Arti biokimia. Apa itu biokimia dan apa yang dipelajarinya. Jenis-jenis biokimia

Biokimia (dari bahasa Yunani “bios” - “kehidupan”, biologis atau fisiologis) adalah ilmu yang mempelajari proses kimia di dalam sel yang mempengaruhi fungsi seluruh organisme atau organ spesifiknya. Tujuan ilmu biokimia adalah untuk memahami unsur-unsur kimia, komposisi dan proses metabolisme, serta cara pengaturannya di dalam sel. Menurut definisi lain, biokimia adalah ilmu tentang struktur kimia sel dan organisme makhluk hidup.

Untuk memahami mengapa biokimia diperlukan, mari kita bayangkan ilmu-ilmu tersebut dalam bentuk tabel dasar.

Seperti yang Anda lihat, dasar dari semua ilmu pengetahuan adalah anatomi, histologi, dan sitologi, yang mempelajari semua makhluk hidup. Atas dasar mereka, biokimia, fisiologi dan patofisiologi dibangun, di mana mereka mempelajari fungsi organisme dan proses kimia di dalamnya. Tanpa ilmu-ilmu tersebut, ilmu-ilmu lain yang terwakili di sektor atas tidak akan bisa eksis.

Ada pendekatan lain, yang menurutnya ilmu-ilmu dibagi menjadi 3 jenis (tingkatan):

• Ilmu yang mempelajari tingkat kehidupan seluler, molekuler dan jaringan (ilmu anatomi, histologi, biokimia, biofisika);
• Mempelajari proses dan penyakit patologis (patofisiologi, anatomi patologis);
• Mendiagnosis respon eksternal tubuh terhadap penyakit (ilmu klinis seperti kedokteran dan bedah).

Dengan cara inilah kami mengetahui tempat apa yang ditempati biokimia, atau disebut juga biokimia medis, di antara ilmu-ilmu pengetahuan. Bagaimanapun, setiap perilaku abnormal tubuh, proses metabolismenya akan mempengaruhi struktur kimia sel dan akan terwujud dengan sendirinya selama LHC.

Mengapa tes dilakukan? Apa yang ditunjukkan oleh tes darah biokimia?

Biokimia darah adalah metode diagnostik laboratorium yang menunjukkan penyakit di berbagai bidang kedokteran (misalnya terapi, ginekologi, endokrinologi) dan membantu menentukan fungsi organ dalam dan kualitas metabolisme protein, lipid dan karbohidrat, serta kecukupannya. unsur mikro dalam tubuh.

BAC, atau tes darah biokimia, merupakan analisis yang memberikan informasi seluas-luasnya mengenai berbagai penyakit. Berdasarkan hasilnya, Anda dapat mengetahui keadaan fungsional tubuh dan masing-masing organ dalam kasus yang terpisah, karena penyakit apa pun yang menyerang seseorang akan terwujud dalam hasil LHC.

Apa saja yang termasuk dalam biokimia?

Sangat tidak nyaman, dan tidak perlu, untuk melakukan studi biokimia terhadap semua indikator, dan selain itu, semakin banyak indikator tersebut, semakin banyak darah yang Anda butuhkan, dan juga semakin mahal biayanya. Oleh karena itu, perbedaan dibuat antara tangki standar dan tangki kompleks. Yang standar ditentukan dalam banyak kasus, tetapi yang diperpanjang dengan indikator tambahan ditentukan oleh dokter jika ia perlu mengetahui nuansa tambahan tergantung pada gejala penyakit dan tujuan analisis.

Indikator dasar.

1. Total protein dalam darah (TP, Total Protein).
2. Bilirubin.
3. Glukosa, lipase.
4. ALT (Alanine aminotransferase, ALT) dan AST (Aspartate aminotransferase, AST).
5. Kreatinin.
6. Urea.
7. Elektrolit (Kalium, K/Kalsium, Ca/Natrium, Na/Klorin, Cl/Magnesium, Mg).
8. Total kolesterol.

Profil yang diperluas mencakup salah satu dari indikator tambahan ini (dan juga indikator lain yang sangat spesifik dan terfokus secara sempit, tidak disebutkan dalam daftar ini).

Standar terapi umum biokimia: norma dewasa

Menguraikan biokimia

Penguraian data yang dijelaskan di atas dilakukan menurut nilai dan standar tertentu.

