumawa ng alak at nagbihis ng mga balat ng hayop, ginagamot ang mga sakit gamit ang mga halamang gamot, at pagkatapos ay mga gamot. At ang lahat ng ito ay batay sa mga proseso ng biochemical.

Kaya, halimbawa, nang hindi alam ang anumang bagay tungkol sa agham mismo, ang Arab na siyentipiko at manggagamot na si Avicenna, na nabuhay noong ika-10 siglo, ay inilarawan ang maraming mga panggamot na sangkap at ang epekto nito sa katawan. At napagpasyahan ni Leonardo da Vinci na ang isang buhay na organismo ay mabubuhay lamang sa isang kapaligiran kung saan ang isang apoy ay maaaring masunog.

Tulad ng ibang agham, ang biochemistry ay gumagamit ng sarili nitong mga pamamaraan ng pananaliksik at pag-aaral. At ang pinakamahalaga sa kanila ay chromatography, centrifugation at electrophoresis.

Ang biochemistry ngayon ay isang agham na gumawa ng malaking hakbang sa pag-unlad nito. Kaya, halimbawa, naging kilala na sa lahat ng mga elemento ng kemikal sa lupa, higit sa isang-kapat ang naroroon sa katawan ng tao. At karamihan sa mga bihirang elemento, maliban sa yodo at selenium, ay ganap na hindi kailangan para sa isang tao upang mapanatili ang buhay. Ngunit ang dalawang karaniwang elemento tulad ng aluminyo at titan ay hindi pa nakikita sa katawan ng tao. At imposible lamang na mahanap ang mga ito - hindi sila kailangan para sa buhay. At sa kanilang lahat, 6 lang ang kailangan ng tao araw-araw at mula sa kanila ang ating katawan ay binubuo ng 99%. Ito ay carbon, hydrogen, nitrogen, oxygen, calcium at phosphorus.

Ang biochemistry ay isang agham na nag-aaral ng mahahalagang bahagi ng mga produkto gaya ng mga protina, taba, carbohydrates at nucleic acid. Ngayon, alam na natin ang halos lahat tungkol sa mga sangkap na ito.

Nalilito ng ilan ang dalawang agham - biochemistry at organic chemistry. Ngunit ang biochemistry ay isang agham na nag-aaral ng mga biological na proseso na nangyayari lamang sa isang buhay na organismo. Ngunit ang organikong kimika ay isang agham na nag-aaral ng ilang mga carbon compound, at ito ay mga alkohol, at eter, at aldehydes, at marami, marami pang mga compound.

Ang biochemistry ay isa ring agham, na kinabibilangan ng cytology, iyon ay, ang pag-aaral ng isang buhay na selula, istraktura nito, paggana, pagpaparami, pagtanda at kamatayan. Kadalasan ang sangay na ito ng biochemistry ay tinatawag na molecular biology.

Gayunpaman, ang molecular biology, bilang panuntunan, ay gumagana sa mga nucleic acid, ngunit ang mga biochemist ay mas interesado sa mga protina at enzymes na nagpapalitaw ng ilang mga biochemical na reaksyon.

Ngayon, ang biochemistry ay lalong gumagamit ng mga pagpapaunlad ng genetic engineering at biotechnology. Gayunpaman, sa kanilang sarili sila ay iba't ibang mga agham, na ang bawat isa ay nag-aaral ng kanilang sarili. Halimbawa, pinag-aaralan ng biotechnology ang mga pamamaraan ng cell cloning, at sinusubukan ng genetic engineering na humanap ng mga paraan upang palitan ang isang may sakit na gene sa katawan ng tao ng isang malusog at sa gayon ay maiwasan ang pag-unlad ng maraming namamana na sakit.

At lahat ng mga agham na ito ay malapit na magkakaugnay, na tumutulong sa kanila na umunlad at magtrabaho para sa kapakinabangan ng sangkatauhan.

Biochemical analysis - ang pag-aaral ng isang malawak na hanay ng mga enzymes, organic at mineral substance. Ang pagsusuri na ito ng metabolismo sa katawan ng tao: karbohidrat, mineral, taba at protina. Ang mga pagbabago sa metabolismo ay nagpapakita kung mayroong isang patolohiya at kung saan partikular na organ.

