Značenje biohemije. Šta je biohemija i šta proučava Vrste biohemije

Biohemija (od grčkog "bios" - "život", biološki ili fiziološki) je nauka koja proučava hemijske procese unutar ćelije koji utiču na funkcionisanje celog organizma ili njegovih specifičnih organa. Cilj nauke biohemije je razumevanje hemijskih elemenata, sastava i procesa metabolizma i načina njegove regulacije u ćeliji. Prema drugim definicijama, biohemija je nauka o hemijskoj strukturi ćelija i organizama živih bića.

Da bismo razumeli zašto je potrebna biohemija, zamislimo nauke u obliku elementarne tabele.

Kao što vidite, osnova za sve nauke je anatomija, histologija i citologija, koje proučavaju sva živa bića. Na njihovoj osnovi se grade biohemija, fiziologija i patofiziologija, gdje se proučava funkcionisanje organizama i hemijski procesi u njima. Bez ovih nauka, ostale koje su zastupljene u gornjem sektoru neće moći da postoje.

Postoji još jedan pristup, prema kojem se nauke dijele na 3 tipa (nivoa):

• Oni koji proučavaju ćelijski, molekularni i tkivni nivo života (nauke anatomije, histologije, biohemije, biofizike);
• Proučavanje patoloških procesa i bolesti (patofiziologija, patološka anatomija);
• Dijagnosticirajte vanjski odgovor tijela na bolest (kliničke nauke kao što su medicina i hirurgija).

Tako smo saznali koje mjesto među naukama zauzima biohemija ili, kako je još nazivaju, medicinska biohemija. Na kraju krajeva, svako abnormalno ponašanje organizma, proces njegovog metabolizma će uticati na hemijsku strukturu ćelija i manifestovaće se tokom LHC-a.

Zašto se rade testovi? Šta pokazuje biohemijski test krvi?

Biokemija krvi je laboratorijska dijagnostička metoda koja pokazuje bolesti u različitim oblastima medicine (npr. terapija, ginekologija, endokrinologija) i pomaže u određivanju funkcioniranja unutarnjih organa i kvalitete metabolizma proteina, lipida i ugljikohidrata, kao i dovoljnosti mikroelemenata u organizmu.

BAC, ili biohemijski test krvi, je analiza koja daje najšire informacije o raznim bolestima. Na osnovu njegovih rezultata možete saznati funkcionalno stanje tijela i svakog organa u zasebnom slučaju, jer će se svaka bolest koja napada osobu na ovaj ili onaj način manifestirati u rezultatima LHC-a.

Šta je uključeno u biohemiju?

Nije baš zgodno i nije potrebno provoditi biokemijske studije apsolutno svih pokazatelja, a osim toga, što ih je više, to vam treba više krvi, a i skuplje će vas koštati. Stoga se pravi razlika između standardnih i složenih spremnika. Standardni se propisuje u većini slučajeva, ali prošireni s dodatnim pokazateljima propisuje liječnik ako treba saznati dodatne nijanse ovisno o simptomima bolesti i svrsi analize.

Osnovni indikatori.

1. Ukupni proteini u krvi (TP, Total Protein).
2. Bilirubin.
3. Glukoza, lipaza.
4. ALT (alanin aminotransferaza, ALT) i AST (aspartat aminotransferaza, AST).
5. Kreatinin.
6. Urea.
7. Elektroliti (Kalijum, K/Kalcijum, Ca/Natrijum, Na/hlor, Cl/Magnezijum, Mg).
8. Ukupni holesterol.

Prošireni profil uključuje bilo koji od ovih dodatnih indikatora (kao i druge, vrlo specifične i usko fokusirane, koji nisu navedeni na ovoj listi).

Biohemijski opći terapijski standard: norme za odrasle

Dekodiranje biohemije

Dekodiranje gore opisanih podataka vrši se prema određenim vrijednostima i standardima.

