Značenje biokemije. Što je biokemija i što proučava? Vrste biokemije

Biokemija (od grčkog “bios” - “život”, biološki ili fiziološki) je znanost koja proučava kemijske procese unutar stanice koji utječu na funkcioniranje cijelog organizma ili njegovih pojedinih organa. Cilj znanosti biokemije je razumijevanje kemijskih elemenata, sastava i procesa metabolizma te načina njegove regulacije u stanici. Prema drugim definicijama, biokemija je znanost o kemijskoj građi stanica i organizama živih bića.

Da bismo razumjeli zašto je potrebna biokemija, zamislimo znanosti u obliku elementarne tablice.

Kao što vidite, temelj svih znanosti su anatomija, histologija i citologija, koje proučavaju sva živa bića. Na njihovoj osnovi izgrađuju se biokemija, fiziologija i patofiziologija, gdje se proučava funkcioniranje organizama i kemijski procesi u njima. Bez ovih znanosti, ostale znanosti koje su zastupljene u gornjem sektoru neće moći postojati.

Postoji još jedan pristup, prema kojem se znanosti dijele na 3 vrste (razine):

• Oni koji proučavaju staničnu, molekularnu i tkivnu razinu života (znanosti anatomije, histologije, biokemije, biofizike);
• Proučavanje patoloških procesa i bolesti (patofiziologija, patološka anatomija);
• Dijagnosticirati vanjski odgovor tijela na bolest (kliničke znanosti poput medicine i kirurgije).

Tako smo saznali koje mjesto među znanostima zauzima biokemija ili kako je još zovu medicinska biokemija. Uostalom, svako abnormalno ponašanje tijela, proces njegovog metabolizma utjecat će na kemijsku strukturu stanica i očitovat će se tijekom LHC-a.

Zašto se polažu testovi? Što pokazuje biokemijski test krvi?

Biokemija krvi je laboratorijska dijagnostička metoda koja pokazuje bolesti u različitim područjima medicine (primjerice, terapija, ginekologija, endokrinologija) i pomaže u određivanju funkcioniranja unutarnjih organa i kvalitete metabolizma bjelančevina, lipida i ugljikohidrata, kao i dostatnosti mikroelemenata u tijelu.

BAC ili biokemijska analiza krvi je analiza koja daje najšire podatke o nizu bolesti. Na temelju 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 očitovati u rezultatima LHC-a.

Što je uključeno u biokemiju?

Nije baš prikladno, a nije ni potrebno, provoditi biokemijske studije apsolutno svih pokazatelja, a osim toga, što ih je više, to vam je potrebno više krvi, a također će vas skuplje koštati. Stoga se razlikuju standardni i složeni spremnici. Standardni je propisan u većini slučajeva, ali prošireni s dodatnim pokazateljima propisuje liječnik ako treba saznati dodatne nijanse ovisno o simptomima bolesti i svrsi analize.

Osnovni pokazatelji.

1. Ukupni protein 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 (Kalij, K/kalcij, Ca/natrij, Na/klor, Cl/magnezij, Mg).
8. Ukupni kolesterol.

Prošireni profil uključuje bilo koji od ovih dodatnih pokazatelja (kao i druge, vrlo specifične i usko usmjerene, koji nisu navedeni na ovom popisu).