1. jumlah protein adalah jumlah total protein yang ditemukan dalam tubuh manusia. Melebihi norma menunjukkan berbagai peradangan dalam tubuh (masalah hati, ginjal, sistem genitourinari, penyakit luka bakar atau kanker), dengan dehidrasi (dehidrasi) saat muntah, berkeringat dalam jumlah banyak, obstruksi usus atau multiple myeloma, defisiensi - ketidakseimbangan dalam pola makan bergizi, puasa berkepanjangan, penyakit usus, penyakit liver, atau jika terjadi gangguan sintesis akibat penyakit keturunan.
2. 
   Albumen‒ ini adalah fraksi protein dengan konsentrasi tinggi yang terkandung dalam darah. Ini mengikat air, dan jumlahnya yang rendah menyebabkan perkembangan edema - air tidak tertahan di dalam darah dan memasuki jaringan. Biasanya jika protein berkurang maka jumlah albumin pun berkurang.
3. Analisis umum bilirubin dalam plasma(langsung dan tidak langsung) - ini adalah diagnosis pigmen yang terbentuk setelah pemecahan hemoglobin (bersifat racun bagi manusia). Hiperbilirubinemia (melebihi kadar bilirubin) disebut penyakit kuning, dan penyakit kuning klinis bersifat subhepatik (termasuk pada bayi baru lahir), hepatoseluler, dan subhepatik. Ini menunjukkan anemia, perdarahan luas, kemudian anemia hemolitik, hepatitis, kerusakan hati, onkologi dan penyakit lainnya. Ini menakutkan karena penyakit hati, tapi bisa juga meningkat pada seseorang yang menderita pukulan dan cedera.
4. Glukosa. Kadarnya menentukan metabolisme karbohidrat, yaitu energi dalam tubuh, dan cara kerja pankreas. Jika glukosanya banyak, mungkin itu penyakit diabetes, aktivitas fisik, atau efek penggunaan obat hormonal, jika sedikit, mungkin hiperfungsi pankreas, penyakit pada sistem endokrin.
5. Lipase - Ini adalah enzim pemecah lemak yang memainkan peran penting dalam metabolisme. Peningkatannya mengindikasikan penyakit pankreas.
6. ALT– “penanda hati”; digunakan untuk memantau proses patologis di hati. Peningkatan angka menunjukkan masalah pada jantung, hati atau hepatitis (virus).
7. AST– “penanda jantung”, menunjukkan kualitas jantung. Melebihi norma menunjukkan adanya gangguan pada jantung dan hepatitis.
8. Kreatinin– Memberikan informasi tentang fungsi ginjal. Hal ini meningkat jika seseorang memiliki penyakit ginjal akut atau kronis atau terdapat kerusakan jaringan otot atau gangguan endokrin. Meningkat pada orang yang banyak mengonsumsi produk daging. Oleh karena itu, kreatinin diturunkan pada vegetarian, juga pada wanita hamil, namun hal ini tidak akan terlalu mempengaruhi diagnosis.
9. Analisis urea- Ini adalah studi tentang produk metabolisme protein, fungsi hati dan ginjal. Perkiraan yang berlebihan terhadap indikator terjadi ketika ada kerusakan pada ginjal, ketika mereka tidak dapat mengatasi pembuangan cairan dari tubuh, dan penurunan merupakan ciri khas wanita hamil, dengan pola makan dan gangguan yang berhubungan dengan fungsi hati.
10. Ggt dalam analisis biokimia menginformasikan tentang metabolisme asam amino dalam tubuh. Tingkatnya yang tinggi terlihat pada alkoholisme, serta jika darah dipengaruhi oleh racun atau diduga adanya disfungsi hati dan saluran empedu. Rendah – jika ada penyakit hati kronis.
11. Ldg Studi ini mencirikan jalannya proses energi glikolisis dan laktat. Indikator yang tinggi menunjukkan dampak negatif pada hati, paru-paru, jantung, pankreas atau ginjal (pneumonia, serangan jantung, pankreatitis dan lain-lain). Tingkat laktat dehidrogenase yang rendah, seperti halnya kreatinin yang rendah, tidak akan mempengaruhi diagnosis. Jika LDH meningkat, penyebabnya pada wanita mungkin sebagai berikut: peningkatan aktivitas fisik dan kehamilan. Pada bayi baru lahir, angka ini juga sedikit lebih tinggi.
12. Keseimbangan elektrolit menunjukkan normalnya proses metabolisme masuk ke dalam sel dan keluar sel kembali, termasuk proses jantung. Gangguan nutrisi seringkali menjadi penyebab utama ketidakseimbangan elektrolit, namun bisa juga berupa muntah, diare, ketidakseimbangan hormon, atau gagal ginjal.
13. Kolesterol(kolesterol) total - meningkat jika seseorang mengalami obesitas, aterosklerosis, disfungsi hati, kelenjar tiroid, dan menurun ketika seseorang menjalani diet rendah lemak, dengan septikisme atau infeksi lainnya.
14. Amilase- enzim yang ditemukan dalam air liur dan pankreas. Kadar yang tinggi akan menunjukkan adanya kolesistitis, tanda-tanda diabetes melitus, peritonitis, gondongan, dan pankreatitis. Ini juga akan meningkat jika Anda mengonsumsi minuman beralkohol atau obat-obatan – glukokortikoid, yang juga merupakan ciri khas ibu hamil saat toksikosis.

Ada banyak sekali indikator biokimia, baik dasar maupun tambahan, juga dilakukan biokimia kompleks, yang mencakup indikator dasar dan tambahan sesuai kebijaksanaan dokter.

Mengambil biokimia saat perut kosong atau tidak: bagaimana mempersiapkan analisis?

Tes darah untuk HD adalah proses yang bertanggung jawab, dan Anda harus mempersiapkannya terlebih dahulu dan dengan sangat serius.

Langkah-langkah ini diperlukan agar analisis lebih akurat dan tidak ada faktor tambahan yang mempengaruhinya. Jika tidak, Anda harus mengulangi tes, karena perubahan kondisi sekecil apa pun akan mempengaruhi proses metabolisme secara signifikan.

Dari mana mereka mendapatkannya dan bagaimana cara mendonor darahnya?

Mendonorkan darah untuk biokimia melibatkan pengambilan darah dengan jarum suntik dari vena di siku, terkadang dari vena di lengan bawah atau tangan. Rata-rata, 5-10 ml darah cukup untuk mengukur indikator dasar. Jika diperlukan analisis biokimia yang terperinci, maka volume darah yang diambil lebih besar.

Norma indikator biokimia pada peralatan khusus dari produsen berbeda mungkin sedikit berbeda dari batas rata-rata. Metode ekspres melibatkan perolehan hasil dalam satu hari.