1. Ukupni proteini je količina ukupnog proteina koji se nalazi u ljudskom tijelu. Prekoračenje norme ukazuje na različite upale u organizmu (problemi s jetrom, bubrezima, genitourinarnim sistemom, opekotine ili karcinom), sa dehidracijom (dehidracijom) tokom povraćanja, znojenjem u posebno velikim količinama, opstrukcijom crijeva ili multipli mijelom, manjkom - disbalansom u nutritivnoj prehrani, produženom gladovanju, crijevnim bolestima, bolestima jetre ili u slučaju poremećene sinteze kao posljedica nasljednih bolesti.
2. 
   Albumen‒ ovo je visoko koncentrirana proteinska frakcija sadržana u krvi. Veže vodu, a njena mala količina dovodi do razvoja edema – voda se ne zadržava u krvi i ulazi u tkiva. Obično, ako se protein smanji, tada se smanjuje i količina albumina.
3. Opća analiza bilirubina u plazmi(direktno i indirektno) - ovo je dijagnoza pigmenta koji nastaje nakon razgradnje hemoglobina (toksičan je za ljude). Hiperbilirubinemija (preko nivoa bilirubina) naziva se žutica, a klinička žutica je subhepatična (uključujući i novorođenčad), hepatocelularna i subhepatična. Ukazuje na anemiju, opsežna krvarenja, zatim na hemolitičku anemiju, hepatitis, destrukciju jetre, onkologiju i druge bolesti. Zastrašujuća je zbog patologije jetre, ali se može povećati i kod osobe koja je pretrpjela udarce i povrede.
4. Glukoza. Njegov nivo određuje metabolizam ugljikohidrata, odnosno energiju u tijelu i način rada gušterače. Ako glukoze ima puno, to može biti dijabetes, fizička aktivnost ili učinak uzimanja hormonskih lijekova, ako je malo, može biti hiperfunkcija pankreasa, bolesti endokrinog sistema.
5. lipaza - To je enzim za razbijanje masti koji igra važnu ulogu u metabolizmu. Njegovo povećanje ukazuje na bolest pankreasa.
6. ALT– „marker jetre“; koristi se za praćenje patoloških procesa u jetri. Povećana stopa ukazuje na probleme sa srcem, jetrom ili hepatitis (virusni).
7. AST– „marker srca“, pokazuje kvalitet srca. Prekoračenje norme ukazuje na poremećaj rada srca i hepatitis.
8. Kreatinin– pruža informacije o funkcionisanju bubrega. Povišen je ako osoba ima akutnu ili kroničnu bolest bubrega ili postoji destrukcija mišićnog tkiva ili endokrini poremećaji. Povećan kod ljudi koji jedu puno mesnih proizvoda. Dakle, kreatinin je snižen kod vegetarijanaca, kao i kod trudnica, ali to neće mnogo uticati na dijagnozu.
9. Analiza uree- Ovo je studija o proizvodima metabolizma proteina, funkcije jetre i bubrega. Do precjenjivanja indikatora dolazi kada postoji kvar bubrega, kada se ne mogu nositi s uklanjanjem tekućine iz tijela, a smanjenje je tipično za trudnice, s prehranom i poremećajima povezanim s funkcijom jetre.
10. Ggt u biohemijskoj analizi informiše o metabolizmu aminokiselina u organizmu. Njegova visoka stopa vidljiva je kod alkoholizma, kao i ako je krv zahvaćena toksinima ili se sumnja na disfunkciju jetre i žučnih puteva. Nizak – ako postoje hronična oboljenja jetre.
11. Ldg Studija karakterizira tok energetskih procesa glikolize i laktata. Visok pokazatelj ukazuje na negativan učinak na jetru, pluća, srce, gušteraču ili bubrege (pneumonija, srčani udar, pankreatitis i drugi). Nizak nivo laktat dehidrogenaze, kao i nizak kreatinin, neće uticati na dijagnozu. Ako je LDH povišen, razlozi kod žena mogu biti sljedeći: povećana fizička aktivnost i trudnoća. Kod novorođenčadi ova brojka je također nešto viša.
12. Ravnoteža elektrolita označava normalan proces metabolizma u ćeliju i iz ćelije natrag, uključujući proces u srcu. Poremećaji u ishrani često su glavni uzrok disbalansa elektrolita, ali to može biti i povraćanje, dijareja, hormonska neravnoteža ili zatajenje bubrega.
13. Holesterol(holesterol) ukupni - povećava se ako osoba ima gojaznost, aterosklerozu, disfunkciju jetre, štitne žlijezde, a smanjuje se kada osoba ide na dijetu s niskim udjelom masti, sa sepsom ili drugom infekcijom.
14. Amilaza- enzim koji se nalazi u pljuvački i pankreasu. Visok nivo će ukazivati ​​da li postoji holecistitis, znaci dijabetes melitusa, peritonitis, zaušnjaci i pankreatitis. Takođe će se povećati ako konzumirate alkoholna pića ili droge - glukokortikoide, što je tipično i za trudnice tokom toksikoze.

Postoji mnogo biohemijskih indikatora, kako osnovnih tako i dodatnih, a provodi se i kompleksna biohemija koja uključuje i osnovne i dodatne indikatore po nahođenju doktora.

Uzimati biohemiju na prazan želudac ili ne: kako se pripremiti za analizu?

Test krvi na HD je odgovoran proces i za njega se morate pripremiti unaprijed i sa punom ozbiljnošću.

Ove mjere su neophodne kako bi analiza bila preciznija i da na nju ne bi utjecali dodatni faktori. U suprotnom ćete morati ponovo polagati testove, jer će i najmanja promjena uvjeta značajno utjecati na metabolički proces.

Odakle im je i kako daju krv?

Darivanje krvi za biohemiju uključuje uzimanje krvi špricem iz vene na laktu, ponekad iz vene na podlaktici ili šaci. U prosjeku je 5-10 ml krvi dovoljno za mjerenje osnovnih pokazatelja. Ako je potrebna detaljna biohemijska analiza, onda se uzima veća količina krvi.

Norma biohemijskih pokazatelja na specijaliziranoj opremi različitih proizvođača može se neznatno razlikovati od prosječnih granica. Ekspresna metoda podrazumeva dobijanje rezultata u roku od jednog dana.

Procedura vađenja krvi je gotovo bezbolna: sjednete, medicinska sestra priprema špric, stavlja podvezu na ruku, tretira mjesto gdje će se dati injekcija antiseptikom i uzima uzorak krvi.