Biokemijski opći terapijski standard: norme za odrasle

Dešifriranje biokemije

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

1. Ukupni protein je količina ukupne bjelančevine koja se nalazi u ljudskom tijelu. Prekoračenje norme ukazuje na razne upale u tijelu (problemi jetre, bubrega, genitourinarnog sustava, opeklinska bolest ili rak), uz dehidraciju (dehidraciju) tijekom povraćanja, znojenje u posebno velikim količinama, crijevnu opstrukciju ili multipli mijelom, nedostatak - neravnoteža kod hranjive prehrane, dugotrajnog posta, bolesti crijeva, bolesti jetre ili u slučaju poremećene sinteze kao posljedice nasljednih bolesti.
2. 
   bjelančevina‒ ovo je visoko koncentrirana proteinska frakcija sadržana u krvi. Veže vodu, a njegova mala količina dovodi do razvoja edema - voda se ne zadržava u krvi i ulazi u tkiva. Obično, ako se proteini smanjuju, tada se smanjuje količina albumina.
3. Opća analiza bilirubina u plazmi(izravno i neizravno) - to je dijagnoza pigmenta koji nastaje nakon razgradnje hemoglobina (otrovan je za ljude). Hiperbilirubinemija (prekoračenje razine bilirubina) naziva se žutica, a klinička žutica je subhepatična (uključujući i novorođenčad), hepatocelularna i subhepatična. Ukazuje na anemiju, opsežna krvarenja nakon kojih dolazi do hemolitičke anemije, hepatitisa, uništenja jetre, onkologije i drugih bolesti. Zastrašujuće je zbog patologije jetre, ali se također može povećati kod osobe koja je pretrpjela udarce i ozljede.
4. Glukoza. Njegova razina određuje metabolizam ugljikohidrata, odnosno energiju u tijelu i rad gušterače. Ako ima puno glukoze, to može biti dijabetes, tjelesna aktivnost ili učinak uzimanja hormonskih lijekova, ako je malo, to može biti hiperfunkcija gušterače, bolesti endokrinog sustava.
5. Lipaza – To je enzim koji razgrađuje masti i ima važnu ulogu u metabolizmu. Njegov porast ukazuje na bolest gušterače.
6. ALT– “jetreni biljeg”; koristi se za praćenje patoloških procesa u jetri. Povećana stopa ukazuje na probleme sa srcem, jetrom ili hepatitis (virusni).
7. AST– “srce marker”, pokazuje kvalitetu srca. Prekoračenje norme ukazuje na poremećaj srca i hepatitis.
8. Kreatinin– daje informacije o radu bubrega. Povišen je ako osoba ima akutnu ili kroničnu bubrežnu bolest ili postoji razaranje mišićnog tkiva ili endokrini poremećaji. Povećana kod ljudi koji jedu mnogo mesnih proizvoda. Stoga je kreatinin snižen kod vegetarijanaca, kao i kod trudnica, ali to neće značajno utjecati na dijagnozu.
9. Analiza uree- Ovo je istraživanje produkata metabolizma proteina, funkcije jetre i bubrega. Precjenjivanje pokazatelja događa se kada postoji kvar u radu bubrega, kada se ne mogu nositi s uklanjanjem tekućine iz tijela, a smanjenje je tipično za trudnice, s prehranom i poremećajima povezanim s radom jetre.
10. Ggt u biokemijskoj analizi obavještava o metabolizmu aminokiselina u tijelu. Njegova visoka stopa vidljiva je kod alkoholizma, kao i ako je krv zahvaćena toksinima ili se sumnja na disfunkciju jetre i bilijarnog trakta. Niska - ako postoje kronične bolesti jetre.
11. Ldg Studija karakterizira tijek energetskih procesa glikolize i laktata. Visoki pokazatelj ukazuje na negativan učinak na jetru, pluća, srce, gušteraču ili bubrege (upala pluća, srčani udar, pankreatitis i drugi). Niska razina laktat dehidrogenaze, poput niske razine kreatinina, neće utjecati na dijagnozu. Ako je LDH povišen, razlozi kod žena mogu biti sljedeći: povećana tjelesna aktivnost i trudnoća. U novorođenčadi, ova brojka je također nešto veća.
12. Ravnoteža elektrolita označava normalan proces metabolizma u stanicu i iz stanice natrag, uključujući proces srca. Poremećaji u prehrani često su glavni uzrok neravnoteže elektrolita, no to može biti i povraćanje, proljev, hormonska neravnoteža ili zatajenje bubrega.
13. Kolesterol(kolesterol) ukupni - povećava se ako osoba ima pretilost, aterosklerozu, disfunkciju jetre, štitnjače, a smanjuje se kada osoba ide na dijetu s niskim udjelom masti, sa septikom ili drugom infekcijom.
14. amilaza- enzim koji se nalazi u slini i gušterači. Visoka razina će pokazati postoji li kolecistitis, znakovi dijabetes melitusa, peritonitis, zaušnjaci i pankreatitis. Također će se povećati ako konzumirate alkoholna pića ili lijekove - glukokortikoide, što je također tipično za trudnice tijekom toksikoze.

Postoji mnogo biokemijskih pokazatelja, osnovnih i dodatnih, a provodi se i složena biokemija koja uključuje i osnovne i dodatne pokazatelje prema procjeni liječnika.

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

Test krvi za HD je odgovoran proces, i morate se pripremiti za to unaprijed i sa svom ozbiljnošću.

Ove mjere su neophodne kako bi analiza bila točnija i kako na nju ne bi utjecali dodatni čimbenici. Inače ćete morati ponovno polagati testove, jer će i najmanje promjene u uvjetima značajno utjecati na metabolički proces.

Odakle im i kako darivati ​​krv?

Darivanje krvi za biokemiju uključuje uzimanje krvi štrcaljkom iz vene na laktu, ponekad iz vene na podlaktici ili šaci. U prosjeku je dovoljno 5-10 ml krvi za mjerenje osnovnih pokazatelja. Ako je potrebna detaljna biokemijska analiza, tada se uzima veći volumen krvi.

Norma biokemijskih pokazatelja na specijaliziranoj opremi različitih proizvođača može se malo razlikovati od prosječnih granica. Ekspresna metoda uključuje dobivanje rezultata unutar jednog dana.