Prosedur pengambilan darah hampir tidak menimbulkan rasa sakit: Anda duduk, perawat perawatan menyiapkan jarum suntik, memasang tourniquet di lengan Anda, merawat area di mana suntikan akan diberikan dengan antiseptik dan mengambil sampel darah.

Sampel yang dihasilkan ditempatkan dalam tabung reaksi dan dikirim ke laboratorium untuk diagnosis. Dokter laboratorium menempatkan sampel plasma ke dalam alat khusus yang dirancang untuk menentukan parameter biokimia dengan akurasi tinggi. Ia juga mengolah dan menyimpan darah, menentukan dosis dan tata cara pelaksanaan biokimia, mendiagnosis hasil yang diperoleh, tergantung pada indikator yang dibutuhkan oleh dokter yang merawat, dan menyiapkan formulir hasil analisis biokimia dan kimia laboratorium.

Analisis kimia laboratorium ditransmisikan dalam waktu satu hari ke dokter yang merawat, yang membuat diagnosis dan meresepkan pengobatan.

LHC, dengan berbagai indikatornya, memungkinkan kita melihat gambaran klinis yang luas tentang orang tertentu dan penyakit tertentu.

Pada artikel ini kami akan menjawab pertanyaan tentang apa itu biokimia. Di sini kita akan melihat pengertian ilmu ini, sejarah dan metode penelitiannya, memperhatikan beberapa proses dan mendefinisikan bagian-bagiannya.

Perkenalan

Untuk menjawab pertanyaan tentang apa itu biokimia, cukuplah dikatakan bahwa biokimia adalah ilmu yang mempelajari komposisi kimia dan proses yang terjadi di dalam sel hidup dalam tubuh. Namun, ia memiliki banyak komponen, setelah mempelajarinya, Anda bisa mendapatkan gambaran yang lebih spesifik tentangnya.

Dalam beberapa episode sementara abad ke-19, unit terminologis “biokimia” mulai digunakan untuk pertama kalinya. Namun baru diperkenalkan ke kalangan ilmiah pada tahun 1903 oleh ahli kimia dari Jerman, Carl Neuberg. Ilmu ini menempati posisi perantara antara biologi dan kimia.

Fakta sejarah

Umat ​​​​manusia baru mampu menjawab dengan jelas pertanyaan tentang apa itu biokimia sekitar seratus tahun yang lalu. Terlepas dari kenyataan bahwa masyarakat menggunakan proses dan reaksi biokimia pada zaman kuno, masyarakat tidak menyadari keberadaan esensi sejatinya.

Beberapa contoh yang paling jauh adalah pembuatan roti, pembuatan anggur, pembuatan keju, dll. Sejumlah pertanyaan tentang khasiat penyembuhan tanaman, masalah kesehatan, dll memaksa seseorang untuk mendalami dasar dan sifat kegiatannya.

Perkembangan serangkaian arah umum yang pada akhirnya mengarah pada penciptaan biokimia sudah dapat diamati pada zaman kuno. Seorang ilmuwan-dokter dari Persia pada abad kesepuluh menulis sebuah buku tentang kanon ilmu kedokteran, di mana ia mampu menjelaskan secara rinci berbagai bahan obat. Pada abad ke-17, van Helmont mengusulkan istilah “enzim” sebagai unit reagen kimia yang terlibat dalam proses pencernaan.

Pada abad ke-18, berkat karya A.L. Lavoisier dan M.V. Lomonosov, hukum kekekalan massa materi diturunkan. Pada akhir abad yang sama, pentingnya oksigen dalam proses respirasi ditentukan.

Pada tahun 1827, ilmu pengetahuan memungkinkan terciptanya pembelahan molekul biologis menjadi senyawa lemak, protein, dan karbohidrat. Istilah-istilah ini masih digunakan sampai sekarang. Setahun kemudian, dalam karya F. Wöhler, dibuktikan bahwa zat-zat dalam sistem kehidupan dapat disintesis dengan cara buatan. Peristiwa penting lainnya adalah produksi dan perumusan teori struktur senyawa organik.

Dasar-dasar biokimia membutuhkan waktu ratusan tahun untuk terbentuk, namun baru didefinisikan dengan jelas pada tahun 1903. Ilmu ini menjadi disiplin biologi pertama yang memiliki sistem analisis matematis tersendiri.

25 tahun kemudian, pada tahun 1928, F. Griffith melakukan percobaan yang bertujuan mempelajari mekanisme transformasi. Ilmuwan menginfeksi tikus dengan pneumokokus. Dia membunuh bakteri dari satu strain dan menambahkannya ke bakteri dari strain lain. Studi tersebut menemukan bahwa proses pemurnian agen penyebab penyakit menghasilkan pembentukan asam nukleat daripada protein. Daftar penemuan masih terus bertambah.

Ketersediaan disiplin ilmu terkait

Biokimia merupakan ilmu tersendiri, namun penciptaannya didahului oleh proses aktif pengembangan cabang kimia organik. Perbedaan utamanya terletak pada objek kajiannya. Biokimia hanya mempertimbangkan zat atau proses yang dapat terjadi dalam kondisi organisme hidup, dan bukan di luarnya.

Biokimia akhirnya memasukkan konsep biologi molekuler. Mereka berbeda satu sama lain terutama dalam metode tindakan dan subjek yang mereka pelajari. Saat ini, satuan terminologi “biokimia” dan “biologi molekuler” mulai digunakan sebagai sinonim.

Ketersediaan bagian

Saat ini, biokimia mencakup sejumlah bidang penelitian, termasuk:

Cabang biokimia statis adalah ilmu tentang komposisi kimia makhluk hidup, struktur dan keanekaragaman molekul, fungsi, dll.