Dobijeni uzorak se stavlja u epruvetu i šalje u laboratorij na dijagnostiku. Laboratorijski doktor stavlja uzorak plazme u poseban uređaj koji je dizajniran za određivanje biohemijskih parametara sa velikom preciznošću. On također obrađuje i skladišti krv, određuje dozu i postupak za provođenje biohemije, dijagnosticira dobijene rezultate, ovisno o pokazateljima koje zahtijeva ljekar koji prisustvuje, i priprema obrazac za rezultate biohemije i laboratorijske hemijske analize.

Laboratorijska hemijska analiza se u roku od jednog dana prenosi ljekaru koji postavlja dijagnozu i propisuje liječenje.

LHC, sa svojim mnoštvom različitih indikatora, omogućava sagledavanje opsežne kliničke slike određene osobe i određene bolesti.

U ovom članku ćemo odgovoriti na pitanje što je biokemija. Ovdje ćemo pogledati definiciju ove nauke, njenu povijest i metode istraživanja, obratiti pažnju na neke procese i definirati njene dijelove.

Uvod

Da bismo odgovorili na pitanje šta je biohemija, dovoljno je reći da je to nauka posvećena hemijskom sastavu i procesima koji se dešavaju unutar žive ćelije tela. Međutim, ima mnogo komponenti, naučivši koje, možete dobiti konkretniju predstavu o tome.

U nekim privremenim epizodama 19. stoljeća po prvi put se počela upotrebljavati terminološka jedinica „biohemija“. Međutim, u naučne krugove uveo ga je tek 1903. godine njemački hemičar Carl Neuberg. Ova nauka zauzima srednju poziciju između biologije i hemije.

Istorijske činjenice

Čovječanstvo je prije otprilike stotinu godina moglo jasno odgovoriti na pitanje šta je biohemija. Uprkos činjenici da je društvo u antičko doba koristilo biohemijske procese i reakcije, nije bilo svjesno prisustva njihove prave suštine.

Neki od najudaljenijih primjera su hljebarstvo, vinarstvo, sirarstvo itd. Brojna pitanja o ljekovitosti biljaka, zdravstvenim problemima itd. natjerala su čovjeka da se udubi u njihovu osnovu i prirodu djelatnosti.

Razvoj općeg skupa pravaca koji je u konačnici doveo do stvaranja biokemije može se promatrati već u drevnim vremenima. Naučnik-doktor iz Perzije u desetom veku napisao je knjigu o kanonima medicinske nauke, gde je mogao detaljno da opiše različite lekovite supstance. U 17. veku, van Helmont je predložio termin "enzim" kao jedinicu reagensa hemijske prirode uključene u probavne procese.

U 18. vijeku, zahvaljujući radovima A.L. Lavoisier i M.V. Lomonosova, izveden je zakon održanja mase materije. Krajem istog veka utvrđen je značaj kiseonika u procesu disanja.

Godine 1827. nauka je omogućila stvaranje podjele bioloških molekula na spojeve masti, proteina i ugljikohidrata. Ovi termini se i danas koriste. Godinu dana kasnije, u radu F. Wöhlera, dokazano je da se supstance u živim sistemima mogu sintetisati veštačkim putem. Drugi važan događaj bila je izrada i formulacija teorije strukture organskih jedinjenja.

Osnovama biohemije trebalo je mnogo stotina godina da se formiraju, ali su jasno definisane 1903. Ova nauka je postala prva biološka disciplina koja je imala svoj sistem matematičke analize.

25 godina kasnije, 1928. godine, F. Griffith je izveo eksperiment čija je svrha bila proučavanje mehanizma transformacije. Naučnik je zarazio miševe pneumokokom. Ubio je bakterije iz jednog soja i dodao ih bakterijama iz drugog. Studija je otkrila da je proces pročišćavanja uzročnika bolesti rezultirao stvaranjem nukleinske kiseline, a ne proteina. Lista otkrića i dalje raste.

Dostupnost srodnih disciplina

Biohemija je posebna nauka, ali njenom nastanku je prethodio aktivan proces razvoja organske grane hemije. Glavna razlika leži u objektima proučavanja. Biohemija razmatra samo one supstance ili procese koji se mogu pojaviti u uslovima živih organizama, a ne izvan njih.

Biohemija je na kraju uključila koncept molekularne biologije. Razlikuju se jedni od drugih uglavnom po svojim metodama djelovanja i predmetima koje proučavaju. Trenutno su terminološke jedinice "biohemija" i "molekularna biologija" počele da se koriste kao sinonimi.

Dostupnost sekcija

Danas biohemija uključuje niz istraživačkih područja, uključujući:

Grana statičke biohemije je nauka o hemijskom sastavu živih bića, strukturama i molekularnoj raznolikosti, funkcijama itd.

Postoji niz sekcija koje proučavaju biološke polimere proteina, lipida, ugljikohidrata, molekula aminokiselina, kao i nukleinske kiseline i sam nukleotid.

Biohemija koja proučava vitamine, njihovu ulogu i oblik uticaja na organizam, moguće poremećaje u vitalnim procesima usled nedostatka ili prevelikih količina.

