Kuptimi i biokimisë. Çfarë është biokimia dhe çfarë studion ajo Llojet e biokimisë

Biokimia (nga greqishtja "bios" - "jetë", biologjike ose fiziologjike) është një shkencë që studion proceset kimike brenda një qelize që ndikojnë në funksionimin e të gjithë organizmit ose organeve të tij specifike. Qëllimi i shkencës së biokimisë është të kuptojë elementët kimikë, përbërjen dhe procesin e metabolizmit dhe metodat e rregullimit të tij në qelizë. Sipas përkufizimeve të tjera, biokimia është shkenca e strukturës kimike të qelizave dhe organizmave të qenieve të gjalla.

Për të kuptuar pse nevojitet biokimia, le të imagjinojmë shkencat në formën e një tabele elementare.

Siç mund ta shihni, baza për të gjitha shkencat është anatomia, histologjia dhe citologjia, të cilat studiojnë të gjitha gjallesat. Mbi bazën e tyre ndërtohet biokimia, fiziologjia dhe patofiziologjia, ku studiojnë funksionimin e organizmave dhe proceset kimike brenda tyre. Pa këto shkenca, pjesa tjetër që përfaqësohet në sektorin e sipërm nuk do të mund të ekzistojë.

Ekziston një qasje tjetër, sipas së cilës shkencat ndahen në 3 lloje (nivele):

• Ato që studiojnë nivelin e jetës qelizore, molekulare dhe indore (shkencat e anatomisë, histologjisë, biokimisë, biofizikës);
• Studimi i proceseve dhe sëmundjeve patologjike (patofiziologjia, anatomia patologjike);
• Diagnostikoni reagimin e jashtëm të trupit ndaj sëmundjeve (shkencat klinike si mjekësia dhe kirurgjia).

Kështu zbuluam se çfarë vendi zë në mesin e shkencave biokimia ose siç quhet ndryshe biokimia mjekësore. Në fund të fundit, çdo sjellje jonormale e trupit, procesi i metabolizmit të tij do të ndikojë në strukturën kimike të qelizave dhe do të shfaqet gjatë LHC.

Pse bëhen analizat? Çfarë tregon një analizë biokimike e gjakut?

Biokimia e gjakut është një metodë diagnostike laboratorike që tregon sëmundje në fusha të ndryshme të mjekësisë (për shembull, terapi, gjinekologji, endokrinologji) dhe ndihmon në përcaktimin e funksionimit të organeve të brendshme dhe cilësinë e metabolizmit të proteinave, lipideve dhe karbohidrateve, si dhe mjaftueshmërinë. të mikroelementeve në trup.

BAC, ose testi biokimik i gjakut, është një analizë që ofron informacionin më të gjerë në lidhje me një sërë sëmundjesh. Bazuar në rezultatet e tij, mund të zbuloni gjendjen funksionale të trupit dhe secilit organ në një rast të veçantë, sepse çdo sëmundje që sulmon një person do të shfaqet në një mënyrë ose në një tjetër në rezultatet e LHC.

Çfarë përfshihet në biokimi?

Nuk është shumë i përshtatshëm dhe nuk është e nevojshme të kryeni studime biokimike të absolutisht të gjithë treguesve, dhe përveç kësaj, sa më shumë prej tyre, aq më shumë gjak keni nevojë, dhe gjithashtu aq më të shtrenjtë do t'ju kushtojnë. Prandaj, bëhet një dallim midis tankeve standarde dhe komplekse. Standardi përshkruhet në shumicën e rasteve, por ai i zgjatur me tregues shtesë përshkruhet nga mjeku nëse duhet të zbulojë nuanca shtesë në varësi të simptomave të sëmundjes dhe qëllimit të analizës.

Treguesit bazë.

1. Proteina totale në gjak (TP, Proteina Totale).
2. Bilirubina.
3. Glukoza, lipaza.
4. ALT (Alanine aminotransferaza, ALT) dhe AST (Aspartate aminotransferaza, AST).
5. Kreatinina.
6. Ure.
7. Elektrolitet (Kalium, K/Kalcium, Ca/Natrium, Na/Klor, Cl/Magnez, Mg).
8. Kolesteroli total.

Profili i zgjeruar përfshin cilindo nga këta tregues shtesë (si dhe të tjerë, shumë specifikë dhe të fokusuar ngushtë, që nuk tregohen në këtë listë).

Standardi i përgjithshëm biokimik terapeutik: normat e të rriturve

Biokimia e dekodimit

Dekodimi i të dhënave të përshkruara më sipër kryhet sipas vlerave dhe standardeve të caktuara.