Ada sejumlah bagian yang mempelajari polimer biologis protein, lipid, karbohidrat, molekul asam amino, serta asam nukleat dan nukleotida itu sendiri.

Biokimia, yang mempelajari vitamin, peran dan bentuk pengaruhnya terhadap tubuh, kemungkinan gangguan proses vital karena kekurangan atau kelebihannya.

Biokimia hormonal adalah ilmu yang mempelajari hormon, efek biologisnya, penyebab kekurangan atau kelebihannya.

Ilmu metabolisme dan mekanismenya merupakan cabang biokimia yang dinamis (termasuk bioenergi).

Penelitian Biologi Molekuler.

Komponen fungsional biokimia mempelajari fenomena transformasi kimia yang bertanggung jawab atas fungsi seluruh komponen tubuh, mulai dari jaringan hingga seluruh tubuh.

Biokimia medis adalah bagian tentang pola metabolisme antar struktur tubuh di bawah pengaruh penyakit.

Ada juga cabang biokimia mikroorganisme, manusia, hewan, tumbuhan, darah, jaringan, dll.

Alat Penelitian dan Pemecahan Masalah

Metode biokimia didasarkan pada fraksinasi, analisis, studi rinci dan pemeriksaan struktur komponen individu dan keseluruhan organisme atau substansinya. Kebanyakan dari mereka terbentuk pada abad ke-20, dan kromatografi, proses sentrifugasi dan elektroforesis, menjadi yang paling dikenal luas.



Pada akhir abad ke-20, metode biokimia mulai semakin banyak diterapkan dalam cabang biologi molekuler dan seluler. Struktur seluruh genom DNA manusia telah ditentukan. Penemuan ini memungkinkan untuk mempelajari keberadaan sejumlah besar zat, khususnya berbagai protein, yang tidak terdeteksi selama pemurnian biomassa, karena kandungannya yang sangat rendah dalam zat tersebut.

Genomik telah menantang sejumlah besar pengetahuan biokimia dan menyebabkan berkembangnya perubahan dalam metodologinya. Konsep pemodelan virtual komputer muncul.

Komponen kimia

Fisiologi dan biokimia berkaitan erat. Hal ini dijelaskan oleh ketergantungan laju terjadinya semua proses fisiologis pada kandungan sejumlah unsur kimia yang berbeda.



Terdapat 90 komponen tabel periodik unsur kimia yang ditemukan di alam, namun sekitar seperempatnya dibutuhkan untuk kehidupan. Tubuh kita tidak membutuhkan banyak komponen langka sama sekali.

Perbedaan posisi suatu takson dalam tabel hierarki makhluk hidup menentukan kebutuhan yang berbeda-beda akan kehadiran unsur-unsur tertentu.

99% massa manusia terdiri dari enam unsur (C, H, N, O, F, Ca). Selain jumlah utama jenis atom pembentuk zat ini, kita membutuhkan 19 unsur lagi, tetapi dalam volume kecil atau mikroskopis. Diantaranya adalah: Zn, Ni, Ma, K, Cl, Na dan lain-lain.

Biomolekul protein

Molekul utama yang dipelajari dalam biokimia adalah karbohidrat, protein, lipid, asam nukleat, dan perhatian ilmu ini terfokus pada hibridanya.

Protein adalah senyawa besar. Mereka dibentuk dengan menghubungkan rantai monomer - asam amino. Kebanyakan makhluk hidup memperoleh protein melalui sintesis dua puluh jenis senyawa ini.

Monomer-monomer ini berbeda satu sama lain dalam struktur kelompok radikal, yang memainkan peran besar dalam pelipatan protein. Tujuan dari proses ini adalah untuk membentuk struktur tiga dimensi. Asam amino terhubung satu sama lain dengan membentuk ikatan peptida.

Ketika menjawab pertanyaan tentang apa itu biokimia, tidak ada salahnya untuk menyebutkan makromolekul biologis yang kompleks dan multifungsi seperti protein. Mereka memiliki lebih banyak tugas daripada polisakarida atau asam nukleat yang harus dilakukan.

Beberapa protein diwakili oleh enzim dan terlibat dalam mengkatalisis berbagai reaksi yang bersifat biokimia, yang sangat penting untuk metabolisme. Molekul protein lain dapat bertindak sebagai mekanisme pemberi sinyal, membentuk sitoskeleton, berpartisipasi dalam pertahanan kekebalan, dll.

Beberapa jenis protein mampu membentuk kompleks biomolekuler non-protein. Zat yang diciptakan oleh penggabungan protein dengan oligosakarida memungkinkan adanya molekul seperti glikoprotein, dan interaksi dengan lipid menyebabkan munculnya lipoprotein.

Molekul asam nukleat

Asam nukleat diwakili oleh kompleks makromolekul yang terdiri dari serangkaian rantai polinukleotida. Tujuan fungsional utama mereka adalah untuk menyandikan informasi turun-temurun. Sintesis asam nukleat terjadi karena adanya molekul makroenergi mononukleosida trifosfat (ATP, TTP, UTP, GTP, CTP).

Perwakilan asam yang paling luas adalah DNA dan RNA. Elemen struktural ini ditemukan di setiap sel hidup, mulai dari archaea hingga eukariota, dan bahkan virus.

Molekul lipid

Lipid adalah zat molekuler yang tersusun dari gliserol, dimana asam lemak (1 sampai 3) terikat melalui ikatan ester. Zat-zat tersebut dibagi menjadi beberapa kelompok sesuai dengan panjang rantai hidrokarbon, dan perhatian juga diberikan pada kejenuhannya. Biokimia air tidak memungkinkannya melarutkan senyawa lipid (lemak). Biasanya, zat tersebut larut dalam larutan polar.