Postupak vađenja krvi je gotovo bezbolan: sjednete, medicinska sestra pripremi štrcaljku, stavi podvezu na ruku, tretira mjesto ubrizgavanja antiseptikom i uzima uzorak krvi.

Dobiveni uzorak stavlja se u epruvetu i šalje u laboratorij na dijagnostiku. Laboratorijski liječnik stavlja uzorak plazme u poseban uređaj koji je dizajniran za određivanje biokemijskih parametara s visokom točnošću. Također obrađuje i pohranjuje krv, određuje dozu i postupak provođenja biokemije, dijagnosticira dobivene rezultate, ovisno o pokazateljima koje zahtijeva nadležni liječnik, te priprema obrazac za rezultate biokemije i laboratorijske kemijske analize.

Laboratorijska kemijska analiza prenosi se unutar jednog dana liječniku koji postavlja dijagnozu i propisuje liječenje.

LHC svojim mnoštvom različitih pokazatelja omogućuje uvid u opsežnu kliničku sliku određene osobe i određene bolesti.

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

Uvod

Da bismo odgovorili na pitanje što je biokemija, dovoljno je reći da je to znanost posvećena kemijskom sastavu i procesima koji se odvijaju unutar žive stanice tijela. Međutim, ima mnogo komponenti, nakon što naučite koje, možete dobiti precizniju ideju o tome.

U nekim prolaznim epizodama 19. stoljeća prvi put se počela koristiti terminološka jedinica “biokemija”. No, u znanstvene krugove ga je uveo tek 1903. godine njemački kemičar Carl Neuberg. Ova znanost zauzima srednji položaj između biologije i kemije.

Povijesne činjenice

Čovječanstvo je moglo jasno odgovoriti na pitanje što je biokemija tek prije stotinjak godina. Unatoč činjenici da se društvo koristilo biokemijskim procesima i reakcijama u davnim vremenima, nije bilo svjesno prisutnosti njihove prave biti.

Neki od najudaljenijih primjera su pekarstvo kruha, vinarstvo, sirarstvo i dr. Brojna pitanja o ljekovitosti biljaka, zdravstvenim problemima i dr. natjerala su čovjeka da pronikne u njihovu osnovu i prirodu djelatnosti.

Razvoj općeg niza smjerova koji su u konačnici doveli do stvaranja biokemije može se uočiti već u antičko doba. Znanstvenik-liječnik iz Perzije u desetom stoljeću napisao je knjigu o kanonima medicinske znanosti, gdje je uspio detaljno opisati različite ljekovite tvari. U 17. stoljeću van Helmont je predložio pojam "enzim" kao jedinicu reagensa kemijske prirode koja je uključena u probavne procese.

U 18. stoljeću, zahvaljujući radovima A.L. Lavoisier i M.V. Lomonosova, izveden je zakon o održanju mase materije. Krajem istog stoljeća utvrđena je važnost kisika u procesu disanja.

Godine 1827. znanost je omogućila stvaranje podjele bioloških molekula na spojeve masti, bjelančevina i ugljikohidrata. Ovi pojmovi se koriste i danas. Godinu dana kasnije, u radu F. Wöhlera, dokazano je da se tvari u živim sustavima mogu sintetizirati umjetnim putem. Drugi važan događaj bilo je stvaranje i formuliranje teorije o strukturi organskih spojeva.

Za formiranje osnova biokemije trebalo je mnogo stotina godina, ali su jasno definirane 1903. Ova je znanost postala prva biološka disciplina koja je imala vlastiti sustav matematičke analize.

25 godina kasnije, 1928., F. Griffith je proveo eksperiment čija je svrha bila proučavanje mehanizma transformacije. Znanstvenik je miševe zarazio 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. Popis otkrića i dalje raste.

Dostupnost srodnih disciplina

Biokemija je zasebna znanost, ali je njenom nastanku prethodio aktivan proces razvoja organske grane kemije. Glavna razlika leži u objektima proučavanja. Biokemija razmatra samo one tvari ili procese koji se mogu odvijati u uvjetima živih organizama, a ne izvan njih.

Biokemija je na kraju uključila koncept molekularne biologije. Međusobno se razlikuju uglavnom po metodama djelovanja i temama koje proučavaju. Trenutno su se terminološke jedinice "biokemija" i "molekularna biologija" počele koristiti kao sinonimi.

Dostupnost odjeljaka

Biokemija danas uključuje niz istraživačkih područja, uključujući:

Grana statičke biokemije je znanost o kemijskom sastavu živih bića, strukturi i molekularnoj raznolikosti, funkcijama itd.

Postoji niz odjeljaka koji proučavaju biološke polimere proteina, lipida, ugljikohidrata, molekula aminokiselina, kao i nukleinskih kiselina i samog nukleotida.