1. Proteina totaleështë sasia e proteinave totale që gjendet në trupin e njeriut. Tejkalimi i normës tregon inflamacione të ndryshme në trup (probleme të mëlçisë, veshkave, sistemit gjenitourinar, sëmundjeve të djegies ose kancerit), me dehidrim (dehidrim) gjatë të vjellave, djersitje në sasi veçanërisht të mëdha, obstruksion intestinal ose mieloma të shumëfishtë, mungesë - një çekuilibër në një dietë ushqyese, agjërim të zgjatur, sëmundje të zorrëve, sëmundje të mëlçisë ose në rast të sintezës së dëmtuar si pasojë e sëmundjeve trashëgimore.
2. 
   Albumi‒ ky është një fraksion proteine ​​shumë i përqendruar që përmbahet në gjak. Lidh ujin, dhe sasia e tij e ulët çon në zhvillimin e edemës - uji nuk mbahet në gjak dhe hyn në inde. Zakonisht, nëse proteina zvogëlohet, atëherë sasia e albuminës zvogëlohet.
3. Analiza e përgjithshme e bilirubinës në plazmë(direkt dhe indirekt) - kjo është diagnoza e një pigmenti që formohet pas prishjes së hemoglobinës (është toksik për njerëzit). Hiperbilirubinemia (që tejkalon nivelin e bilirubinës) quhet verdhëz, dhe verdhëza klinike është subhepatike (përfshirë të porsalindurit), hepatoqelizore dhe subhepatike. Tregon anemi, hemorragji të gjera më pas anemi hemolitike, hepatit, shkatërrim të mëlçisë, onkologji dhe sëmundje të tjera. Është e frikshme për shkak të patologjisë së mëlçisë, por mund të rritet edhe tek një person që ka pësuar goditje dhe lëndime.
4. Glukoza. Niveli i tij përcakton metabolizmin e karbohidrateve, domethënë energjinë në trup dhe mënyrën se si funksionon pankreasi. Nëse ka shumë glukozë, mund të jetë diabeti, aktiviteti fizik ose efekti i marrjes së barnave hormonale, nëse ka pak, mund të jetë hiperfunksionim i pankreasit, sëmundje të sistemit endokrin.
5. Lipaza -Është një enzimë që thyen yndyrat që luan një rol të rëndësishëm në metabolizëm. Rritja e tij tregon sëmundje të pankreasit.
6. ALT– “shënues i mëlçisë”; përdoret për monitorimin e proceseve patologjike në mëlçi. Një normë e rritur tregon probleme me zemrën, mëlçinë ose hepatitin (viral).
7. AST– “shënues i zemrës”, tregon cilësinë e zemrës. Tejkalimi i normës tregon një përçarje të zemrës dhe hepatit.
8. Kreatinina– jep informacion për funksionimin e veshkave. Është e ngritur nëse një person ka sëmundje akute ose kronike të veshkave ose ka shkatërrim të indeve të muskujve ose çrregullime endokrine. Rritet tek njerëzit që hanë shumë produkte mishi. Prandaj, kreatinina ulet tek vegjetarianët, si dhe tek gratë shtatzëna, por nuk do të ndikojë shumë në diagnozën.
9. Analiza e uresë- Ky është një studim i produkteve të metabolizmit të proteinave, funksionit të mëlçisë dhe veshkave. Një mbivlerësim i treguesit ndodh kur ka një mosfunksionim të veshkave, kur ato nuk mund të përballojnë largimin e lëngjeve nga trupi dhe një rënie është tipike për gratë shtatzëna, me dietë dhe çrregullime të lidhura me funksionin e mëlçisë.
10. Ggt në analizën biokimike informon për metabolizmin e aminoacideve në organizëm. Shkalla e lartë e tij është e dukshme në alkoolizëm, si dhe nëse gjaku është i prekur nga toksinat ose dyshohet për mosfunksionim të mëlçisë dhe traktit biliar. E ulët - nëse ka sëmundje kronike të mëlçisë.
11. Ldg Studimi karakterizon rrjedhën e proceseve energjetike të glikolizës dhe laktatit. Një tregues i lartë tregon një efekt negativ në mëlçi, mushkëri, zemër, pankreas ose veshka (pneumoni, sulm në zemër, pankreatit dhe të tjerët). Një nivel i ulët i laktat dehidrogjenazës, si kreatinina e ulët, nuk do të ndikojë në diagnozën. Nëse LDH është e ngritur, arsyet tek gratë mund të jenë këto: rritja e aktivitetit fizik dhe shtatzënia. Tek të sapolindurit, kjo shifër është gjithashtu pak më e lartë.
12. Bilanci i elektrolitit tregon procesin normal të metabolizmit në qelizë dhe jashtë qelizës prapa, duke përfshirë procesin e zemrës. Çrregullimet e të ushqyerit janë shpesh shkaku kryesor i çekuilibrit të elektroliteve, por mund të jenë edhe të vjella, diarre, çekuilibër hormonal ose dështim i veshkave.
13. Kolesteroli(kolesteroli) total - rritet nëse një person ka obezitet, aterosklerozë, mosfunksionim të mëlçisë, gjëndrës tiroide dhe zvogëlohet kur një person shkon në një dietë me pak yndyrë, me septicizëm ose infeksione të tjera.
14. Amilaza- një enzimë që gjendet në pështymë dhe pankreas. Një nivel i lartë do të tregojë nëse ka kolecistit, shenja të diabetit mellitus, peritonit, shytat dhe pankreatit. Gjithashtu do të rritet nëse konsumoni pije alkoolike ose barna - glukokortikoidet, gjë që është tipike edhe për gratë shtatzëna gjatë toksikozës.

Ka shumë tregues biokimikë, themelorë dhe shtesë; kryhet gjithashtu biokimi komplekse, e cila përfshin treguesit bazë dhe shtesë sipas gjykimit të mjekut.

Për të marrë biokiminë me stomak bosh apo jo: si të përgatiteni për analizën?

Një test gjaku për HD është një proces i përgjegjshëm dhe ju duhet të përgatiteni për të paraprakisht dhe me gjithë seriozitetin.

Këto masa janë të nevojshme në mënyrë që analiza të jetë më e saktë dhe të mos ndikojnë faktorë shtesë. Përndryshe, do të duhet të rimerrni testet, pasi ndryshimet më të vogla të kushteve do të ndikojnë ndjeshëm në procesin metabolik.

Nga e marrin dhe si të dhurojnë gjak?

Dhurimi i gjakut për biokimi përfshin marrjen e gjakut me një shiringë nga një venë në bërryl, ndonjëherë nga një venë në parakrah ose në dorë. Mesatarisht, 5-10 ml gjak mjaftojnë për të matur treguesit bazë. Nëse nevojitet një analizë e detajuar biokimike, atëherë merret një vëllim më i madh gjaku.