Ang pagsusuri na ito ay ginagawa kung ang doktor ay naghihinala ng isang nakatagong sakit. Ang resulta ng pagsusuri ay ang patolohiya sa katawan sa pinakaunang yugto ng pag-unlad, at ang espesyalista ay maaaring mag-navigate sa pagpili ng mga gamot.

Sa tulong ng pagsusuring ito, ang leukemia ay maaaring matukoy sa isang maagang yugto, kapag ang mga sintomas ay hindi pa nagsisimulang lumitaw. Sa kasong ito, maaari mong simulan ang pagkuha ng mga kinakailangang gamot at itigil ang pathological na proseso ng sakit.

Sampling process at analysis indicator values

Para sa pagsusuri, ang dugo ay kinuha mula sa isang ugat, mga lima hanggang sampung mililitro. Ito ay inilalagay sa isang espesyal na tubo ng pagsubok. Ang pagsusuri ay isinasagawa sa isang walang laman na tiyan ng pasyente, para sa mas kumpletong katotohanan. Kung walang panganib sa kalusugan, inirerekumenda na huwag uminom ng mga pre-blood na gamot.

Upang bigyang-kahulugan ang mga resulta ng pagsusuri, ginagamit ang pinaka-kaalaman na mga tagapagpahiwatig:
- ang antas ng glucose at asukal - isang pagtaas ng tagapagpahiwatig ay nagpapakilala sa pag-unlad ng diabetes mellitus sa isang tao, ang matalim na pagbaba nito ay nagdudulot ng banta sa buhay;
- kolesterol - ang tumaas na nilalaman nito ay nagsasaad ng katotohanan ng pagkakaroon ng atherosclerosis ng mga sisidlan at ang panganib ng mga sakit sa cardiovascular;
- transaminases - mga enzyme na nakakakita ng mga sakit tulad ng myocardial infarction, pinsala sa atay (hepatitis), o pagkakaroon ng anumang pinsala;
- bilirubin - ang mataas na antas nito ay nagpapahiwatig ng pinsala sa atay, napakalaking pagkasira ng mga pulang selula ng dugo at may kapansanan sa pag-agos ng apdo;
- urea at creatine - ang kanilang labis ay nagpapahiwatig ng pagpapahina ng pag-andar ng excretion ng mga bato at atay;
- kabuuang protina - nagbabago ang mga tagapagpahiwatig nito kapag ang isang malubhang sakit o anumang negatibong proseso ay nangyayari sa katawan;
- amylase - ay isang enzyme ng pancreas, ang pagtaas sa antas nito sa dugo ay nagpapahiwatig ng pamamaga ng glandula - pancreatitis.

Bilang karagdagan sa itaas, tinutukoy ng biochemical blood test ang nilalaman ng potassium, iron, phosphorus at chlorine sa katawan. Tanging ang dumadating na manggagamot ang makakapag-decipher ng mga resulta ng pagsusuri, na magrereseta ng naaangkop na paggamot.

Sa artikulong ito sasagutin natin ang tanong kung ano ang biochemistry. Dito ay isasaalang-alang natin ang kahulugan ng agham na ito, ang kasaysayan nito at mga pamamaraan ng pananaliksik, bigyang pansin ang ilang mga proseso at tukuyin ang mga seksyon nito.

Panimula

Upang masagot ang tanong kung ano ang biochemistry, sapat na upang sabihin na ito ay isang agham na nakatuon sa komposisyon ng kemikal at mga proseso na nagaganap sa loob ng isang buhay na selula ng isang organismo. Gayunpaman, mayroon itong maraming mga bahagi, na natutunan kung alin, maaari kang makakuha ng isang mas tiyak na ideya nito.

Sa ilang yugto ng panahon ng ika-19 na siglo, ang terminological unit na "biochemistry" ay nagsimulang gamitin sa unang pagkakataon. Gayunpaman, ipinakilala ito sa mga siyentipikong lupon lamang noong 1903 ng isang chemist mula sa Alemanya - si Karl Neuberg. Ang agham na ito ay sumasakop sa isang intermediate na posisyon sa pagitan ng biology at chemistry.