Tugas utama lipid adalah menyediakan energi bagi tubuh. Beberapa merupakan bagian dari hormon, dapat melakukan fungsi sinyal atau mengangkut molekul lipofilik.

molekul karbohidrat

Karbohidrat merupakan biopolimer yang dibentuk dengan menggabungkan monomer, yang dalam hal ini diwakili oleh monosakarida, seperti glukosa atau fruktosa. Studi tentang biokimia tanaman telah memungkinkan manusia untuk menentukan bahwa mereka mengandung sebagian besar karbohidrat.

Biopolimer ini digunakan dalam fungsi struktural dan menyediakan sumber energi bagi suatu organisme atau sel. Pada organisme tumbuhan, zat penyimpan utama adalah pati, dan pada hewan adalah glikogen.

Jalannya siklus Krebs

Ada siklus Krebs dalam biokimia - sebuah fenomena di mana sebagian besar organisme eukariotik menerima sebagian besar energi yang dihabiskan untuk proses oksidasi makanan yang dicerna.

Itu dapat diamati di dalam mitokondria seluler. Ini terbentuk melalui beberapa reaksi, di mana cadangan energi “tersembunyi” dilepaskan.

Dalam biokimia, siklus Krebs merupakan bagian penting dari proses pernapasan umum dan metabolisme material di dalam sel. Siklus tersebut ditemukan dan dipelajari oleh H. Krebs. Untuk ini, ilmuwan tersebut menerima Hadiah Nobel.

Proses ini disebut juga sistem transfer elektron. Hal ini disebabkan oleh konversi ATP menjadi ADP secara bersamaan. Senyawa pertama, pada gilirannya, bertanggung jawab untuk memastikan reaksi metabolisme melalui pelepasan energi.

Biokimia dan kedokteran

Biokimia kedokteran disajikan kepada kita sebagai ilmu yang mencakup banyak bidang proses biologis dan kimia. Saat ini, terdapat seluruh industri di bidang pendidikan yang melatih spesialis untuk studi ini.

Setiap makhluk hidup dipelajari di sini: dari bakteri atau virus hingga tubuh manusia. Memiliki spesialisasi sebagai ahli biokimia memberikan subjek kesempatan untuk mengikuti diagnosis dan menganalisis pengobatan yang berlaku pada unit individu, menarik kesimpulan, dll.



Untuk mempersiapkan seorang ahli yang berkualifikasi tinggi di bidang ini, Anda perlu melatihnya dalam ilmu alam, dasar-dasar kedokteran dan disiplin bioteknologi, dan melakukan banyak tes di bidang biokimia. Siswa juga diberi kesempatan untuk menerapkan ilmunya secara praktis.

Universitas biokimia saat ini menjadi semakin populer, hal ini disebabkan oleh pesatnya perkembangan ilmu ini, pentingnya bagi manusia, permintaan, dll.

Di antara lembaga pendidikan paling terkenal yang melatih spesialis dalam cabang ilmu ini, yang paling populer dan signifikan adalah: Universitas Negeri Moskow. Lomonosov, Universitas Pedagogi Negeri Perm dinamai demikian. Belinsky, Universitas Negeri Moskow. Universitas Negeri Ogarev, Kazan dan Krasnoyarsk dan lainnya.

Daftar dokumen yang diperlukan untuk masuk ke universitas tersebut tidak berbeda dengan daftar untuk masuk ke perguruan tinggi lainnya. Biologi dan kimia adalah mata pelajaran utama yang harus diambil saat masuk.

Pasien rumah sakit dan kerabatnya sering bertanya-tanya apa itu biokimia. Kata ini dapat digunakan dalam dua arti: sebagai ilmu dan sebagai sebutan untuk tes darah biokimia. Mari kita lihat masing-masingnya.

Biokimia sebagai ilmu

Kimia biologi atau fisiologis - biokimia adalah ilmu yang mempelajari komposisi kimia sel-sel organisme hidup. Dalam studinya, pola-pola yang sesuai dengan semua reaksi kimia yang terjadi dalam jaringan hidup yang menjamin fungsi vital organisme juga diperiksa.

Disiplin ilmu yang berkaitan dengan biokimia adalah biologi molekuler, kimia organik, biologi sel, dan lain-lain. Kata “biokimia” dapat digunakan, misalnya, dalam kalimat: “Biokimia sebagai ilmu tersendiri terbentuk kira-kira 100 tahun yang lalu.”

Namun Anda dapat mempelajari lebih lanjut tentang ilmu serupa jika Anda membaca artikel kami.

Biokimia darah

Tes darah biokimia melibatkan studi laboratorium tentang berbagai indikator dalam darah, tes diambil dari vena (proses pungsi vena). Berdasarkan hasil penelitian, dimungkinkan untuk menilai kondisi tubuh, khususnya organ dan sistemnya. Informasi lebih lanjut tentang analisis ini dapat ditemukan di bagian kami.

Berkat biokimia darah, Anda dapat mengetahui cara kerja ginjal, hati, jantung, serta menentukan faktor rematik, keseimbangan air-garam, dll.

Hewan, tumbuhan, jamur, virus, bakteri. Jumlah perwakilan setiap kerajaan begitu banyak sehingga orang hanya bisa bertanya-tanya bagaimana kita semua bisa muat di Bumi. Namun, terlepas dari keragamannya, semua makhluk hidup di planet ini memiliki beberapa ciri dasar yang sama.