Biokemija, koja proučava vitamine, njihovu ulogu i oblike djelovanja na organizam, moguće poremećaje u životnim procesima uslijed nedostatka ili prekomjernih količina.

Hormonska biokemija je znanost koja proučava hormone, njihov biološki učinak, uzroke manjka ili viška.

Znanost o metabolizmu i njegovim mehanizmima dinamična je grana biokemije (uključuje i bioenergetiku).

Istraživanje molekularne biologije.

Funkcionalna komponenta biokemije proučava fenomen kemijskih transformacija odgovornih za funkcionalnost svih sastavnih dijelova tijela, počevši od tkiva do cijelog tijela.

Medicinska biokemija je odjeljak o obrascima metabolizma između struktura tijela pod utjecajem bolesti.

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

Alati za istraživanje i rješavanje problema

Biokemijske metode temelje se na frakcioniranju, analizi, detaljnom proučavanju i ispitivanju strukture kako pojedine komponente tako i cijelog organizma ili njegove tvari. Većina ih je nastala tijekom 20. stoljeća, a najpoznatija je postala kromatografija, proces centrifugiranja i elektroforeze.



Krajem 20. stoljeća biokemijske metode počele su sve više nalaziti svoju primjenu u molekularnim i staničnim granama biologije. Utvrđena je struktura cjelokupnog ljudskog DNK genoma. Ovo otkriće omogućilo je saznanje o postojanju ogromnog broja tvari, posebice različitih proteina, koji nisu otkriveni tijekom pročišćavanja biomase, zbog iznimno niskog sadržaja u tvari.

Genomika je izazvala ogromnu količinu biokemijskog znanja i dovela do razvoja promjena u svojoj metodologiji. Pojavio se koncept računalnog virtualnog modeliranja.

Kemijska komponenta

Fiziologija i biokemija su usko povezane. To se objašnjava ovisnošću o brzini odvijanja svih fizioloških procesa sa sadržajem različitog broja kemijskih elemenata.



Postoji 90 komponenti periodnog sustava kemijskih elemenata koji se nalaze u prirodi, ali oko četvrtina je potrebna za život. Našem tijelu uopće nisu potrebne mnoge rijetke komponente.

Različiti položaji taksona u hijerarhijskoj tablici živih bića određuju različite potrebe za prisutnošću pojedinih elemenata.

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

Biomolekula proteina

Glavne molekule koje proučava biokemija su ugljikohidrati, proteini, lipidi, nukleinske kiseline, a pozornost ove znanosti usmjerena je na njihove hibride.

Proteini su veliki spojevi. Nastaju povezivanjem lanaca monomera – aminokiselina. Većina živih bića proteine ​​dobiva sintezom dvadeset vrsta ovih spojeva.

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

Odgovarajući na pitanje što je biokemija, ne možemo ne spomenuti tako složene i višenamjenske biološke makromolekule kao što su proteini. Imaju više zadataka od polisaharida ili nukleinskih kiselina.

Neki proteini su predstavljeni enzimima i uključeni su u kataliziranje različitih reakcija biokemijske prirode, što je vrlo važno za metabolizam. Druge proteinske molekule mogu djelovati kao signalni mehanizmi, formirati citoskelete, sudjelovati u obrani imuniteta itd.

Neke vrste proteina sposobne su tvoriti neproteinske biomolekularne komplekse. Tvari nastale spajanjem proteina s oligosaharidima omogućuju postojanje molekula poput glikoproteina, a interakcija s lipidima dovodi do pojave lipoproteina.

Molekula 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 odvija se zahvaljujući prisutnosti mononukleozid trifosfatnih makroenergetskih molekula (ATP, TTP, UTP, GTP, CTP).

Najrašireniji predstavnici takvih kiselina su DNA i RNA. Ti se strukturni elementi nalaze u svakoj živoj stanici, od arheja do eukariota, pa čak i virusa.

Molekula lipida

Lipidi su molekularne tvari koje se sastoje od glicerola, na koji su esterskim vezama vezane masne kiseline (1 do 3). Takve se tvari dijele u skupine prema duljini lanca ugljikovodika, a pazi se i na zasićenost. Biokemija vode ne dopušta joj otapanje lipidnih (masnih) spojeva. U pravilu se takve tvari otapaju u polarnim otopinama.



Glavne zadaće lipida su opskrba tijela energijom. 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, poput glukoze ili fruktoze. Proučavanje biokemije biljaka omogućilo je čovjeku da utvrdi da se većina ugljikohidrata nalazi u njima.

Ovi biopolimeri nalaze svoju primjenu u strukturnoj funkciji i osiguravanju energetskih resursa organizmu ili stanici. Kod biljnih organizama glavna skladišna tvar je škrob, a kod životinja glikogen.