Norma e treguesve biokimikë në pajisjet e specializuara nga prodhues të ndryshëm mund të ndryshojë pak nga kufijtë mesatarë. Metoda e shprehur përfshin marrjen e rezultateve brenda një dite.

Procedura për nxjerrjen e gjakut është pothuajse pa dhimbje: ju uleni, infermierja përgatit një shiringë, ju vendos një tunik në krah, trajton zonën ku do të bëhet injeksioni me një antiseptik dhe merr një mostër gjaku.

Mostra që rezulton vendoset në një epruvetë dhe dërgohet në laborator për diagnozë. Mjeku i laboratorit vendos mostrën e plazmës në një pajisje të veçantë që është krijuar për të përcaktuar parametrat biokimikë me saktësi të lartë. Ai gjithashtu përpunon dhe ruan gjakun, përcakton dozën dhe procedurën për kryerjen e biokimisë, diagnostikon rezultatet e marra, në varësi të treguesve të kërkuar nga mjeku që merr pjesë, dhe përgatit një formular për rezultatet e biokimisë dhe analizave kimike laboratorike.

Analiza kimike laboratorike i transmetohet brenda një dite mjekut që merr pjesë, i cili bën një diagnozë dhe përshkruan trajtimin.

LHC, me treguesit e tij të shumtë të ndryshëm, bën të mundur shikimin e një pasqyre klinike të gjerë të një personi specifik dhe një sëmundjeje specifike.

Në këtë artikull do t'i përgjigjemi pyetjes se çfarë është biokimia. Këtu do të shikojmë përkufizimin e kësaj shkence, historinë e saj dhe metodat e kërkimit, do t'i kushtojmë vëmendje disa proceseve dhe do të përcaktojmë seksionet e saj.

Prezantimi

Për t'iu përgjigjur pyetjes se çfarë është biokimia, mjafton të thuhet se ajo është një shkencë që i kushtohet përbërjes kimike dhe proceseve që ndodhin brenda një qelize të gjallë të trupit. Sidoqoftë, ai ka shumë komponentë, pasi të mësoni të cilët, mund të merrni një ide më specifike për të.

Në disa episode të përkohshme të shekullit të 19-të, njësia terminologjike "biokimi" filloi të përdoret për herë të parë. Megjithatë, ajo u fut në qarqet shkencore vetëm në vitin 1903 nga një kimist nga Gjermania, Carl Neuberg. Kjo shkencë zë një pozicion të ndërmjetëm midis biologjisë dhe kimisë.

Fakte historike

Njerëzimi ishte në gjendje t'i përgjigjej qartë pyetjes se çfarë është biokimia vetëm rreth njëqind vjet më parë. Përkundër faktit se shoqëria përdorte procese dhe reaksione biokimike në kohët e lashta, ajo nuk ishte e vetëdijshme për praninë e thelbit të tyre të vërtetë.

Disa nga shembujt më të largët janë prodhimi i bukës, prodhimi i verës, prodhimi i djathit, etj. Një sërë pyetjesh për vetitë shëruese të bimëve, problemet shëndetësore etj., e detyruan njeriun të thellohet në bazën e tyre dhe natyrën e veprimtarisë.

Zhvillimi i një grupi të përgjithshëm drejtimesh që përfundimisht çuan në krijimin e biokimisë mund të vërehet tashmë në kohët e lashta. Një shkencëtar-mjek nga Persia në shekullin e dhjetë shkroi një libër për kanunet e shkencës mjekësore, ku ai ishte në gjendje të përshkruante në detaje substanca të ndryshme medicinale. Në shekullin e 17-të, van Helmont propozoi termin "enzimë" si një njësi reagenti të një natyre kimike të përfshirë në proceset e tretjes.

Në shekullin e 18-të, falë veprave të A.L. Lavoisier dhe M.V. Lomonosov, u nxor ligji i ruajtjes së masës së materies. Në fund të të njëjtit shekull, u përcaktua rëndësia e oksigjenit në procesin e frymëmarrjes.

Në 1827, shkenca bëri të mundur krijimin e ndarjes së molekulave biologjike në komponime të yndyrave, proteinave dhe karbohidrateve. Këto terma përdoren edhe sot. Një vit më vonë, në veprën e F. Wöhler, u vërtetua se substancat në sistemet e gjalla mund të sintetizohen me mjete artificiale. Një ngjarje tjetër e rëndësishme ishte prodhimi dhe formulimi i një teorie të strukturës së përbërjeve organike.

Bazat e biokimisë u deshën qindra vjet për t'u formuar, por u përcaktuan qartë në 1903. Kjo shkencë u bë disiplina e parë biologjike që kishte sistemin e vet të analizës matematikore.

25 vjet më vonë, në vitin 1928, F. Griffith kreu një eksperiment, qëllimi i të cilit ishte të studionte mekanizmin e transformimit. Shkencëtari infektoi minjtë me pneumokok. Ai vrau bakteret nga një lloj dhe ia shtoi ato baktereve nga një tjetër. Studimi zbuloi se procesi i pastrimit të agjentëve që shkaktojnë sëmundje rezultoi në formimin e acidit nukleik dhe jo të proteinave. Lista e zbulimeve është ende në rritje.

Disponueshmëria e disiplinave përkatëse

Biokimia është një shkencë më vete, por krijimit të saj i parapriu një proces aktiv i zhvillimit të degës organike të kimisë. Dallimi kryesor qëndron në objektet e studimit. Biokimia merr në konsideratë vetëm ato substanca ose procese që mund të ndodhin në kushtet e organizmave të gjallë, dhe jo jashtë tyre.