Kesamaan semua makhluk hidup

Buktinya berasal dari beberapa ciri dasar organisme hidup:

• kebutuhan nutrisi (konsumsi energi dan transformasinya di dalam tubuh);
• kebutuhan pernafasan;
• kemampuan untuk bereproduksi;
• pertumbuhan dan perkembangan sepanjang siklus hidup.

Salah satu proses ini diwakili dalam tubuh oleh banyak reaksi kimia. Setiap detik, ratusan reaksi sintesis dan penguraian molekul organik terjadi di dalam makhluk hidup mana pun, dan terutama manusia. Struktur, ciri-ciri aksi kimia, interaksi satu sama lain, sintesis, dekomposisi dan konstruksi struktur baru molekul struktur organik dan anorganik - semua ini adalah subjek studi ilmu pengetahuan yang besar, menarik dan beragam. Biokimia adalah bidang pengetahuan muda dan progresif yang mempelajari segala sesuatu yang terjadi di dalam makhluk hidup.

Sebuah Objek

Objek kajian biokimia hanyalah organisme hidup dan seluruh proses kehidupan yang terjadi di dalamnya. Secara khusus, reaksi kimia yang terjadi selama penyerapan makanan, pelepasan produk limbah, pertumbuhan dan perkembangan. Jadi, dasar-dasar biokimia adalah ilmu yang mempelajari tentang:

1. Bentuk kehidupan non-seluler - virus.
2. Sel bakteri prokariotik.
3. Tumbuhan tinggi dan rendah.
4. Hewan dari semua kelas yang diketahui.
5. Tubuh manusia.

Pada saat yang sama, biokimia sendiri merupakan ilmu yang cukup muda, yang muncul hanya dengan akumulasi pengetahuan yang cukup tentang proses internal makhluk hidup. Kemunculan dan isolasinya dimulai pada paruh kedua abad ke-19.

Cabang biokimia modern

Pada tahap perkembangan saat ini, biokimia mencakup beberapa bagian utama, yang disajikan dalam tabel.

Dengan demikian, kita dapat mengatakan bahwa biokimia adalah keseluruhan ilmu-ilmu kecil yang kompleks yang mencakup seluruh variasi proses internal sistem kehidupan yang paling kompleks.

Ilmu Afiliasi

Seiring berjalannya waktu, begitu banyak pengetahuan yang berbeda telah terakumulasi dan begitu banyak keterampilan ilmiah telah terbentuk dalam mengolah hasil penelitian, membiakkan koloni bakteri dan RNA, menyisipkan bagian genom yang diketahui dengan sifat-sifat tertentu, dan sebagainya, sehingga diperlukan ilmu-ilmu tambahan. yang merupakan anak perusahaan biokimia. Ini adalah ilmu-ilmu seperti:

• biologi molekuler;
• Rekayasa genetika;
• operasi gen;
• genetika molekuler;
• enzimologi;
• imunologi;
• biofisika molekuler.

Masing-masing bidang pengetahuan ini memiliki banyak kemajuan dalam studi bioproses dalam sistem biologis kehidupan, dan oleh karena itu sangat penting. Semuanya termasuk dalam ilmu pengetahuan abad ke-20.

Alasan berkembangnya biokimia dan ilmu-ilmu terkait secara intensif

Pada tahun 1958, Korana menemukan gen dan strukturnya, setelah itu kode genetiknya diuraikan pada tahun 1961. Kemudian struktur molekul DNA terbentuk - struktur untai ganda yang mampu melakukan reduplikasi (reproduksi sendiri). Semua seluk-beluk proses metabolisme (anabolisme dan katabolisme) dijelaskan, struktur tersier dan kuaterner dari molekul protein dipelajari. Dan ini bukanlah daftar lengkap penemuan paling signifikan abad ke-20, yang menjadi dasar biokimia. Semua penemuan ini adalah milik ahli biokimia dan sains itu sendiri. Oleh karena itu, ada banyak prasyarat untuk pengembangannya. Kita dapat mengidentifikasi beberapa alasan modern atas dinamisme dan intensitas pembentukannya.

1. Dasar dari sebagian besar proses kimia yang terjadi pada organisme hidup telah terungkap.
2. Prinsip kesatuan dalam sebagian besar proses fisiologis dan energik untuk semua makhluk hidup telah dirumuskan (misalnya, sama pada bakteri dan manusia).
3. Biokimia medis memberikan kunci untuk mengobati sejumlah penyakit yang kompleks dan berbahaya.
4. Dengan bantuan biokimia, penyelesaian masalah biologi dan kedokteran yang paling global menjadi mungkin.

Oleh karena itu kesimpulannya: biokimia adalah ilmu yang progresif, penting dan memiliki spektrum yang sangat luas yang memungkinkan kita menemukan jawaban atas banyak pertanyaan kemanusiaan.

Biokimia di Rusia

Di negara kita, biokimia adalah ilmu yang progresif dan penting seperti di seluruh dunia. Di wilayah Rusia ada Institut Biokimia yang dinamai demikian. A. N. Bakh RAS, Institut Biokimia dan Fisiologi Mikroorganisme dinamai. GK Scriabin RAS, Balai Penelitian Biokimia SB RAS. Ilmuwan-ilmuwan kita mempunyai peran yang besar dan banyak manfaatnya dalam sejarah perkembangan ilmu pengetahuan. Misalnya, metode imunoelektroferesis, mekanisme glikolisis ditemukan, prinsip komplementaritas nukleotida dalam struktur molekul DNA dirumuskan, dan sejumlah penemuan penting lainnya dilakukan. Pada akhir abad ke-19 dan awal abad ke-20. Pada dasarnya tidak seluruh institut dibentuk, melainkan departemen biokimia di beberapa universitas. Namun, segera muncul kebutuhan untuk memperluas ruang kajian ilmu ini karena pengembangannya yang intensif.

