Co je to biochemie a co to studuje?

V tomto článku zodpovíme otázku, co je biochemie. Zde se budeme věnovat definici této vědy, její historii a metodám výzkumu, věnovat pozornost některým procesům a definovat její části.

Úvod

Chcete-li odpovědět na otázku, co je biochemie, stačí říct, že jde o vědu věnovanou chemickému složení a procesům, které se vyskytují uvnitř živé buňky těla. Nicméně má mnoho komponent, protože se naučil, že můžete konkrétněji vytvořit představu o tom.

V některých časových epizodách století XIX se nejprve použila terminologická jednotka "biochemie". Nicméně do vědecké komunity byla zavedena teprve v roce 1903 chemik z Německa - Karl Neuberg. Tato věda zaujímá střední pozici mezi biologií a chemií.

Historické fakty

Chcete-li jasně odpovědět na otázku, co je biochémie, mohlo by lidstvo jen asi před sto lety. Navzdory skutečnosti, že společnost používala biochemické procesy a reakce ve starověku, nevěděla o své pravé povaze.

Výroba chleba, vinařství, sýr atd. Může sloužit jako jeden z nejodlehlejších příkladů. Řada otázek o léčivých vlastnostech rostlin, zdravotních problémech atd. Přinutila člověka proniknout do svého základu a povahy činnosti.

Vývoj společného souboru oblastí, který nakonec vedl k vytvoření biochemie, byl pozorován již ve starověku. Vědecký doktor z Persie v desátém století napsal knihu o kánonech lékařské vědy, kde dokázal poskytnout podrobný popis různých léčivých látek. V 17. století navrhl van Helmont termín "enzym" jako jednotka chemických činidel zapojených do trávicích procesů.

Ve století XVIII. Díky dílu A.L. Lavoisier a M.V. Lomonosov, byl stažen zákon o masovém zachování látek. Na konci tohoto století byla stanovena hodnota kyslíku v procesu dýchání.

V roce 1827 věda umožnila vytvoření oddělení molekul biologické povahy do sloučenin tuků, bílkovin a sacharidů. Tyto pojmy jsou stále používány. O rok později v práci F. Wöhlera to dokázalo látky živých systémy mohou být syntetizovány umělými prostředky. Další důležitou událostí byla výroba a kompilace teorie struktury organických sloučenin.

Základy biochemie se vytvářejí po staletí, ale byly jasně definovány v roce 1903. Tato věda se stala první disciplínou z kategorie biologická, která měla svůj vlastní systém matematické analýzy.

O 25 let později, v roce 1928, provedl F. Griffith experiment, jehož cílem bylo studovat mechanismus transformace. Myši infikované vědci s pneumokoky. Zabil bakterie jednoho kmene a přidal je k bakteriím druhého. Studie ukázala, že proces čištění patogenních agens vedl k tvorbě nukleové kyseliny ne bílkovin. Seznam objevů se nyní aktualizuje.

Přítomnost příbuzných oborů

Biochemie je samostatná věda, ale její tvorbě předcházel aktivní proces vývoje organické části chemie. Hlavní rozdíl spočívá v předmětech studia. V biochemii jsou zvažovány pouze ty látky nebo procesy, které se mohou vyskytnout v podmínkách živých organismů a nikoliv venku.

Nakonec biochemie začlenila pojem molekulární biologie. Odlišují se od sebe hlavně v metodách jednání a předmětech, které studují. Terminologické jednotky "biochemie" a "molekulární biologie" jsou v současné době používány jako synonyma.

Přítomnost sekcí

Dnes biochemie zahrnuje řadu výzkumných oblastí, včetně:

• Sekce statické biochemie - věda chemického složení živých bytostí, struktury a molekulární rozmanitosti, funkce atd.

• Existuje řada úseků, které zkoumají biologické polymery proteinů, lipidů, sacharidů, molekul aminokyselin, stejně jako nukleových kyselin a samotného nukleotidu.