Mga makasaysayang katotohanan

Upang masagot nang malinaw ang tanong, ano ang biochemistry, magagawa lamang ng sangkatauhan mga isang daang taon na ang nakalilipas. Sa kabila ng katotohanan na ang lipunan ay gumagamit ng mga proseso at reaksyon ng biochemical noong sinaunang panahon, hindi ito pinaghihinalaan ang pagkakaroon ng kanilang tunay na kakanyahan.

Ang ilan sa mga pinakamalayo na halimbawa ay ang paggawa ng tinapay, paggawa ng alak, paggawa ng keso, atbp. Ang ilang mga katanungan tungkol sa mga nakapagpapagaling na katangian ng mga halaman, mga problema sa kalusugan, atbp. ay nagdulot sa isang tao na suriin ang kanilang batayan at kalikasan ng aktibidad.

Ang pagbuo ng isang karaniwang hanay ng mga direksyon na kalaunan ay humantong sa paglikha ng biochemistry ay naobserbahan na noong sinaunang panahon. Ang isang siyentipiko-manggagamot mula sa Persia noong ikasampung siglo ay nagsulat ng isang libro sa mga canon ng medikal na agham, kung saan nagawa niyang ilarawan nang detalyado ang paglalarawan ng iba't ibang mga sangkap na panggamot. Noong ika-17 siglo, iminungkahi ni van Helmont ang terminong "enzyme" bilang isang yunit ng isang kemikal na reagent na kasangkot sa mga proseso ng pagtunaw.

Noong ika-18 siglo, salamat sa gawain ni A.L. Lavoisier at M.V. Lomonosov, ang batas ng konserbasyon ng masa ng bagay ay nagmula. Sa pagtatapos ng parehong siglo, natukoy ang kahalagahan ng oxygen sa proseso ng paghinga.

Noong 1827, ginawang posible ng agham na lumikha ng isang dibisyon ng mga biyolohikal na molekula sa mga compound ng taba, protina at carbohydrates. Ang mga terminong ito ay ginagamit pa rin hanggang ngayon. Pagkalipas ng isang taon, sa gawain ni F. Wöhler, napatunayan na ang mga sangkap ng mga sistema ng pamumuhay ay maaaring synthesize sa pamamagitan ng artipisyal na paraan. Ang isa pang mahalagang kaganapan ay ang paghahanda at pagsasama-sama ng teorya ng istraktura ng mga organikong compound.

Ang mga pundasyon ng biochemistry ay nabuo sa loob ng maraming daang taon, ngunit pinagtibay nila ang isang malinaw na kahulugan noong 1903. Ang agham na ito ay naging unang disiplina mula sa kategorya ng biyolohikal, na mayroong sariling sistema ng mga pagsusuri sa matematika.

Pagkalipas ng 25 taon, noong 1928, nagsagawa si F. Griffith ng isang eksperimento, ang layunin nito ay pag-aralan ang mekanismo ng pagbabago. Infected ng scientist ang mga daga ng pneumococci. Pinatay niya ang bacteria ng isang strain at idinagdag ang mga ito sa bacteria ng isa pa. Ipinakita ng pag-aaral na ang proseso ng pagpino ng mga ahente na nagdudulot ng sakit ay nagresulta sa paggawa ng nucleic acid, hindi protina. Ang listahan ng mga natuklasan ay nire-replenished sa kasalukuyang panahon.

Pagkakaroon ng mga kaugnay na disiplina

Ang biochemistry ay isang hiwalay na agham, ngunit ang paglikha nito ay nauna sa isang aktibong proseso ng pag-unlad ng organikong seksyon ng kimika. Ang pangunahing pagkakaiba ay nasa mga bagay ng pag-aaral. Sa biochemistry, ang mga sangkap o proseso lamang ang isinasaalang-alang na maaaring mangyari sa mga kondisyon ng mga buhay na organismo, at hindi sa labas ng mga ito.