Hormonska biohemija je nauka koja proučava hormone, njihov biološki efekat, uzroke nedostatka ili viška.

Nauka o metabolizmu i njegovim mehanizmima je dinamična grana biohemije (uključuje bioenergetiku).

Molecular Biology Research.

Funkcionalna komponenta biohemije proučava fenomen hemijskih transformacija odgovornih za funkcionalnost svih komponenti tijela, počevši od tkiva pa do cijelog tijela.

Medicinska biohemija je dio o obrascima metabolizma između struktura tijela pod utjecajem bolesti.

Postoje i grane biohemije mikroorganizama, ljudi, životinja, biljaka, krvi, tkiva itd.

Alati za istraživanje i rješavanje problema

Biohemijske metode se zasnivaju na frakcionisanju, analizi, detaljnom proučavanju i ispitivanju strukture kako pojedine komponente tako i čitavog organizma ili njegove supstance. Većina ih je nastala tokom 20. stoljeća, a hromatografija, proces centrifugiranja i elektroforeze, postala je najšire poznata.



Krajem 20. stoljeća, biohemijske metode počele su sve više da nalaze svoju primjenu u molekularnim i ćelijskim granama biologije. Utvrđena je struktura cjelokupnog ljudskog DNK genoma. Ovo otkriće omogućilo je saznanje o postojanju ogromnog broja supstanci, posebno raznih proteina, koji nisu otkriveni tokom pročišćavanja biomase, zbog njihovog izuzetno niskog sadržaja u supstanci.

Genomika je izazvala ogromnu količinu biohemijskog znanja i dovela do razvoja promjena u njenoj metodologiji. Pojavio se koncept kompjuterskog virtuelnog modeliranja.

Hemijska komponenta

Fiziologija i biohemija su usko povezane. Ovo se objašnjava zavisnošću brzine odvijanja svih fizioloških procesa sa sadržajem različitog broja hemijskih elemenata.



U prirodi postoji 90 komponenti periodnog sistema hemijskih elemenata, ali oko četvrtine je potrebno za život. Našem tijelu uopće nisu potrebne mnoge rijetke komponente.

Različite pozicije taksona u hijerarhijskoj tabeli živih bića određuju različite potrebe za prisustvom određenih elemenata.

99% ljudske mase sastoji se od šest elemenata (C, H, N, O, F, Ca). Osim glavne količine ovih vrsta atoma koji formiraju tvari, potrebno nam je još 19 elemenata, ali u malim ili mikroskopskim volumenima. Među njima su: Zn, Ni, Ma, K, Cl, Na i drugi.

Biomolekula proteina

Glavni molekuli koje proučava biohemija su ugljikohidrati, proteini, lipidi, nukleinske kiseline, a pažnja ove nauke usmjerena je na njihove hibride.

Proteini su velika jedinjenja. Nastaju povezivanjem lanaca monomera - aminokiselina. Većina živih bića dobiva proteine ​​sintezom dvadeset vrsta ovih spojeva.

Ovi monomeri se međusobno razlikuju po strukturi radikalne grupe, koja igra veliku ulogu tokom savijanja proteina. Svrha ovog procesa je formiranje trodimenzionalne strukture. Aminokiseline su međusobno povezane formiranjem peptidnih veza.

Odgovarajući na pitanje što je biokemija, ne može se ne spomenuti tako složene i multifunkcionalne biološke makromolekule kao što su proteini. Oni imaju više zadataka od polisaharida ili nukleinskih kiselina koje treba izvršiti.

Neki proteini su predstavljeni enzimima i uključeni su u katalizu različitih reakcija biohemijske prirode, što je vrlo važno za metabolizam. Drugi proteinski molekuli mogu djelovati kao signalni mehanizmi, formirati citoskelete, sudjelovati u imunološkoj odbrani itd.

Neke vrste proteina su sposobne da formiraju ne-proteinske biomolekularne komplekse. Supstance nastale spajanjem proteina sa oligosaharidima omogućavaju postojanje molekula kao što su glikoproteini, a interakcija sa lipidima dovodi do pojave lipoproteina.

Molekul nukleinske kiseline

Nukleinske kiseline su predstavljene kompleksima makromolekula koji se sastoje od polinukleotidnog skupa lanaca. Njihova glavna funkcionalna svrha je kodiranje nasljednih informacija. Sinteza nukleinske kiseline nastaje zbog prisustva mononukleozid trifosfatnih makroenergetskih molekula (ATP, TTP, UTP, GTP, CTP).

Najrašireniji predstavnici takvih kiselina su DNK i RNK. Ovi strukturni elementi se nalaze u svakoj živoj ćeliji, od arheja do eukariota, pa čak i virusa.

Lipidni molekul

Lipidi su molekularne supstance sastavljene od glicerola, za koje su masne kiseline (1 do 3) vezane esterskim vezama. Takve tvari se dijele u grupe prema dužini lanca ugljikovodika, a pazi se i na zasićenje. Biohemija vode ne dozvoljava joj da otapa jedinjenja lipida (masti). U pravilu se takve tvari otapaju u polarnim otopinama.