• Biochemie, která studuje vitaminy, jejich úlohu a formu účinků na tělo, možné narušení životních procesů s nedostatkem nebo nadměrným množstvím.

• Hormonální biochemie - věda, která studuje hormony, jejich biologický účinek, příčiny nedostatku nebo přebytku.

• Věda z metabolismus a jeho mechanismy - dynamický úsek biochemie (zahrnuje bioenergii).

• Výzkum molekulární biologie.

• Funkční složka biochemie zkoumá fenomén chemických transformací, které jsou zodpovědné za funkčnost všech složek těla, počínaje tkáním a končící celým tělem.

• Lékařská biochemie - část týkající se zákonů metabolismu mezi strukturami těla pod vlivem onemocnění.

Existují také větve biochemie mikroorganismů, lidí, zvířat, rostlin, krve, tkání atd.

Prostředky výzkumu a řešení problémů

Metody biochemie jsou založeny na frakcionaci, analýze, podrobné studii a úvaze struktury jako samostatné složky a celého organismu nebo jeho substance. Většina z nich vznikla během 20. století a chromatografie - proces centrifugace a elektroforézy - se stala nejznámější.

Na konci 20. století začaly stále více a více se objevovat biochemické metody v molekulární a buněčné části biologie. Byla stanovena struktura celého genomu lidské DNA. Tento objev umožnil seznámit se s existencí obrovského množství látek, zejména s různými bílkovinami, které nebyly zjištěny během čištění biomasy kvůli jejich extrémně nízkému obsahu látky.

Genomika napadla obrovské množství biochemických znalostí a vedla k vývoji změn ve své metodice. Byla objevena koncepce počítačového virtuálního modelování.

Chemická složka

Fyziologie a biochemie jsou úzce spjaty. To je vysvětleno závislostí normy průběhu všech fyziologických procesů od obsahu různorodého spektra chemických prvků.

V přírodě najdete 90 složek periodické tabulky chemických prvků, ale život vyžaduje zhruba čtvrtinu. V mnoha vzácných složkách naše tělo nepotřebuje.

Různá pozice taxonu v hierarchické tabulce živých bytostí určuje odlišnou potřebu přítomnosti určitých prvků.

99% lidské hmoty se skládá ze šesti elementů (C, H, N, O, F, Ca). Vedle hlavního počtu těchto typů atomů tvořících látky potřebujeme dalších 19 prvků, ale v malých nebo mikroskopických objemech. Mezi ně patří: Zn, Ni, Ma, K, Cl, Na a další.

Protein biomolecule

Hlavní molekuly, které biochémie studují, souvisejí se sacharidy, bílkovinami, lipidy, nukleovými kyselinami a pozornost této vědy je zaměřena na jejich hybridy.

Proteiny - sloučeniny s velkými rozměry. Jsou tvořeny vazebnými řetězci monomerů - aminokyselin. Většina živých věcí získává bílkoviny syntetizací dvaceti druhů těchto sloučenin.

Tyto monomery se liší strukturou skupiny radikálů, která hraje obrovskou roli v průběhu koagulace proteinů. Účelem tohoto procesu je vytvořit trojrozměrnou strukturu. Aminokyseliny jsou spojeny navzájem prostřednictvím tvorby peptidových vazeb.

Při zodpovězení otázky biochemie je nemožné nezmínit takové složité a multifunkční biologické makromolekuly jako proteiny. Mají více úkolů než polysacharidy nebo nukleové kyseliny, které je třeba provést.

Některé proteiny jsou enzymy a podílejí se na katalýze různých reakcí biochemické povahy, které jsou pro metabolismus velmi důležité. Jiné molekuly proteinů mohou hrát úlohu signalizačních mechanismů, vytvářet cytoskelety, podílet se na imunitní obraně atd.

Některé typy proteinů jsou schopné tvořit neproteinové biomolekulární komplexy. Látky vytvořené fúzí proteinů s oligosacharidy dovolují molekuly, jako jsou glykoproteiny, a interakce s lipidy vede ke vzniku lipoproteinů.