Sa huli, kasama sa biochemistry ang konsepto ng molecular biology. Nagkakaiba sila sa kanilang mga sarili pangunahin sa mga pamamaraan ng pagkilos at sa mga paksang kanilang pinag-aaralan. Sa kasalukuyan, ang mga terminolohikal na yunit na "biochemistry" at "molecular biology" ay ginamit bilang mga kasingkahulugan.

Availability ng mga seksyon

Sa ngayon, ang biochemistry ay kinabibilangan ng ilang lugar ng pananaliksik, kabilang ang:

Sangay ng static na biochemistry - ang agham ng kemikal na komposisyon ng mga nabubuhay na bagay, istruktura at pagkakaiba-iba ng molekula, pag-andar, atbp.

Mayroong ilang mga seksyon na nag-aaral ng mga biological polymers ng protina, lipid, carbohydrate, mga molekula ng amino acid, pati na rin ang mga nucleic acid at ang nucleotide mismo.

Ang biochemistry, na nag-aaral ng mga bitamina, ang kanilang papel at anyo ng impluwensya sa katawan, posibleng mga kaguluhan sa mga mahahalagang proseso sa kaso ng kakulangan o labis na dami.

Ang hormonal biochemistry ay isang agham na nag-aaral ng mga hormone, ang kanilang biological na epekto, ang mga sanhi ng kakulangan o labis.

Ang agham ng metabolismo at mga mekanismo nito ay isang dinamikong seksyon ng biochemistry (kabilang ang bioenergetics).

Molecular Biology Research.

Pinag-aaralan ng functional component ng biochemistry ang phenomenon ng mga pagbabagong kemikal na responsable para sa functionality ng lahat ng bahagi ng katawan, simula sa mga tissue at nagtatapos sa buong katawan.

Medikal na biochemistry - isang seksyon sa mga pattern ng metabolismo sa pagitan ng mga istruktura ng katawan sa ilalim ng impluwensya ng mga sakit.

Mayroon ding mga sangay ng biochemistry ng mga mikroorganismo, tao, hayop, halaman, dugo, tisyu, atbp.

Mga tool sa pananaliksik at paglutas ng problema

Ang mga pamamaraan ng biochemistry ay batay sa fractionation, pagsusuri, detalyadong pag-aaral at pagsasaalang-alang ng istraktura ng parehong isang hiwalay na bahagi at ang buong organismo o sangkap nito. Karamihan sa kanila ay nabuo noong ika-20 siglo, at ang pinakakilala ay chromatography - ang proseso ng centrifugation at electrophoresis.



Sa pagtatapos ng ika-20 siglo, ang mga biochemical na pamamaraan ay nagsimulang lalong makahanap ng kanilang aplikasyon sa molekular at cellular na mga seksyon ng biology. Ang istraktura ng buong genome ng DNA ng tao ay natukoy na. Ang pagtuklas na ito ay naging posible upang malaman ang tungkol sa pagkakaroon ng isang malaking bilang ng mga sangkap, lalo na, iba't ibang mga protina na hindi napansin sa panahon ng paglilinis ng biomass, dahil sa kanilang napakababang nilalaman sa sangkap.

Ang Genomics ay nagtanong sa isang malaking halaga ng biochemical na kaalaman at humantong sa pagbuo ng mga pagbabago sa pamamaraan nito. Ang konsepto ng computer virtual simulation ay lumitaw.

Bahagi ng kemikal

Ang physiology at biochemistry ay malapit na nauugnay. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagtitiwala sa pamantayan ng kurso ng lahat ng mga proseso ng physiological na may nilalaman ng ibang bilang ng mga elemento ng kemikal.



Sa kalikasan, makakahanap ka ng 90 bahagi ng periodic table ng mga elemento ng kemikal, ngunit humigit-kumulang isang-kapat ang kailangan para sa buhay. Ang ating katawan ay hindi nangangailangan ng maraming bihirang sangkap.

Ang iba't ibang posisyon ng taxon sa hierarchical table ng mga nabubuhay na nilalang ay nagdudulot ng ibang pangangailangan para sa pagkakaroon ng ilang mga elemento.