Glavni zadaci lipida su da daju energiju tijelu. Neki su dio hormona, mogu obavljati signalnu funkciju ili transportirati lipofilne molekule.

molekula ugljikohidrata

Ugljikohidrati su biopolimeri nastali spajanjem monomera, koji su u ovom slučaju predstavljeni monosaharidima, kao što su glukoza ili fruktoza. Proučavanje biohemije biljaka omogućilo je čovjeku da utvrdi da se u njima nalazi najveći dio ugljikohidrata.

Ovi biopolimeri nalaze svoju upotrebu u strukturnoj funkciji i obezbjeđivanju energetskih resursa organizmu ili ćeliji. U biljnim organizmima glavna tvar za skladištenje je škrob, a kod životinja glikogen.

Tok Krebsovog ciklusa

U biohemiji postoji Krebsov ciklus - fenomen tokom kojeg preovlađujući broj eukariotskih organizama prima većinu energije koja se troši na procese oksidacije unesene hrane.

Može se posmatrati unutar ćelijskih mitohondrija. Nastaje kroz nekoliko reakcija, tokom kojih se oslobađaju rezerve „skrivene“ energije.

U biohemiji, Krebsov ciklus je važan fragment općeg respiratornog procesa i materijalnog metabolizma unutar ćelija. Ciklus je otkrio i proučavao H. Krebs. Za to je naučnik dobio Nobelovu nagradu.

Ovaj proces se još naziva i sistem prenosa elektrona. To je zbog istovremene konverzije ATP-a u ADP. Prvi spoj je zauzvrat odgovoran za osiguravanje metaboličkih reakcija kroz oslobađanje energije.

Biohemija i medicina

Biohemija medicine nam se predstavlja kao nauka koja pokriva mnoge oblasti bioloških i hemijskih procesa. Trenutno postoji čitava industrija u obrazovanju koja obučava specijaliste za ove studije.

Ovdje se proučava svako živo biće: od bakterija ili virusa do ljudskog tijela. Specijalnost biohemičara daje subjektu mogućnost da prati dijagnozu i analizira tretman koji se primjenjuje na pojedinu jedinicu, donosi zaključke itd.



Da biste pripremili visoko kvalifikovanog stručnjaka u ovoj oblasti, potrebno je da ga obučite u prirodnim naukama, osnovama medicine i biotehnološkim disciplinama, kao i da sprovedete mnoge testove iz biohemije. Studentu se pruža i mogućnost da svoje znanje praktično primijeni.

Biohemijski univerziteti trenutno postaju sve popularniji, što je posledica brzog razvoja ove nauke, njenog značaja za čoveka, potražnje itd.

Među najpoznatijim obrazovnim institucijama u kojima se obrazuju specijalisti u ovoj grani nauke, najpopularniji i najznačajniji su: Moskovski državni univerzitet. Lomonosov, Permski državni pedagoški univerzitet po imenu. Belinski, Moskovski državni univerzitet. Ogarev, Kazan i Krasnojarsk državni univerziteti i drugi.

Spisak dokumenata potrebnih za upis na takve univerzitete ne razlikuje se od liste za upis na druge visokoškolske ustanove. Biologija i hemija su glavni predmeti koji se moraju polagati pri upisu.

Bolnički pacijenti i njihovi rođaci često se pitaju šta je biohemija. Ova se riječ može koristiti u dva značenja: kao nauka i kao oznaka za biohemijski test krvi. Pogledajmo svaki od njih.

Biohemija kao nauka

Biološka ili fiziološka hemija - biohemija je nauka koja proučava hemijski sastav ćelija bilo kojeg živog organizma. U toku njegovog proučavanja ispituju se i obrasci po kojima se odvijaju sve hemijske reakcije u živim tkivima koja obezbeđuju vitalne funkcije organizama.

Naučne discipline koje se odnose na biohemiju su molekularna biologija, organska hemija, ćelijska biologija itd. Reč „biohemija“ se može koristiti, na primer, u rečenici: „Biohemija kao posebna nauka nastala je pre otprilike 100 godina“.

Ali možete saznati više o sličnoj znanosti ako pročitate naš članak.

Biohemija krvi

Biohemijski test krvi uključuje laboratorijsko proučavanje različitih pokazatelja u krvi, testovi se uzimaju iz vene (proces venepunkcije). Na osnovu rezultata studije moguće je procijeniti stanje organizma, a konkretno njegovih organa i sistema. Više informacija o ovoj analizi možete pronaći u našoj rubrici.

Zahvaljujući biohemiji krvi možete saznati kako rade bubrezi, jetra, srce, kao i odrediti reumatski faktor, ravnotežu vode i soli itd.

Životinje, biljke, gljive, virusi, bakterije. Broj predstavnika svakog kraljevstva je toliko velik da se može samo zapitati kako se svi uklapamo na Zemlji. Ali, uprkos takvoj raznolikosti, sva živa bića na planeti dijele nekoliko osnovnih karakteristika.

Zajedničkost svih živih bića

Dokazi potiču iz nekoliko osnovnih karakteristika živih organizama:

• nutritivne potrebe (potrošnja energije i njena transformacija u tijelu);
• potrebe za disanjem;
• sposobnost reprodukcije;
• rast i razvoj tokom životnog ciklusa.