Biokimia përfundimisht përfshiu konceptin e biologjisë molekulare. Ata ndryshojnë nga njëri-tjetri kryesisht në metodat e tyre të veprimit dhe lëndët që studiojnë. Aktualisht, njësitë terminologjike “biokimi” dhe “biologji molekulare” kanë filluar të përdoren si sinonime.

Disponueshmëria e seksioneve

Sot, biokimia përfshin një numër fushash kërkimore, duke përfshirë:

Dega e biokimisë statike është shkenca e përbërjes kimike të qenieve të gjalla, strukturave dhe diversitetit molekular, funksioneve etj.

Ekzistojnë një numër seksionesh që studiojnë polimeret biologjike të proteinave, lipideve, karbohidrateve, molekulave të aminoacideve, si dhe acidet nukleike dhe vetë nukleotidin.

Biokimia, e cila studion vitaminat, rolin dhe formën e tyre të ndikimit në organizëm, shqetësimet e mundshme në proceset jetësore për shkak të mungesës ose sasive të tepërta.

Biokimia hormonale është një shkencë që studion hormonet, efektin e tyre biologjik, shkaqet e mungesës ose tepricës.

Shkenca e metabolizmit dhe mekanizmave të tij është një degë dinamike e biokimisë (përfshin bioenergjetikën).

Kërkime të Biologjisë Molekulare.

Komponenti funksional i biokimisë studion fenomenin e transformimeve kimike përgjegjëse për funksionalitetin e të gjithë përbërësve të trupit, duke filluar nga indet dhe duke përfunduar me të gjithë trupin.

Biokimia mjekësore është një seksion mbi modelet e metabolizmit midis strukturave të trupit nën ndikimin e sëmundjeve.

Ka edhe degë të biokimisë së mikroorganizmave, njerëzve, kafshëve, bimëve, gjakut, indeve etj.

Mjetet e kërkimit dhe zgjidhjes së problemeve

Metodat e biokimisë bazohen në fraksionimin, analizën, studimin dhe ekzaminimin e hollësishëm të strukturës si të një komponenti individual, ashtu edhe të të gjithë organizmit ose substancës së tij. Shumica e tyre u formuan gjatë shekullit të 20-të dhe kromatografia, procesi i centrifugimit dhe elektroforezës, u bë më i njohuri.



Në fund të shekullit të 20-të, metodat biokimike filluan të gjejnë gjithnjë e më shumë aplikimin e tyre në degët molekulare dhe qelizore të biologjisë. Struktura e të gjithë gjenomit të ADN-së njerëzore është përcaktuar. Ky zbulim bëri të mundur që të mësohej për ekzistencën e një numri të madh substancash, në veçanti proteina të ndryshme, të cilat nuk u zbuluan gjatë pastrimit të biomasës, për shkak të përmbajtjes së tyre jashtëzakonisht të ulët në substancë.

Gjenomika ka sfiduar një sasi të madhe njohurish biokimike dhe ka çuar në zhvillimin e ndryshimeve në metodologjinë e saj. U shfaq koncepti i modelimit virtual kompjuterik.

Komponenti kimik

Fiziologjia dhe biokimia janë të lidhura ngushtë. Kjo shpjegohet me varësinë e shkallës së shfaqjes së të gjitha proceseve fiziologjike me përmbajtjen e një numri të ndryshëm elementësh kimikë.



Ekzistojnë 90 përbërës të tabelës periodike të elementeve kimike që gjenden në natyrë, por rreth një e katërta janë të nevojshme për jetën. Trupi ynë nuk ka nevojë fare për shumë komponentë të rrallë.

Pozicionet e ndryshme të një taksoni në tabelën hierarkike të qenieve të gjalla përcaktojnë nevoja të ndryshme për praninë e elementeve të caktuara.

99% e masës njerëzore përbëhet nga gjashtë elementë (C, H, N, O, F, Ca). Përveç sasisë kryesore të këtyre llojeve të atomeve që formojnë substanca, na duhen edhe 19 elementë të tjerë, por në vëllime të vogla ose mikroskopike. Ndër to janë: Zn, Ni, Ma, K, Cl, Na e të tjera.

Biomolekula e proteinave

Molekulat kryesore të studiuara nga biokimia janë karbohidratet, proteinat, lipidet, acidet nukleike dhe vëmendja e kësaj shkence është përqendruar në hibridet e tyre.

Proteinat janë komponime të mëdha. Ato formohen duke lidhur zinxhirë monomerësh - aminoacide. Shumica e qenieve të gjalla marrin proteina përmes sintezës së njëzet llojeve të këtyre përbërjeve.

Këta monomerë ndryshojnë nga njëri-tjetri në strukturën e grupit radikal, i cili luan një rol të madh gjatë palosjes së proteinave. Qëllimi i këtij procesi është të formojë një strukturë tre-dimensionale. Aminoacidet janë të lidhura me njëri-tjetrin duke formuar lidhje peptide.

Kur i përgjigjemi pyetjes se çfarë është biokimia, nuk mund të mos përmendim makromolekulat biologjike komplekse dhe shumëfunksionale si proteinat. Ata kanë më shumë detyra për të kryer sesa polisaharidet ose acidet nukleike.

Disa proteina përfaqësohen nga enzima dhe përfshihen në katalizimin e reaksioneve të ndryshme të natyrës biokimike, gjë që është shumë e rëndësishme për metabolizmin. Molekulat e tjera të proteinave mund të veprojnë si mekanizma sinjalizues, të formojnë citoskelete, të marrin pjesë në mbrojtjen imune, etj.