Proses biokimia tanaman

Biokimia tumbuhan terkait erat dengan proses fisiologis. Secara umum pokok bahasan biokimia dan fisiologi tumbuhan adalah:

• aktivitas vital sel tumbuhan;
• fotosintesis;
• napas;
• rezim air tanaman;
• nutrisi mineral;
• kualitas tanaman dan fisiologi pembentukannya;
• ketahanan tanaman terhadap hama dan kondisi lingkungan yang kurang mendukung.

Implikasinya bagi pertanian

Pengetahuan tentang proses biokimia yang mendalam dalam sel dan jaringan tumbuhan memungkinkan untuk meningkatkan kualitas dan kuantitas hasil tanaman pertanian yang dibudidayakan, yang merupakan produsen massal produk pangan penting bagi seluruh umat manusia. Selain itu, fisiologi dan biokimia tanaman memungkinkan ditemukannya cara untuk mengatasi masalah serangan hama, ketahanan tanaman terhadap kondisi lingkungan yang merugikan, dan memungkinkan peningkatan kualitas hasil tanaman.

Kimia biologi Lelevich Vladimir Valeryanovich

Bab 1. Pengantar Biokimia

Bab 1. Pengantar Biokimia

Kimia biologi- ilmu yang mempelajari sifat kimia zat penyusun organisme hidup, transformasi zat tersebut (metabolisme), serta hubungan transformasi tersebut dengan aktivitas jaringan individu dan seluruh organisme secara keseluruhan.

Biokimia – adalah ilmu tentang dasar molekuler kehidupan. Ada beberapa alasan mengapa biokimia menarik banyak perhatian dan berkembang pesat saat ini.

1. Pertama, ahli biokimia berhasil menjelaskan dasar kimia dari sejumlah proses biokimia yang penting.

2. Kedua, jalur umum transformasi molekul dan prinsip-prinsip umum yang mendasari berbagai manifestasi kehidupan telah ditemukan.

3. Ketiga, biokimia mempunyai dampak yang semakin besar terhadap dunia kedokteran.

4. Keempat, pesatnya perkembangan biokimia dalam beberapa tahun terakhir telah memungkinkan para peneliti untuk mulai mempelajari masalah-masalah mendasar dan paling mendesak dalam biologi dan kedokteran.

Sejarah perkembangan biokimia

Dalam sejarah perkembangan ilmu biokimia dan biokimia sebagai ilmu dapat dibedakan 4 periode.

Periode I - dari zaman kuno hingga Renaisans (abad XV). Ini adalah periode penggunaan praktis proses biokimia tanpa pengetahuan tentang landasan teoretisnya dan penelitian biokimia pertama, terkadang sangat primitif. Dahulu kala, orang sudah mengetahui teknologi industri yang didasarkan pada proses biokimia seperti pembuatan roti, pembuatan keju, pembuatan anggur, dan penyamakan kulit. Pemanfaatan tumbuhan untuk keperluan makanan, untuk pembuatan cat, dan kain mendorong upaya untuk memahami sifat-sifat masing-masing zat yang berasal dari tumbuhan.

Periode II - dari awal Renaisans hingga paruh kedua abad ke-19, ketika biokimia menjadi ilmu yang mandiri. Peneliti hebat pada masa itu, penulis banyak mahakarya seni, arsitek, insinyur, ahli anatomi Leonardo da Vinci melakukan eksperimen dan, berdasarkan hasilnya, membuat kesimpulan penting pada tahun-tahun itu bahwa organisme hidup hanya dapat ada di atmosfer di mana nyala api bisa menyala.

Selama periode ini, ada baiknya menyoroti karya-karya ilmuwan seperti Paracelsus, M.V. Lomonosov, Yu. Liebig, A.M. Butlerov, Lavoisier.

Periode III - dari paruh kedua abad ke-19 hingga tahun 50-an abad ke-20. Ditandai dengan peningkatan tajam dalam intensitas dan kedalaman penelitian biokimia, volume informasi yang diperoleh, dan peningkatan signifikansi terapan - penggunaan pencapaian biokimia dalam industri, kedokteran, dan pertanian. Karya salah satu pendiri biokimia Rusia, A. Ya.Danilevsky (1838–1923), M. V. Nentsky (1847–1901), berasal dari masa ini. Pada pergantian abad ke-19 dan ke-20, ahli kimia organik dan biokimia terbesar Jerman E. Fischer (1862–1919) bekerja. Ia merumuskan prinsip dasar teori polipeptida protein, yang dimulai dengan penelitian A. Ya.Danilevsky. Karya ilmuwan besar Rusia K. A. Timiryazev (1843–1920), pendiri sekolah biokimia Soviet A. N. Bach, dan ahli biokimia Jerman O. Warburg berasal dari masa ini. Pada tahun 1933, G. Krebs mempelajari secara rinci siklus ornitin pembentukan urea, dan penemuan siklus asam trikarboksilat dimulai pada tahun 1937. Pada tahun 1933, D. Keilin (Inggris) mengisolasi sitokrom C dan mereproduksi proses transfer elektron sepanjang rantai pernapasan dalam sediaan dari otot jantung. Pada tahun 1938, A.E. Braunstein dan M.G. Kritsman pertama kali menjelaskan reaksi transaminasi, yang merupakan kunci dalam metabolisme nitrogen.