Bilo koji od navedenih procesa u tijelu je predstavljen masom kemijskih reakcija. Svake sekunde stotine reakcija sinteze i razgradnje organskih molekula odvijaju se unutar bilo kojeg živog bića, a posebno čovjeka. Struktura, karakteristike kemijskog djelovanja, međusobno djelovanje, sinteza, razgradnja i izgradnja novih struktura molekula organske i neorganske strukture - sve je to predmet proučavanja velike, zanimljive i raznolike nauke. Biohemija je mlada, progresivna oblast znanja koja proučava sve što se dešava unutar živih bića.

Objekt

Predmet proučavanja biohemije su samo živi organizmi i svi životni procesi koji se u njima odvijaju. Konkretno, hemijske reakcije koje nastaju prilikom apsorpcije hrane, oslobađanja otpadnih proizvoda, rasta i razvoja. Dakle, osnove biohemije su proučavanje:

1. Nećelijski oblici života - virusi.
2. Prokariotske bakterijske ćelije.
3. Više i niže biljke.
4. Životinje svih poznatih klasa.
5. Ljudsko tijelo.

Istovremeno, sama biohemija je prilično mlada nauka, koja je nastala tek akumulacijom dovoljne količine znanja o unutrašnjim procesima u živim bićima. Njegov nastanak i izolacija datira iz druge polovine 19. stoljeća.

Savremene grane biohemije

U sadašnjoj fazi razvoja, biohemija uključuje nekoliko glavnih odjeljaka, koji su prikazani u tabeli.

Dakle, možemo reći da je biohemija čitav kompleks malih nauka koje pokrivaju čitav niz najsloženijih unutrašnjih procesa živih sistema.

Affiliated Sciences

Vremenom se nakupilo toliko različitih znanja i formiralo toliko naučnih veština u obradi rezultata istraživanja, uzgoju kolonija bakterija i RNK, ubacivanju poznatih delova genoma sa datim svojstvima i tako dalje, da postoji potreba za dodatnim naukama. koje su supsidijarne biohemiji. To su nauke kao što su:

• molekularna biologija;
• Genetski inženjering;
• genska hirurgija;
• molekularna genetika;
• enzimologija;
• imunologija;
• molekularna biofizika.

Svaka od navedenih oblasti znanja ima dosta dostignuća u proučavanju bioprocesa u živim biološkim sistemima, te je stoga veoma važna. Svi oni pripadaju nauci 20. veka.

Razlozi intenzivnog razvoja biohemije i srodnih nauka

Korana je 1958. otkrila gen i njegovu strukturu, nakon čega je 1961. dešifrovan genetski kod. Tada je uspostavljena struktura molekule DNK - dvolančana struktura sposobna za reduplikaciju (samoreprodukciju). Opisane su sve suptilnosti metaboličkih procesa (anabolizam i katabolizam), proučavana je tercijarna i kvartarna struktura proteinskog molekula. I ovo nije potpuna lista najznačajnijih otkrića 20. stoljeća, koja čine osnovu biohemije. Sva ova otkrića pripadaju biohemičarima i samoj nauci kao takvoj. Stoga postoje mnogi preduslovi za njen razvoj. Možemo identificirati nekoliko modernih razloga za njegovu dinamičnost i intenzitet u njegovom formiranju.

1. Otkrivena je osnova većine hemijskih procesa koji se odvijaju u živim organizmima.
2. Formuliran je princip jedinstva u većini fizioloških i energetskih procesa za sva živa bića (na primjer, isti su kod bakterija i ljudi).
3. Medicinska biohemija je ključ za liječenje niza složenih i opasnih bolesti.
4. Uz pomoć biohemije postalo je moguće pristupiti rješavanju najglobalnijih pitanja biologije i medicine.

Otuda zaključak: biohemija je progresivna, važna i vrlo široka nauka koja nam omogućava da pronađemo odgovore na mnoga pitanja čovječanstva.

Biohemija u Rusiji

Kod nas je biohemija progresivna i važna nauka kao i u celom svetu. Na teritoriji Rusije postoji Institut za biohemiju nazvan po. A. N. Bakh RAS, Institut za biohemiju i fiziologiju mikroorganizama po imenu. G.K. Skrjabin RAS, Istraživački institut za biohemiju SB RAS. Naši naučnici imaju veliku ulogu i mnoge zasluge u istoriji razvoja nauke. Na primjer, metoda imunoelektrofereze, otkriveni su mehanizmi glikolize, formuliran princip komplementarnosti nukleotida u strukturi molekule DNK i napravljeno je niz drugih važnih otkrića. Krajem 19. i početkom 20. vijeka. Uglavnom, nisu formirani čitavi instituti, već katedre za biohemiju na nekom od univerziteta. Međutim, ubrzo se pojavila potreba za proširenjem prostora za proučavanje ove nauke zbog njenog intenzivnog razvoja.

Biohemijski procesi biljaka

Biohemija biljaka je neraskidivo povezana sa fiziološkim procesima. Generalno, predmet proučavanja biohemije i fiziologije biljaka je:

• vitalna aktivnost biljne ćelije;
• fotosinteza;
• dah;
• vodni režim biljaka;
• mineralna prehrana;
• kvalitet usjeva i fiziologija njegovog formiranja;
• otpornost biljaka na štetočine i nepovoljne uslove okoline.