Disa lloje të proteinave janë të afta të formojnë komplekse biomolekulare jo proteinike. Substancat e krijuara nga bashkimi i proteinave me oligosakaridet lejojnë ekzistencën e molekulave të tilla si glikoproteinat, dhe ndërveprimi me lipidet çon në shfaqjen e lipoproteinave.

Molekula e acidit nukleik

Acidet nukleike përfaqësohen nga komplekse makromolekulash të përbëra nga një grup polinukleotidësh zinxhirësh. Qëllimi i tyre kryesor funksional është kodimi i informacionit trashëgues. Sinteza e acidit nukleik ndodh për shkak të pranisë së molekulave makroenergjetike mononukleozid trifosfat (ATP, TTP, UTP, GTP, CTP).

Përfaqësuesit më të përhapur të acideve të tilla janë ADN dhe ARN. Këta elementë strukturorë gjenden në çdo qelizë të gjallë, nga arkea te eukariotët, madje edhe viruset.

Molekula e lipideve

Lipidet janë substanca molekulare të përbëra nga glicerina, me të cilat acidet yndyrore (1 deri në 3) janë ngjitur përmes lidhjeve esterike. Substancat e tilla ndahen në grupe sipas gjatësisë së zinxhirit hidrokarbur, dhe vëmendje i kushtohet gjithashtu ngopjes. Biokimia e ujit nuk e lejon atë të shpërndajë përbërjet lipidike (yndyrë). Si rregull, substanca të tilla shpërndahen në zgjidhje polare.



Detyrat kryesore të lipideve janë të sigurojnë energji për trupin. Disa janë pjesë e hormoneve, mund të kryejnë një funksion sinjalizues ose të transportojnë molekula lipofile.

molekula e karbohidrateve

Karbohidratet janë biopolimerë të formuar nga kombinimi i monomerëve, të cilët në këtë rast përfaqësohen nga monosakaride, si glukoza ose fruktoza. Studimi i biokimisë së bimëve ka lejuar njeriun të përcaktojë se pjesa më e madhe e karbohidrateve përmbahen në to.

Këta biopolimerë e gjejnë përdorimin e tyre në funksionin strukturor dhe sigurimin e burimeve të energjisë për një organizëm ose qelizë. Në organizmat bimorë substanca kryesore e ruajtjes është niseshteja, dhe te kafshët është glikogjeni.

Ecuria e ciklit të Krebsit

Ekziston një cikël Krebs në biokimi - një fenomen gjatë të cilit numri mbizotërues i organizmave eukariote marrin pjesën më të madhe të energjisë së shpenzuar në proceset e oksidimit të ushqimit të gëlltitur.

Mund të vërehet brenda mitokondrive qelizore. Formohet përmes disa reaksioneve, gjatë të cilave lirohen rezervat e energjisë "të fshehura".

Në biokimi, cikli i Krebsit është një fragment i rëndësishëm i procesit të përgjithshëm të frymëmarrjes dhe metabolizmit të materialit brenda qelizave. Cikli u zbulua dhe u studiua nga H. Krebs. Për këtë, shkencëtari mori çmimin Nobel.

Ky proces quhet gjithashtu një sistem i transferimit të elektroneve. Kjo është për shkak të konvertimit të njëkohshëm të ATP në ADP. Përbërja e parë, nga ana tjetër, është përgjegjëse për sigurimin e reaksioneve metabolike përmes çlirimit të energjisë.

Biokimia dhe mjekësia

Biokimia e mjekësisë na paraqitet si një shkencë që mbulon shumë fusha të proceseve biologjike dhe kimike. Aktualisht ka një industri të tërë në arsim që përgatit specialistë për këto studime.

Këtu studiohet çdo gjallesë: nga bakteret apo viruset tek trupi i njeriut. Të kesh një specialitet si biokimist i jep subjektit mundësinë të ndjekë diagnozën dhe të analizojë trajtimin e zbatueshëm për njësinë individuale, të nxjerrë përfundime, etj.



Për të përgatitur një ekspert shumë të kualifikuar në këtë fushë, ju duhet ta trajnoni atë në shkencat natyrore, bazat mjekësore dhe disiplinat bioteknologjike dhe të kryeni shumë teste në biokimi. Studentit i jepet gjithashtu mundësia që praktikisht të zbatojë njohuritë e tij.

Universitetet e biokimisë aktualisht po bëhen gjithnjë e më të popullarizuara, kjo për shkak të zhvillimit të shpejtë të kësaj shkence, rëndësisë së saj për njerëzit, kërkesës etj.

Ndër institucionet arsimore më të famshme ku trajnohen specialistë të kësaj dege të shkencës, më të njohurat dhe më domethënëse janë: Universiteti Shtetëror i Moskës. Lomonosov, Universiteti Pedagogjik Shtetëror i Permit me emrin. Belinsky, Universiteti Shtetëror i Moskës. Universitetet Shtetërore Ogarev, Kazan dhe Krasnoyarsk dhe të tjerë.

Lista e dokumenteve të nevojshme për pranim në universitete të tilla nuk ndryshon nga lista për pranim në institucione të tjera të arsimit të lartë. Biologjia dhe kimia janë lëndët kryesore që duhet të merren pas pranimit.

Pacientët e spitalit dhe të afërmit e tyre shpesh pyesin se çfarë është biokimia. Kjo fjalë mund të përdoret në dy kuptime: si shkencë dhe si emërtim për një test biokimik gjaku. Le të shohim secilën prej tyre.