Molekula nukleové kyseliny

Nukleové kyseliny jsou reprezentovány komplexy makromolekul, které sestávají z polynukleotidové sady řetězců. Jejich hlavním funkčním účelem je zakódování dědičných informací. Syntéza nukleových kyselin nastává kvůli přítomnosti makroenergetických molekul mononukleosid-trifosfátů (ATP, TTF, UTP, GTP, CTP).

Nejrozšířenějšími zástupci těchto kyselin jsou DNA a RNA. Tyto strukturní prvky se nacházejí v každé živé buňce, od archea po eukaryoty a dokonce i ve virech.

Lipidová molekula

Lipidy jsou molekulární látky složené z glycerolu, ke kterému jsou mastné kyseliny připojeny prostřednictvím esterových vazeb (od 1 do 3). Takové látky jsou rozděleny do skupin v souladu s délkou uhlovodíkového řetězce a také věnovat pozornost saturaci. Biochemie vody neumožňuje sama rozpustit sloučeniny lipidů (tuků). Tyto látky se zpravidla rozpouštějí v polárních prostředcích.

Hlavními cíli lipidů je poskytnout energii tělu. Některé jsou součástí hormonů, mohou provádět signální funkci nebo nesou lipofilní molekuly.

Sacharidová molekula

Sacharidy jsou biopolymery tvořené kombinací monomerů, které jsou v tomto případě monosacharidy, jako je například glukosa nebo fruktóza. Studium biochemie rostlin umožnilo osobě určit, že hlavní část sacharidů je obsažena v nich.

Tyto biopolymery nacházejí uplatnění ve strukturní funkci a poskytování energetických zdrojů tělu nebo buňce. U rostlinných organismů je škrob hlavní skladovací látkou a u zvířat glykogen.

Krebsův cyklus proud

V biochemii se objevuje Krebsův cyklus - fenomén, v němž drtivá většina eukaryotických organismů přijímá většinu energie spotřebované v oxidačních procesech spotřebovaných potravin.

Můžete pozorovat to uvnitř buněčných mitochondrií. Je tvořena několika reakcemi, během nichž se uvolňují zásoby "skryté" energie.

V biochemii je Krebsův cyklus důležitým fragmentem obecného respiračního procesu a výměny materiálů uvnitř buněk. Cyklus objevil a studoval H. Krebs. Za to vědec získal Nobelovu cenu.

Tento proces je také označován jako systém přenosu elektronů. To je způsobeno souběžným přechodem ATP na ADP. První sloučenina je zase zapojena do poskytování metabolických reakcí prostřednictvím uvolňování energie.

Biochemie a medicína

Biochemie medicíny je nám předložena ve formě vědy, pokrývající mnoho oblastí biologických a chemických procesů. V současné době existuje celý vzdělávací průmysl, který pro tyto studie připravuje odborníky.

Zde jsou studovány všechny živé věci: od bakterie nebo viru k lidskému tělu. Přítomnost specializovaného biochemistu dává subjektu příležitost sledovat diagnózu a analyzovat léčbu, která se vztahuje na jednotku, vyvodit závěry atd.

Chcete-li připravit vysoce kvalifikovaného odborníka v této oblasti, musíte ho trénovat v přírodních vědách, lékařských základních a biotechnologických oborech, provádět mnoho testů v biochemii. Student má také možnost prakticky uplatnit své znalosti.

univerzity biochemie jsou nyní stále více populární, kvůli rychlému rozvoji této vědy, jejímu významu pro člověka, poptávku atd.

Mezi nejznámější vzdělávací instituce, kde jsou vyškoleni odborníci z této vědy, nejoblíbenější a nejvýznamnější jsou: Moskevská státní univerzita. Lomonosov, PGPU je. Belinsky, Moskevská státní univerzita. Ogarev, Kazan a Krasnojarsk státní univerzity a další.

Seznam dokladů požadovaných pro přijetí na takových vysokých školách se neliší od seznamu pro přijetí do jiných vysokých škol. Biologie a chemie jsou hlavními předměty, které musí přijmout.