Periode IV – dari awal tahun 50-an abad ke-20 hingga sekarang. Hal ini ditandai dengan meluasnya penggunaan metode fisik, fisikokimia, dan matematika dalam penelitian biokimia, studi aktif dan sukses dari proses biologis dasar (biosintesis protein dan asam nukleat) pada tingkat molekuler dan supramolekul.

Berikut kronologi singkat penemuan-penemuan utama biokimia pada periode ini:

1953 – J. Watson dan F. Crick mengusulkan model struktur DNA heliks ganda.

1953 – F. Sanger pertama kali menguraikan urutan asam amino dari protein insulin.

1961 – M. Nirenberg menguraikan “huruf” pertama dari kode sintesis protein – triplet DNA yang sesuai dengan fenilalanin.

1966 – P. Mitchell merumuskan teori kemiosmotik tentang hubungan respirasi dan fosforilasi oksidatif.

1969 – R. Merifield mensintesis enzim ribonuklease secara kimia.

1971 - dalam kerja sama dua laboratorium yang dipimpin oleh Yu A. Ovchinnikov dan A. E. Braunstein, struktur utama aspartat aminotransferase, protein dari 412 asam amino, didirikan.

1977 - F. Sanger untuk pertama kalinya menguraikan sepenuhnya struktur utama molekul DNA (fag? X 174).

Perkembangan biokimia medis di Belarus

Sejak berdirinya Departemen Biokimia di Universitas Negeri Belarusia pada tahun 1923, pelatihan profesional personel biokimia nasional dimulai. Pada tahun 1934, Departemen Biokimia diselenggarakan di Institut Medis Vitebsk, pada tahun 1959 - di Institut Medis Grodno, pada tahun 1992 - di Institut Medis Gomel. Ilmuwan terkenal dan spesialis utama di bidang biokimia diundang dan dipilih untuk mengepalai departemen: A.P. Bestuzhev, G.V. Derviz, L.E. Taranovich, N.E. Glushakova, V.K. Kukhta, V.S. Shapot , L.G. Orlova, A.A. Lukashik. Terbentuknya sekolah-sekolah ilmiah di bidang biokimia kedokteran sangat dipengaruhi oleh aktivitas para ilmuwan terkemuka seperti M.F. Merezhinsky (1906–1970), V.A. Bondarin (1909–1985), L.S. –1989), Yu.M. Ostrovsky (1925–1991), A.T.Pikulev (1931–1993).

Pada tahun 1970, Departemen Regulasi Metabolik dari Akademi Ilmu Pengetahuan BSSR dibentuk di Grodno, yang pada tahun 1985 diubah menjadi Institut Biokimia dari Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional Belarus. Kepala departemen pertama dan direktur institut adalah Akademisi Akademi Ilmu Pengetahuan BSSR Yu M. Ostrovsky. Di bawah kepemimpinannya, studi komprehensif tentang vitamin, khususnya tiamin, dimulai. Bekerja

Yu.M. Ostrovsky dilengkapi dan dilanjutkan dalam penelitian murid-muridnya: N.K.Lukashik, A.I.Balakleevsky, A.N.Razumovich, R.V.Trebukhina, F.S.

Hasil praktis yang paling penting dari kegiatan sekolah biokimia ilmiah adalah pengorganisasian layanan laboratorium negara republik (Profesor V.G. Kolb), pembukaan Pusat Perawatan Lipid dan Diagnostik Republik untuk Terapi Metabolik di Institut Medis Vitebsk (Profesor A.A. Chirkin), ciptaan Laboratorium Masalah Medis dan Biologis Narkologi di Institut Medis Grodno (Profesor V.V. Lelevich).

1. Komposisi dan struktur zat kimia organisme hidup - biokimia statis.

2. Seluruh rangkaian transformasi zat dalam tubuh (metabolisme) bersifat biokimia dinamis.

3. Proses biokimia yang mendasari berbagai manifestasi kehidupan – biokimia fungsional.

4. Struktur dan mekanisme kerja enzim – enzimologi.

5. Bioenergi.

6. Dasar molekuler dari hereditas - transfer informasi genetik.

7. Mekanisme pengaturan metabolisme.

8. Mekanisme molekuler dari proses fungsional tertentu.

9. Ciri-ciri metabolisme pada organ dan jaringan.

Bagian dan arah biokimia

1. Biokimia manusia dan hewan.

2. Biokimia tumbuhan.

3. Biokimia mikroorganisme.

4. Biokimia medis.

5. Biokimia teknis.

6. Biokimia evolusioner.

7. Biokimia kuantum.

Objek penelitian biokimia

1. Organisme.

2. Organ dan jaringan individu.

3. Bagian organ dan jaringan.

4. Homogenat organ dan jaringan.

5. Cairan biologis.

6. Sel.

7. Ragi, bakteri.

8. Komponen subseluler dan organel.

9. Enzim.

10. Bahan kimia (metabolit).

Metode biokimia

1. Homogenisasi jaringan.

2. Sentrifugasi:

Sederhana

Ultrasentrifugasi

Sentrifugasi gradien kepadatan.

3. Dialisis.

4. Elektroforesis.

5. Kromatografi.

6. Metode isotop.

7. Kolorimetri.

8. Spektrofotometri.

9. Penentuan aktivitas enzimatik.

Hubungan antara biokimia dan disiplin ilmu lainnya

1. Kimia bioorganik

2. Kimia fisik koloid

3. Kimia biofisik

4. Biologi molekuler

5. Genetika

6. Fisiologi normal

7. Fisiologi patologis

8. Disiplin klinis

9. Farmakologi

10. Biokimia klinis