Biokimia si shkencë

Kimia biologjike ose fiziologjike - biokimia është një shkencë që studion përbërjen kimike të qelizave të çdo organizmi të gjallë. Gjatë studimit të tij, ekzaminohen edhe modelet në përputhje me të cilat ndodhin të gjitha reaksionet kimike në indet e gjalla që sigurojnë funksionet jetësore të organizmave.

Disiplinat shkencore që lidhen me biokiminë janë biologjia molekulare, kimia organike, biologjia qelizore, etj. Fjala “biokimi” mund të përdoret, për shembull, në fjalinë: “Biokimia si shkencë më vete është formuar afërsisht 100 vjet më parë”.

Por ju mund të mësoni më shumë rreth shkencës së ngjashme nëse lexoni artikullin tonë.

Biokimia e gjakut

Një test biokimik i gjakut përfshin një studim laboratorik të treguesve të ndryshëm në gjak, testet merren nga një venë (procesi i venipunkturës). Bazuar në rezultatet e studimit, është e mundur të vlerësohet gjendja e trupit, dhe veçanërisht organet dhe sistemet e tij. Më shumë informacion rreth kësaj analize mund të gjeni në seksionin tonë.

Falë biokimisë së gjakut, mund të mësoni se si funksionojnë veshkat, mëlçia, zemra, si dhe të përcaktoni faktorin reumatik, ekuilibrin ujë-kripë etj.

Kafshët, bimët, kërpudhat, viruset, bakteret. Numri i përfaqësuesve të çdo mbretërie është aq i madh sa që mund të pyesim veten se si përshtatemi të gjithë në Tokë. Por, pavarësisht nga një diversitet i tillë, të gjitha gjallesat në planet ndajnë disa veçori themelore.

E përbashkëta e të gjitha gjallesave

Dëshmia vjen nga disa tipare themelore të organizmave të gjallë:

• nevojat ushqyese (konsumimi i energjisë dhe transformimi i saj brenda trupit);
• nevojat e frymëmarrjes;
• aftësia për të riprodhuar;
• rritjes dhe zhvillimit gjatë gjithë ciklit jetësor.

Secili nga proceset e listuara përfaqësohet në trup nga një masë reaksionesh kimike. Çdo sekondë, qindra reagime të sintezës dhe dekompozimit të molekulave organike ndodhin brenda çdo krijese të gjallë, dhe veçanërisht një personi. Struktura, tiparet e veprimit kimik, ndërveprimi me njëri-tjetrin, sinteza, dekompozimi dhe ndërtimi i strukturave të reja të molekulave të strukturës organike dhe inorganike - e gjithë kjo është objekt studimi i një shkence të madhe, interesante dhe të larmishme. Biokimia është një fushë e re, progresive e njohurive që studion gjithçka që ndodh brenda qenieve të gjalla.

Nje objekt

Objekti i studimit të biokimisë janë vetëm organizmat e gjallë dhe të gjitha proceset jetësore që ndodhin në to. Konkretisht, reaksionet kimike që ndodhin gjatë përthithjes së ushqimit, çlirimit të produkteve të mbeturinave, rritjes dhe zhvillimit. Kështu, bazat e biokimisë janë studimi i:

1. Format joqelizore të jetës - viruset.
2. Qelizat bakteriale prokariote.
3. Bimë të larta dhe të ulëta.
4. Kafshët e të gjitha klasave të njohura.
5. Trupi i njeriut.

Në të njëjtën kohë, vetë biokimia është një shkencë mjaft e re, e cila u ngrit vetëm me akumulimin e një sasie të mjaftueshme njohurish për proceset e brendshme në qeniet e gjalla. Shfaqja dhe izolimi i saj daton në gjysmën e dytë të shekullit të 19-të.

Degët moderne të biokimisë

Në fazën aktuale të zhvillimit, biokimia përfshin disa seksione kryesore, të cilat janë paraqitur në tabelë.

Kështu, mund të themi se biokimia është një kompleks i tërë shkencash të vogla që mbulojnë të gjithë shumëllojshmërinë e proceseve më komplekse të brendshme të sistemeve të gjalla.

Shkenca të lidhura

Me kalimin e kohës, janë grumbulluar aq shumë njohuri të ndryshme dhe janë formuar kaq shumë aftësi shkencore në përpunimin e rezultateve të kërkimit, mbarështimin e kolonive bakteriale dhe ARN-në, futjen e pjesëve të njohura të gjenomit me vetitë e dhëna, e kështu me radhë, saqë ka nevojë për shkenca shtesë. që janë ndihmës të biokimisë. Këto janë shkenca të tilla si:

• Biologji Molekulare;
• Inxhinieri gjenetike;
• kirurgjia e gjeneve;
• gjenetika molekulare;
• enzimologji;
• imunologjia;
• biofizika molekulare.

Secila nga fushat e listuara të njohurive ka shumë arritje në studimin e bioproceseve në sistemet e gjalla biologjike, dhe për këtë arsye është shumë e rëndësishme. Të gjitha i përkasin shkencave të shekullit të 20-të.

Arsyet për zhvillimin intensiv të biokimisë dhe shkencave të ngjashme

Në vitin 1958, Korana zbuloi gjenin dhe strukturën e tij, pas së cilës kodi gjenetik u deshifrua në vitin 1961. Më pas u krijua struktura e molekulës së ADN-së - një strukturë me dy fije floku e aftë për riprodhim (vetë-riprodhim). U përshkruan të gjitha hollësitë e proceseve metabolike (anabolizmi dhe katabolizmi), u studiua struktura terciare dhe kuaternare e molekulës së proteinës. Dhe kjo nuk është një listë e plotë e zbulimeve më domethënëse të shekullit të 20-të, të cilat përbëjnë bazën e biokimisë. Të gjitha këto zbulime i përkasin biokimistëve dhe vetë shkencës si të tillë. Prandaj, ka shumë parakushte për zhvillimin e tij. Mund të identifikojmë disa arsye moderne për dinamizmin dhe intensitetin e saj në formimin e tij.