Implikacije za poljoprivredu

Poznavanje dubokih procesa biohemije u biljnim ćelijama i tkivima omogućava povećanje kvaliteta i kvantiteta useva gajenih poljoprivrednih biljaka, koje su masovni proizvođači važnih prehrambenih proizvoda za čitavo čovečanstvo. Osim toga, fiziologija i biohemija biljaka omogućavaju pronalaženje načina za rješavanje problema zaraze štetočinama, otpornosti biljaka na nepovoljne uvjete okoline, te omogućavaju poboljšanje kvalitete biljnih proizvoda.

Biološka hemija Lelevič Vladimir Valerijanovič

Poglavlje 1. Uvod u biohemiju

Poglavlje 1. Uvod u biohemiju

Biološka hemija- nauka koja proučava hemijsku prirodu supstanci koje čine žive organizme, transformacije ovih supstanci (metabolizam), kao i povezanost ovih transformacija sa aktivnostima pojedinih tkiva i celog organizma u celini.

biohemija - je nauka o molekularnoj osnovi života. Nekoliko je razloga zašto biohemija ovih dana privlači veliku pažnju i ubrzano se razvija.

1. Prvo, biohemičari su uspjeli razjasniti hemijsku osnovu brojnih važnih biohemijskih procesa.

2. Drugo, otkriveni su zajednički putevi za transformaciju molekula i opšti principi koji leže u osnovi različitih manifestacija života.

3. Treće, biohemija ima sve dublji uticaj na medicinu.

4. Četvrto, brzi razvoj biohemije poslednjih godina omogućio je istraživačima da počnu proučavati najhitnije, fundamentalne probleme biologije i medicine.

Istorija razvoja biohemije

U istoriji razvoja biohemijskog znanja i biohemije kao nauke mogu se izdvojiti 4 perioda.

I period - od antičkih vremena do renesanse (XV vek). Ovo je period praktične upotrebe biohemijskih procesa bez poznavanja njihovih teorijskih osnova i prvih, ponekad vrlo primitivnih, biohemijskih istraživanja. Ljudi su već u dalekim vremenima poznavali tehnologiju takvih industrija zasnovanih na biohemijskim procesima kao što su pečenje hleba, sirarstvo, proizvodnja vina i štavljenje kože. Upotreba biljaka u prehrambene svrhe, za pripremu boja i tkanina potaknula je pokušaje razumijevanja svojstava pojedinih supstanci biljnog porijekla.

II period - od početka renesanse do druge polovine 19. veka, kada je biohemija postala samostalna nauka. Veliki istraživač tog vremena, autor mnogih remek-djela umjetnosti, arhitekta, inženjer, anatom Leonardo da Vinci provodio je eksperimente i na osnovu njihovih rezultata izveo važan zaključak za te godine da živi organizam može postojati samo u atmosferi u kojoj plamen može izgorjeti.

Tokom ovog perioda, vredi istaknuti radove naučnika kao što su Paracelsus, M.V. Lomonosov, Yu. Liebig, A.M. Butlerov, Lavoisier.

III period - od druge polovine 19. veka do 50-ih godina 20. veka. Obilježava ga nagli porast intenziteta i dubine biohemijskih istraživanja, obim dobijenih informacija i povećan primijenjeni značaj - upotreba biohemijskih dostignuća u industriji, medicini i poljoprivredi. Radovi jednog od osnivača ruske biohemije A. Ya. Danilevskog (1838–1923), M. V. Nentskog (1847–1901) datiraju iz ovog vremena. Na prijelazu iz 19. u 20. stoljeće djelovao je najveći njemački organski hemičar i biohemičar E. Fischer (1862–1919). Formulirao je osnovne principe polipeptidne teorije proteina, koja je započela istraživanjem A. Ya. Danilevskog. Iz tog vremena datiraju radovi velikog ruskog naučnika K. A. Timirjazeva (1843–1920), osnivača sovjetske biohemijske škole A. N. Bacha i njemačkog biohemičara O. Warburga. Godine 1933. G. Krebs je detaljno proučavao ornitinski ciklus stvaranja uree, a njegovo otkriće ciklusa trikarboksilne kiseline datira iz 1937. godine. Godine 1933. D. Keilin (Engleska) je izolovao citokrom C i reprodukovao proces prenosa elektrona duž respiratornog lanca u preparatima iz srčanog mišića. Godine 1938. A.E. Braunstein i M.G. Kritsman prvi su opisali reakcije transaminacije, koje su ključne u metabolizmu dušika.

IV period – od ranih 50-ih godina 20. vijeka do danas. Karakteriše ga široka upotreba fizičkih, fizičko-hemijskih i matematičkih metoda u biohemijskim istraživanjima, aktivno i uspešno proučavanje osnovnih bioloških procesa (biosinteza proteina i nukleinskih kiselina) na molekularnom i supramolekularnom nivou.

Evo kratke hronologije glavnih otkrića u biohemiji ovog perioda:

1953 – J. Watson i F. Crick su predložili model dvostruke spirale strukture DNK.