99% ng masa ng tao ay binubuo ng anim na elemento (C, H, N, O, F, Ca). Bilang karagdagan sa pangunahing halaga ng mga uri ng mga atom na ito na bumubuo ng mga sangkap, kailangan namin ng isa pang 19 na elemento, ngunit sa maliit o mikroskopiko na mga volume. Kabilang sa mga ito ay: Zn, Ni, Ma, K, Cl, Na at iba pa.

Biomolekul ng protina

Ang mga pangunahing molekula na pinag-aralan ng biochemistry ay ang mga carbohydrate, protina, lipid, nucleic acid, at ang atensyon ng agham na ito ay nakatuon sa kanilang mga hybrid.

Ang mga protina ay malalaking compound. Ang mga ito ay nabuo sa pamamagitan ng pag-uugnay ng mga kadena ng mga monomer - mga amino acid. Karamihan sa mga buhay na nilalang ay nakakakuha ng mga protina sa pamamagitan ng synthesis ng dalawampung uri ng mga compound na ito.

Ang mga monomer na ito ay naiiba sa bawat isa sa istraktura ng radikal na grupo, na gumaganap ng malaking papel sa kurso ng natitiklop na protina. Ang layunin ng prosesong ito ay bumuo ng isang three-dimensional na istraktura. Ang mga amino acid ay pinagsama-sama sa pamamagitan ng pagbuo ng mga peptide bond.

Ang pagsagot sa tanong kung ano ang biochemistry, hindi mabibigo ang isang tao na banggitin ang gayong kumplikado at multifunctional na biological macromolecules bilang mga protina. Mayroon silang mas maraming gawain kaysa sa polysaccharides o nucleic acid na dapat gawin.

Ang ilang mga protina ay kinakatawan ng mga enzyme at pinapagana ang iba't ibang mga reaksyon ng isang biochemical na kalikasan, na napakahalaga para sa metabolismo. Ang iba pang mga molekula ng protina ay maaaring kumilos bilang mga mekanismo ng pagbibigay ng senyas, bumubuo ng mga cytoskeleton, lumahok sa immune defense, atbp.

Ang ilang mga uri ng mga protina ay may kakayahang bumuo ng mga non-protein biomolecular complex. Ang mga sangkap na nilikha ng pagsasanib ng mga protina na may oligosaccharides ay nagpapahintulot sa pagkakaroon ng mga molekula tulad ng glycoproteins, at ang pakikipag-ugnayan sa mga lipid ay humahantong sa paglitaw ng mga lipoprotein.

molekula ng nucleic acid

Ang mga nucleic acid ay kinakatawan ng mga complex ng macromolecules na binubuo ng isang polynucleotide set ng mga chain. Ang kanilang pangunahing functional na layunin ay upang i-encode ang namamana na impormasyon. Ang nucleic acid synthesis ay nangyayari dahil sa pagkakaroon ng mononucleoside triphosphate macroenergy molecules (ATP, TTP, UTP, GTP, CTP).

Ang pinakalaganap na kinatawan ng naturang mga acid ay DNA at RNA. Ang mga istrukturang elementong ito ay matatagpuan sa bawat buhay na selula, mula archaea hanggang eukaryotes, at maging sa mga virus.

molekula ng lipid

Ang mga lipid ay mga molekular na sangkap na binubuo ng gliserol, kung saan ang mga fatty acid (mula 1 hanggang 3) ay nakakabit sa pamamagitan ng mga ester bond. Ang mga naturang sangkap ay nahahati sa mga grupo ayon sa haba ng kadena ng hydrocarbon, at binibigyang pansin din ang saturation. Hindi pinapayagan ng biochemistry ng tubig na matunaw ang mga compound ng lipid (taba). Bilang isang patakaran, ang mga naturang sangkap ay natutunaw sa mga polar solution.