1. Është zbuluar baza e shumicës së proceseve kimike që ndodhin në organizmat e gjallë.
2. Parimi i unitetit në shumicën e proceseve fiziologjike dhe energjetike për të gjitha qeniet e gjalla është formuluar (për shembull, ato janë të njëjta tek bakteret dhe njerëzit).
3. Biokimia mjekësore ofron çelësin për trajtimin e një sërë sëmundjesh të ndryshme komplekse dhe të rrezikshme.
4. Me ndihmën e biokimisë është bërë e mundur t'i qasemi zgjidhjes së çështjeve më globale të biologjisë dhe mjekësisë.

Prandaj përfundimi: biokimia është një shkencë progresive, e rëndësishme dhe me spektër shumë të gjerë që na lejon të gjejmë përgjigje për shumë pyetje të njerëzimit.

Biokimia në Rusi

Në vendin tonë, biokimia është një shkencë progresive dhe e rëndësishme sa në të gjithë botën. Në territorin e Rusisë ekziston Instituti i Biokimisë me emrin. A. N. Bakh RAS, Instituti i Biokimisë dhe Fiziologjisë së Mikroorganizmave me emrin. G.K. Scriabin RAS, Instituti Kërkimor i Biokimisë SB RAS. Shkencëtarët tanë kanë një rol të madh dhe shumë merita në historinë e zhvillimit të shkencës. Për shembull, u zbulua metoda e imunoelektrofezës, mekanizmat e glikolizës, u formulua parimi i komplementaritetit të nukleotideve në strukturën e molekulës së ADN-së dhe u bënë një sërë zbulimesh të tjera të rëndësishme. Në fund të shekullit të 19-të dhe në fillim të shekullit të 20-të. Në thelb nuk u krijuan institute të tëra, por departamenti i biokimisë në disa universitete. Megjithatë, së shpejti lindi nevoja për zgjerimin e hapësirës për studimin e kësaj shkence për shkak të zhvillimit intensiv të saj.

Proceset biokimike të bimëve

Biokimia e bimëve është e lidhur pazgjidhshmërisht me proceset fiziologjike. Në përgjithësi, lënda e studimit të biokimisë dhe fiziologjisë së bimëve është:

• aktiviteti jetësor i një qelize bimore;
• fotosinteza;
• frymë;
• regjimi ujor i bimëve;
• ushqim mineral;
• cilësia e të korrave dhe fiziologjia e formimit të saj;
• rezistenca e bimëve ndaj dëmtuesve dhe kushteve të pafavorshme mjedisore.

Implikimet për bujqësinë

Njohja e proceseve të thella të biokimisë në qelizat dhe indet bimore bën të mundur rritjen e cilësisë dhe sasisë së kulturave të bimëve bujqësore të kultivuara, të cilat janë prodhuese masive të produkteve ushqimore të rëndësishme për mbarë njerëzimin. Për më tepër, fiziologjia dhe biokimia e bimëve bëjnë të mundur gjetjen e mënyrave për të zgjidhur problemet e infektimit nga dëmtuesit, rezistencën e bimëve ndaj kushteve të pafavorshme mjedisore dhe bëjnë të mundur përmirësimin e cilësisë së produkteve bimore.

Kimi biologjike Lelevich Vladimir Valeryanovich

Kapitulli 1. Hyrje në Biokimi

Kapitulli 1. Hyrje në Biokimi

Kimi biologjike- një shkencë që studion natyrën kimike të substancave që përbëjnë organizmat e gjallë, shndërrimet e këtyre substancave (metabolizmin), si dhe lidhjen e këtyre shndërrimeve me veprimtarinë e indeve individuale dhe të gjithë organizmit në tërësi.

Biokimi -është shkenca e bazës molekulare të jetës. Ka disa arsye pse biokimia po tërheq shumë vëmendje dhe po zhvillohet me shpejtësi këto ditë.

1. Së pari, biokimistët arritën të sqarojnë bazën kimike të një sërë procesesh të rëndësishme biokimike.

2. Së dyti, janë zbuluar rrugë të përbashkëta për transformimin e molekulave dhe parimet e përgjithshme që qëndrojnë në themel të manifestimeve të ndryshme të jetës.

3. Së treti, biokimia po ka një ndikim gjithnjë e më të thellë në mjekësi.

4. Së katërti, zhvillimi i shpejtë i biokimisë në vitet e fundit i ka lejuar studiuesit të fillojnë të studiojnë problemet më urgjente, themelore të biologjisë dhe mjekësisë.

Historia e zhvillimit të biokimisë

Në historinë e zhvillimit të njohurive biokimike dhe biokimisë si shkencë, mund të dallohen 4 periudha.

Periudha I - nga kohët e lashta deri në Rilindje (shek. XV). Kjo është një periudhë e përdorimit praktik të proceseve biokimike pa njohuri për themelet e tyre teorike dhe hulumtimi i parë, ndonjëherë shumë primitiv, biokimik. Në kohët më të largëta, njerëzit tashmë e njihnin teknologjinë e industrive të tilla të bazuara në procese biokimike si pjekja e bukës, prodhimi i djathit, prodhimi i verës dhe rrezitja e lëkurës. Përdorimi i bimëve për qëllime ushqimore, për përgatitjen e bojrave dhe pëlhurave nxiti përpjekjet për të kuptuar vetitë e substancave individuale me origjinë bimore.