Tijek Krebsovog ciklusa

U biokemiji postoji Krebsov ciklus - fenomen tijekom kojeg najveći broj eukariotskih organizama prima većinu energije utrošene na procese oksidacije unesene hrane.

Može se promatrati unutar staničnih mitohondrija. Nastaje kroz nekoliko reakcija, tijekom kojih se oslobađaju rezerve "skrivene" energije.

U biokemiji, Krebsov ciklus važan je fragment općeg respiratornog procesa i metabolizma materijala unutar stanica. Ciklus je otkrio i proučavao H. Krebs. Za to je znanstvenik dobio Nobelovu nagradu.

Taj se proces naziva i sustav prijenosa elektrona. To je zbog istodobne pretvorbe ATP-a u ADP. Prvi spoj je pak odgovoran za osiguravanje metaboličkih reakcija oslobađanjem energije.

Biokemija i medicina

Biokemija medicine predstavlja nam se kao znanost koja pokriva mnoga područja bioloških i kemijskih procesa. Trenutačno u obrazovanju postoji cijela industrija koja školuje stručnjake za te studije.

Ovdje se proučava sve živo: od bakterija i virusa do ljudskog tijela. Specijalizacija biokemičara daje subjektu priliku pratiti dijagnozu i analizirati liječenje primjenjivo na pojedinu jedinicu, donositi zaključke itd.



Da biste pripremili visokokvalificiranog stručnjaka u ovom području, morate ga obučiti u prirodnim znanostima, osnovama medicine i biotehnološkim disciplinama te provesti mnoge testove iz biokemije. Student također ima mogućnost praktične primjene svog znanja.

Biokemijska sveučilišta trenutno postaju sve popularnija, što je posljedica brzog razvoja ove znanosti, njezine važnosti za čovjeka, potražnje itd.

Među najpoznatijim obrazovnim institucijama u kojima se obučavaju stručnjaci u ovoj grani znanosti, najpopularniji i najznačajniji su: Moskovsko državno sveučilište. Lomonosov, Permsko državno pedagoško sveučilište nazvano po. Belinsky, Moskovsko državno sveučilište. Državna sveučilišta Ogarev, Kazan i Krasnoyarsk i druga.

Popis dokumenata potrebnih za upis na takva sveučilišta ne razlikuje se od popisa za upis na druga visoka učilišta. Biologija i kemija glavni su predmeti koji se moraju polagati pri upisu.

Bolnički pacijenti i njihova rodbina često se pitaju što je biokemija. Ova se riječ može koristiti u dva značenja: kao znanost i kao oznaka za biokemijsku pretragu krvi. Pogledajmo svaki od njih.

Biokemija kao znanost

Biološka ili fiziološka kemija - biokemija je znanost koja proučava kemijski sastav stanica bilo kojeg živog organizma. U tijeku njegovog proučavanja također se ispituju obrasci prema kojima se odvijaju sve kemijske reakcije u živim tkivima koje osiguravaju vitalne funkcije organizama.

Znanstvene discipline vezane uz biokemiju su molekularna biologija, organska kemija, stanična biologija itd. Riječ “biokemija” može se koristiti npr. u rečenici: “Biokemija kao zasebna znanost nastala je prije otprilike 100 godina.”

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

Biokemija krvi

Biokemijski test krvi uključuje laboratorijsko istraživanje različitih pokazatelja u krvi, testovi se uzimaju iz vene (proces venepunkcije). Na temelju rezultata studije moguće je procijeniti stanje tijela, a posebno njegovih organa i sustava. Više informacija o ovoj analizi možete pronaći u našem odjeljku.

Zahvaljujući biokemiji 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 toliki da se čovjek može samo zapitati kako se svi mi uklapamo na Zemlji. No, unatoč takvoj raznolikosti, sva živa bića na planetu dijele nekoliko osnovnih značajki.

Zajedništvo svih živih bića

Dokazi dolaze iz nekoliko osnovnih značajki živih organizama:

• prehrambene potrebe (utrošak energije i njezina transformacija u tijelu);
• potrebe disanja;
• sposobnost reprodukcije;
• rast i razvoj kroz životni ciklus.

Bilo koji od navedenih procesa u tijelu je predstavljen masom kemijskih reakcija. Svake sekunde u bilo kojem živom biću, a posebno u čovjeku, odvijaju se stotine reakcija sinteze i razgradnje organskih molekula. Struktura, značajke kemijskog djelovanja, međusobno djelovanje, sinteza, razgradnja i izgradnja novih struktura molekula organske i anorganske strukture - sve je to predmet proučavanja velike, zanimljive i raznolike znanosti. Biokemija je mlado, progresivno područje znanja koje proučava sve što se događa unutar živih bića.