Ang pangunahing gawain ng mga lipid ay upang magbigay ng enerhiya sa katawan. Ang ilan ay bahagi ng mga hormone, maaaring magsagawa ng pag-andar ng senyas o magdala ng mga molekulang lipophilic.

molekula ng karbohidrat

Ang mga karbohidrat ay mga biopolymer na nabuo sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng mga monomer, na sa kasong ito ay kinakatawan ng mga monosaccharides tulad ng, halimbawa, glucose o fructose. Ang pag-aaral ng biochemistry ng halaman ay nagpapahintulot sa isang tao na matukoy na ang pangunahing bahagi ng carbohydrates ay nakapaloob sa kanila.

Ang mga biopolymer na ito ay nahahanap ang kanilang aplikasyon sa structural function at ang pagkakaloob ng mga mapagkukunan ng enerhiya sa katawan o cell. Sa mga halaman, ang pangunahing sangkap ng imbakan ay almirol, habang sa mga hayop ito ay glycogen.

Ang kurso ng Krebs cycle

Mayroong isang siklo ng Krebs sa biochemistry - isang kababalaghan kung saan ang pangunahing bilang ng mga eukaryotic na organismo ay tumatanggap ng karamihan sa enerhiya na ginugol sa mga proseso ng oksihenasyon ng pagkain na kanilang kinakain.

Maaari itong maobserbahan sa loob ng cellular mitochondria. Ito ay nabuo sa pamamagitan ng ilang mga reaksyon, kung saan ang mga reserba ng "nakatagong" enerhiya ay inilabas.

Sa biochemistry, ang Krebs cycle ay isang mahalagang bahagi ng pangkalahatang proseso ng paghinga at metabolismo ng materyal sa loob ng mga selula. Ang cycle ay natuklasan at pinag-aralan ni H. Krebs. Para dito, natanggap ng siyentipiko ang Nobel Prize.

Ang prosesong ito ay tinatawag ding electron transfer system. Ito ay dahil sa kasabay na conversion ng ATP sa ADP. Ang unang tambalan, naman, ay nakikibahagi sa pagbibigay ng mga metabolic reaction sa pamamagitan ng pagpapalabas ng enerhiya.

Biochemistry at gamot

Ang biochemistry ng medisina ay ipinakita sa atin bilang isang agham na sumasaklaw sa maraming lugar ng biological at kemikal na mga proseso. Sa kasalukuyan, mayroong isang buong sangay sa edukasyon na nagsasanay ng mga espesyalista para sa mga pag-aaral na ito.

Dito nila pinag-aaralan ang lahat ng may buhay: mula sa bacteria o virus hanggang sa katawan ng tao. Ang pagkakaroon ng espesyalidad ng isang biochemist ay nagbibigay ng pagkakataon sa paksa na sundin ang diagnosis at pag-aralan ang paggamot na naaangkop sa indibidwal na yunit, gumawa ng mga konklusyon, atbp.



Upang maghanda ng isang mataas na kwalipikadong dalubhasa sa larangang ito, kailangan mong turuan siya ng mga natural na agham, mga pangunahing kaalaman sa medikal at mga disiplinang biotechnological, nagsasagawa sila ng maraming mga pagsubok sa biochemistry. Gayundin, binibigyan ng pagkakataon ang mag-aaral na praktikal na gamitin ang kanilang kaalaman.

Ang mga unibersidad ng biochemistry ay kasalukuyang nakakakuha ng higit at higit na katanyagan, na dahil sa mabilis na pag-unlad ng agham na ito, ang kahalagahan nito para sa mga tao, demand, atbp.

Kabilang sa mga pinakatanyag na institusyong pang-edukasyon kung saan ang mga espesyalista sa sangay ng agham na ito ay sinanay, ang pinakasikat at makabuluhan ay ang: Moscow State University. Lomonosov, PSPU im. Belinsky, Moscow State University. Ogareva, Kazan at Krasnoyarsk State Universities at iba pa.

Ang listahan ng mga dokumento na kinakailangan para sa pagpasok sa naturang mga unibersidad ay hindi naiiba sa listahan para sa pagpasok sa iba pang mas mataas na institusyong pang-edukasyon. Biology at Chemistry ang mga pangunahing paksa na dapat kunin sa pagpasok.