1953 – F. Sanger je prvi dešifrovao sekvencu aminokiselina proteina insulina.

1961 – M. Nirenberg je dešifrovao prvo „slovo“ koda za sintezu proteina – DNK triplet koji odgovara fenilalaninu.

1966 – P. Mitchell je formulisao hemiosmotičku teoriju sprege disanja i oksidativne fosforilacije.

1969 – R. Merifield je hemijski sintetizovao enzim ribonukleazu.

1971. - u zajedničkom radu dvije laboratorije koje su vodili Yu. A. Ovchinnikov i A. E. Braunstein, uspostavljena je primarna struktura aspartat aminotransferaze, proteina od 412 aminokiselina.

1977 - F. Sanger je po prvi put u potpunosti dešifrovao primarnu strukturu molekula DNK (fag? X 174).

Razvoj medicinske biohemije u Bjelorusiji

Od osnivanja Katedre za biohemiju na Bjeloruskom državnom univerzitetu 1923. godine, počelo je stručno usavršavanje nacionalnog biohemijskog osoblja. Godine 1934. Odsjek za biohemiju organiziran je u Vitebskom medicinskom institutu, 1959. - u Grodno medicinskom institutu, 1992. - u Gomelskom medicinskom institutu. Poznati naučnici i veliki stručnjaci iz oblasti biohemije su pozvani i izabrani na čelo odeljenja: A. P. Bestužev, G. V. Derviz, L. E. Taranovich, N. E. Glushakova, V. K. Kukhta, V. S. Shapot, L. G. Orlova, A. A. M. Ostrov, A. A. M. Ostrov, N. A. M. Ostrov. Lukashik. Na formiranje naučnih škola u oblasti medicinske biohemije uveliko su uticale aktivnosti tako istaknutih naučnika kao što su M. F. Merežinski (1906–1970), V. A. Bondarin (1909–1985), L. S. Čerkasova (1909–1998), V. S. Šapot (1909). –1989), Yu. M. Ostrovsky (1925–1991), A. T. Pikulev (1931–1993).

Godine 1970. u Grodnu je stvoreno Odeljenje za regulaciju metabolizma Akademije nauka BSSR, koje je 1985. transformisano u Institut za biohemiju Nacionalne akademije nauka Belorusije. Prvi šef katedre i direktor instituta bio je akademik Akademije nauka BSSR Yu. M. Ostrovsky. Pod njegovim vodstvom započeto je opsežno istraživanje vitamina, posebno tiamina. Radi

Yu. M. Ostrovsky je dopunjen i nastavljen u istraživanju njegovih učenika: N. K. Lukashik, A. I. Balakleevsky, A. N. Razumovich, R. V. Trebukhina, F. S. Larin, A. G. Moiseenko.

Najvažniji praktični rezultati aktivnosti naučnih biohemijskih škola bili su organizacija državne laboratorijske službe republike (profesor V. G. Kolb), otvaranje u Vitebskom medicinskom institutu Republičkog centra za lečenje i dijagnostiku lipida za metaboličku terapiju (profesor A. A. Chirkin), stvaranje Laboratorije za medicinske i biološke probleme narkologije Medicinskog instituta Grodno (profesor V.V. Lelevich).

1. Sastav i struktura hemijskih supstanci živog organizma - statička biohemija.

2. Cijeli skup transformacija tvari u tijelu (metabolizam) je dinamička biohemija.

3. Biohemijski procesi u osnovi različitih manifestacija života – funkcionalna biohemija.

4. Struktura i mehanizam djelovanja enzima - enzimologija.

5. Bioenergija.

6. Molekularna osnova naslijeđa - prijenos genetskih informacija.

7. Regulatorni mehanizmi metabolizma.

8. Molekularni mehanizmi specifičnih funkcionalnih procesa.

9. Osobine metabolizma u organima i tkivima.

Sekcije i pravci biohemije

1. Biohemija ljudi i životinja.

2. Biohemija biljaka.

3. Biohemija mikroorganizama.

4. Medicinska biohemija.

5. Tehnička biohemija.

6. Evolucijska biohemija.

7. Kvantna biohemija.

Objekti biohemijskog istraživanja

1. Organizmi.

2. Pojedinačni organi i tkiva.

3. Presjeci organa i tkiva.

4. Homogenati organa i tkiva.

5. Biološke tečnosti.

6. Ćelije.

7. Kvasac, bakterije.

8. Subcelularne komponente i organele.

9. Enzimi.

10. Hemikalije (metaboliti).

Biohemijske metode

1. Homogenizacija tkiva.

2. Centrifugiranje:

Jednostavno

Ultracentrifugiranje

Centrifugiranje s gradijentom gustine.

3. Dijaliza.

4. Elektroforeza.

5. Kromatografija.

6. Metoda izotopa.

7. Kolorimetrija.

8. Spektrofotometrija.

9. Određivanje enzimske aktivnosti.

Odnos biohemije i drugih disciplina

1. Bioorganska hemija

2. Fizička koloidna hemija

3. Biofizička hemija

4. Molekularna biologija

5. Genetika

6. Normalna fiziologija

7. Patološka fiziologija

8. Kliničke discipline

9. Farmakologija

10. Klinička biohemija