Objekt

Predmet proučavanja biokemije su samo živi organizmi i svi životni procesi koji se u njima odvijaju. Točnije, kemijske reakcije koje se događaju tijekom apsorpcije hrane, oslobađanja otpadnih tvari, rasta i razvoja. Dakle, osnove biokemije su proučavanje:

1. Nestanični oblici života – virusi.
2. Prokariotske bakterijske stanice.
3. Više i niže biljke.
4. Životinje svih poznatih klasa.
5. Ljudsko tijelo.

U isto vrijeme, sama biokemija je prilično mlada znanost, koja je nastala tek s akumulacijom dovoljne količine znanja o unutarnjim procesima u živim bićima. Njegov nastanak i izdvajanje seže u drugu polovicu 19. stoljeća.

Suvremene grane biokemije

U sadašnjoj fazi razvoja, biokemija uključuje nekoliko glavnih odjeljaka, koji su prikazani u tablici.

Dakle, možemo reći da je biokemija cijeli kompleks malih znanosti koje pokrivaju čitav niz najsloženijih unutarnjih procesa živih sustava.

Pridružene znanosti

S vremenom se nakupilo toliko različitih znanja i formiralo toliko znanstvenih vještina u obradi rezultata istraživanja, uzgoju bakterijskih kolonija i RNA, umetanju poznatih dijelova genoma sa zadanim svojstvima i tako dalje, da postoji potreba za dodatnim znanostima koji su podređeni biokemiji. To su znanosti kao što su:

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

Svako od navedenih područja znanja ima dosta dostignuća u proučavanju bioprocesa u živim biološkim sustavima, te je stoga vrlo važno. Sve one pripadaju znanostima 20. stoljeća.

Razlozi intenzivnog razvoja biokemije i srodnih znanosti

Korana je 1958. godine otkrila gen i njegovu strukturu, nakon čega je 1961. godine dešifriran genetski kod. Tada je ustanovljena struktura molekule DNA – dvolančana struktura sposobna za reduplikaciju (samoreprodukciju). Opisane su sve suptilnosti metaboličkih procesa (anabolizam i katabolizam), proučavana je tercijarna i kvaternarna struktura proteinske molekule. I ovo nije potpuni popis najznačajnijih otkrića 20. stoljeća, koji čine temelj biokemije. Sva ova otkrića pripadaju biokemičarima i samoj znanosti kao takvoj. Stoga postoje brojni preduvjeti za njegov razvoj. Možemo identificirati nekoliko suvremenih razloga njegove dinamičnosti i intenziteta u formiranju.

1. Otkrivena je osnova većine kemijskih procesa koji se odvijaju u živim organizmima.
2. Formulirano je načelo jedinstva u većini fizioloških i energetskih procesa za sva živa bića (npr. isti su kod bakterija i čovjeka).
3. Medicinska biokemija daje ključ u liječenju niza različitih složenih i opasnih bolesti.
4. Uz pomoć biokemije postalo je moguće pristupiti rješavanju najglobalnijih pitanja biologije i medicine.

Stoga zaključak: biokemija je progresivna, važna i vrlo široka znanost koja nam omogućuje pronalaženje odgovora na mnoga pitanja čovječanstva.

Biokemija u Rusiji

Kod nas je biokemija progresivna i važna znanost kao iu cijelom svijetu. Na području Rusije postoji Institut za biokemiju nazvan po. A. N. Bakh RAS, Institut za biokemiju i fiziologiju mikroorganizama nazvan po. G. K. Scriabin RAS, Istraživački institut za biokemiju SB RAS. Naši znanstvenici imaju veliku ulogu i brojne zasluge u povijesti razvoja znanosti. Primjerice, otkrivena je metoda imunoelektrofereze, mehanizmi glikolize, formuliran je princip komplementarnosti nukleotida u strukturi molekule DNA, te niz drugih važnih otkrića. Krajem 19. i početkom 20.st. Uglavnom, nisu formirani cijeli instituti, već katedre za biokemiju na nekim sveučilištima. Međutim, ubrzo se ukazala potreba za proširenjem prostora za izučavanje ove znanosti zbog njenog intenzivnog razvoja.

Biokemijski procesi biljaka

Biokemija biljaka neraskidivo je povezana s fiziološkim procesima. Općenito, predmet proučavanja biljne biokemije i fiziologije je:

• vitalna aktivnost biljne stanice;
• fotosinteza;
• dah;
• vodni režim biljaka;
• mineralna prehrana;
• kvaliteta usjeva i fiziologija njegovog formiranja;
• otpornost biljaka na štetnike i nepovoljne uvjete okoliša.

Implikacije za poljoprivredu

Poznavanje dubokih biokemijskih procesa u biljnim stanicama i tkivima omogućuje povećanje kvalitete i kvantitete usjeva uzgojenih poljoprivrednih biljaka koje su masovni proizvođači važnih prehrambenih proizvoda za cijelo čovječanstvo. Osim toga, fiziologija i biokemija biljaka omogućuje pronalaženje načina za rješavanje problema infestacije štetočinama, otpornosti biljaka na nepovoljne uvjete okoliša te omogućava poboljšanje kvalitete biljnih proizvoda.

Biološka kemija Lelevich Vladimir Valeryanovich

Poglavlje 1. Uvod u biokemiju

Poglavlje 1. Uvod u biokemiju

Biološka kemija- znanost koja proučava kemijsku prirodu tvari koje izgrađuju žive organizme, transformacije tih tvari (metabolizam), kao i povezanost tih transformacija s aktivnošću pojedinih tkiva i cijelog organizma u cjelini.

biokemija – je znanost o molekularnoj osnovi života. Nekoliko je razloga zašto biokemija ovih dana privlači veliku pozornost i ubrzano se razvija.

1. Kao prvo, biokemičari su uspjeli razjasniti kemijsku osnovu niza važnih biokemijskih procesa.

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

3. Treće, biokemija ima sve dublji utjecaj na medicinu.

4. Četvrto, brzi razvoj biokemije posljednjih godina omogućio je istraživačima da počnu proučavati najhitnije, temeljne probleme biologije i medicine.

Povijest razvoja biokemije

U povijesti razvoja biokemijskih spoznaja i biokemije kao znanosti mogu se razlikovati 4 razdoblja.

I razdoblje - od antičkog doba do renesanse (XV. stoljeće). To je razdoblje praktične uporabe biokemijskih procesa bez poznavanja njihovih teorijskih osnova i prvih, ponekad vrlo primitivnih, biokemijskih istraživanja. U najdaljim vremenima ljudi su već poznavali tehnologiju takvih industrija temeljenih na biokemijskim procesima kao što su pečenje kruha, proizvodnja sira, vina i štavljenje kože. Upotreba biljaka u prehrambene svrhe, za izradu boja i tkanina potaknula je pokušaje razumijevanja svojstava pojedinih tvari biljnog podrijetla.

II razdoblje - od početka renesanse do druge polovice 19. stoljeća, kada biokemija postaje samostalna znanost. Veliki istraživač tog vremena, autor mnogih remek-djela umjetnosti, arhitekt, inženjer, anatom Leonardo da Vinci provodio je pokuse i na temelju njihovih rezultata izveo za te godine važan zaključak da živi organizam može postojati samo u atmosferi u kojoj plamen može gorjeti.

U tom razdoblju vrijedi istaknuti radove znanstvenika kao što su Paracelsus, M. V. Lomonosov, Yu. Liebig, A. M. Butlerov, Lavoisier.

III razdoblje - od druge polovine 19. stoljeća do 50-ih godina 20. stoljeća. Obilježen je naglim porastom intenziteta i dubine biokemijskih istraživanja, opsega dobivenih informacija i sve većim aplikativnim značenjem - korištenjem biokemijskih dostignuća u industriji, medicini i poljoprivredi. Iz tog vremena datiraju radovi jednog od utemeljitelja ruske biokemije A. Ya Danilevskog (1838–1923), M. V. Nentskog (1847–1901). Na prijelazu iz 19. u 20. st. djelovao je najveći njemački organski kemičar i biokemičar E. Fischer (1862–1919). Formulirao je osnovne principe polipeptidne teorije proteina, koja je započela istraživanjem A. Ya. Danilevskog. Iz tog vremena sežu radovi velikog ruskog znanstvenika K. A. Timirjazeva (1843–1920), utemeljitelja sovjetske biokemijske škole A. N. Bacha i njemačkog biokemičara O. Warburga. G. Krebs je 1933. godine detaljno proučavao ornitinski ciklus stvaranja uree, a njegovo otkriće ciklusa trikarboksilne kiseline datira iz 1937. godine. Godine 1933. D. Keilin (Engleska) izolirao je citokrom C i reproducirao proces prijenosa elektrona duž dišnog lanca u pripravcima iz srčanog mišića. Godine 1938. A.E. Braunstein i M.G. Kritsman prvi su opisali reakcije transaminacije, koje su ključne u metabolizmu dušika.

IV razdoblje – od ranih 50-ih godina 20. stoljeća do danas. Karakterizira ga široka uporaba fizikalnih, fizikalno-kemijskih i matematičkih metoda u biokemijskim istraživanjima, aktivno i uspješno proučavanje osnovnih bioloških procesa (biosinteza proteina i nukleinskih kiselina) na molekularnoj i supramolekulskoj razini.

Evo kratke kronologije glavnih otkrića u biokemiji ovog razdoblja:

1953. – J. Watson i F. Crick predložili su dvostruki spiralni model strukture DNA.

1953. – F. Sanger prvi je dešifrirao aminokiselinsku sekvencu proteina inzulina.

1961. – M. Nirenberg dešifrirao je prvo “slovo” koda sinteze proteina – triplet DNK koji odgovara fenilalaninu.

1966. – P. Mitchell formulirao je kemiosmotsku teoriju sprezanja disanja i oksidativne fosforilacije.

1969. – R. Merifield kemijski je sintetizirao enzim ribonukleazu.

1971. - u zajedničkom radu dvaju laboratorija pod vodstvom Yu.A.Ovchinnikova i A.E.Braunsteina utvrđena je primarna struktura aspartat aminotransferaze, proteina od 412 aminokiselina.

1977. - F. Sanger je prvi put u potpunosti dešifrirao primarnu strukturu molekule DNK (fag? X 174).

Razvoj medicinske biokemije u Bjelorusiji

Od osnivanja Odsjeka za biokemiju na Bjeloruskom državnom sveučilištu 1923., počelo je stručno osposobljavanje nacionalnog biokemijskog osoblja. Godine 1934., Odjel za biokemiju organiziran je na Medicinskom institutu u Vitebsku, 1959. - na Medicinskom institutu u Grodnu, 1992. - na Medicinskom institutu u Gomelju. Poznati znanstvenici i glavni stručnjaci u području biokemije pozvani su i izabrani za voditelje odjela: A. P. Bestuzhev, G. V. Derviz, L. E. Taranovich, N. E. Glushakova, V. K. Kukhta, V. S. Shapot, L. G. Orlova, A. A. Chirkin, Yu. M. Ostrovsky, N. K. Lukashik. Na formiranje znanstvenih škola u području medicinske biokemije uvelike su utjecale aktivnosti tako istaknutih znanstvenika kao što su M. F. Merezhinsky (1906–1970), V. A. Bondarin (1909–1985), L. S. Cherkasova (1909–1998), V. S. Shapot (1909). –1989), Yu.M.Ostrovski (1925–1991), A.T.Pikulev (1931–1993).

Godine 1970. u Grodnu je stvoren Odjel za regulaciju metabolizma Akademije znanosti BSSR-a, koji je 1985. pretvoren u Institut za biokemiju Nacionalne akademije znanosti Bjelorusije. Prvi šef odjela i direktor instituta bio je akademik Akademije znanosti BSSR Yu.M.Ostrovski. Pod njegovim vodstvom započelo je sveobuhvatno istraživanje vitamina, posebice tiamina. Djela

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 znanstvenih biokemijskih škola bili su organizacija Državne laboratorijske službe republike (profesor V. G. Kolb), otvaranje na Medicinskom institutu u Vitebsku Republičkog centra za liječenje lipida i dijagnostičkog centra za metaboličku terapiju (profesor A. A. Chirkin), stvaranje laboratorija Medicinskog instituta Grodno za medicinske i biološke probleme narkologije (profesor V.V. Lelevich).

1. Sastav i struktura kemijskih tvari živog organizma - statička biokemija.

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

3. Biokemijski procesi u podlozi različitih manifestacija života - funkcionalna biokemija.

4. Građa i mehanizam djelovanja enzima - enzimologija.

5. Bioenergija.

6. Molekularne osnove nasljeđa – prijenos genetske informacije.

7. Regulacijski mehanizmi metabolizma.

8. Molekularni mehanizmi specifičnih funkcionalnih procesa.

9. Značajke metabolizma u organima i tkivima.

Odjeljci i smjerovi biokemije

1. Biokemija ljudi i životinja.

2. Biokemija biljaka.

3. Biokemija mikroorganizama.

4. Medicinska biokemija.

5. Tehnička biokemija.

6. Evolucijska biokemija.

7. Kvantna biokemija.

Objekti biokemijskih istraživanja

1. Organizmi.

2. Pojedini organi i tkiva.

3. Presjeci organa i tkiva.

4. Homogenati organa i tkiva.

5. Biološke tekućine.

6. Stanice.

7. Kvasac, bakterije.

8. Subcelularne komponente i organele.

9. Enzimi.

10. Kemikalije (metaboliti).

Biokemijske metode

1. Homogenizacija tkiva.

2. Centrifugiranje:

Jednostavan

Ultracentrifugiranje

Centrifugiranje s gradijentom gustoće.

3. Dijaliza.

4. Elektroforeza.

5. Kromatografija.

6. Izotopna metoda.

7. Kolorimetrija.

8. Spektrofotometrija.

9. Određivanje enzimske aktivnosti.

Odnos biokemije i drugih disciplina

1. Bioorganska kemija

2. Fizikalna koloidna kemija

3. Biofizička kemija

4. Molekularna biologija

5. Genetika

6. Normalna fiziologija

7. Patološka fiziologija

8. Kliničke discipline

9. Farmakologija

10. Klinička biokemija