Periudha II - nga fillimi i Rilindjes deri në gjysmën e dytë të shekullit të 19-të, kur biokimia u bë një shkencë e pavarur. Studiuesi i madh i asaj kohe, autor i shumë kryeveprave të artit, arkitekti, inxhinieri, anatomisti Leonardo da Vinci kreu eksperimente dhe, bazuar në rezultatet e tyre, nxori një përfundim të rëndësishëm për ato vite se një organizëm i gjallë mund të ekzistojë vetëm në një atmosferë në të cilën një flakë mund të digjet.

Gjatë kësaj periudhe, vlen të theksohen veprat e shkencëtarëve të tillë si Paracelsus, M.V. Lomonosov, Yu. Liebig, A.M. Butlerov, Lavoisier.

Periudha III - nga gjysma e dytë e shekullit të 19-të deri në vitet 50 të shekullit të 20-të. Shënuar nga një rritje e mprehtë e intensitetit dhe thellësisë së kërkimit biokimik, vëllimit të informacionit të marrë dhe rritjes së rëndësisë së aplikuar - përdorimi i arritjeve biokimike në industri, mjekësi dhe bujqësi. Punimet e një prej themeluesve të biokimisë ruse, A. Ya. Danilevsky (1838-1923), M. V. Nentsky (1847-1901), datojnë në këtë kohë. Në kapërcyellin e shekujve 19 dhe 20, punoi kimisti organik dhe biokimisti më i madh gjerman E. Fischer (1862–1919). Ai formuloi parimet bazë të teorisë polipeptide të proteinave, e cila filloi me studimin e A. Ya. Danilevsky. Në këtë kohë datojnë veprat e shkencëtarit të madh rus K. A. Timiryazev (1843–1920), themeluesit të shkollës biokimike sovjetike A. N. Bach dhe biokimisti gjerman O. Warburg. Në vitin 1933, G. Krebs studioi në detaje ciklin e ornitinës së formimit të uresë dhe zbulimi i tij i ciklit të acidit trikarboksilik daton në vitin 1937. Në vitin 1933, D. Keilin (Angli) izoloi citokromin C dhe riprodhoi procesin e transferimit të elektroneve përgjatë zinxhirit të frymëmarrjes në preparate nga muskuli i zemrës. Në vitin 1938, A.E. Braunstein dhe M.G. Kritsman përshkruan për herë të parë reaksionet e transaminimit, të cilat janë kyçe në metabolizmin e azotit.

Periudha IV - nga fillimi i viteve 50 të shekullit të 20-të e deri më sot. Karakterizohet nga përdorimi i gjerë i metodave fizike, fiziko-kimike dhe matematikore në kërkimin biokimik, studimi aktiv dhe i suksesshëm i proceseve bazë biologjike (biosinteza e proteinave dhe acideve nukleike) në nivel molekular dhe supramolekular.

Këtu është një kronologji e shkurtër e zbulimeve kryesore në biokimi të kësaj periudhe:

1953 - J. Watson dhe F. Crick propozuan një model spirale të dyfishtë të strukturës së ADN-së.

1953 – F. Sanger deshifroi për herë të parë sekuencën e aminoacideve të proteinës së insulinës.

1961 - M. Nirenberg deshifroi "shkronjën" e parë të kodit të sintezës së proteinave - trefishin e ADN-së që korrespondon me fenilalaninën.

1966 - P. Mitchell formuloi teorinë kimiosmotike të bashkimit të frymëmarrjes dhe fosforilimit oksidativ.

1969 – R. Merifield sintetizoi kimikisht enzimën ribonukleazë.

1971 - në punën e përbashkët të dy laboratorëve të udhëhequr nga Yu. A. Ovchinnikov dhe A. E. Braunstein, u krijua struktura primare e aminotransferazës aspartate, një proteinë prej 412 aminoacidesh.

1977 - F. Sanger për herë të parë deshifroi plotësisht strukturën parësore të molekulës së ADN-së (fag? X 174).

Zhvillimi i biokimisë mjekësore në Bjellorusi

Që nga krijimi i Departamentit të Biokimisë në Universitetin Shtetëror të Bjellorusisë në 1923, filloi trajnimi profesional i personelit kombëtar biokimik. Në 1934, Departamenti i Biokimisë u organizua në Institutin Mjekësor Vitebsk, në 1959 - në Institutin Mjekësor Grodno, në 1992 - në Institutin Mjekësor Gomel. Në krye të departamenteve u ftuan dhe u zgjodhën shkencëtarë të njohur dhe specialistë të mëdhenj në fushën e biokimisë: A. P. Bestuzhev, G. V. Derviz, L. E. Taranovich, N. E. Glushakova, V. K. Kukhta, V. S. Shapot , L. G. Orlova, A. Yu., M. Chirkin, A. Yu. Lukashik. Formimi i shkollave shkencore në fushën e biokimisë mjekësore u ndikua shumë nga veprimtaritë e shkencëtarëve të tillë të shquar si M. F. Merezhinsky (1906-1970), V. A. Bondarin (1909-1985), L. S. Cherkasova (1909-1998), V. S. –1989), Yu. M. Ostrovsky (1925–1991), A. T. Pikulev (1931–1993).

Në vitin 1970, në Grodno u krijua Departamenti i Rregullimit Metabolik të Akademisë së Shkencave të BSSR, i cili u shndërrua në 1985 në Institutin e Biokimisë të Akademisë Kombëtare të Shkencave të Bjellorusisë. Shefi i parë i departamentit dhe drejtori i institutit ishte Akademiku i Akademisë së Shkencave të BSSR Yu. M. Ostrovsky. Nën udhëheqjen e tij, filloi një studim gjithëpërfshirës i vitaminave, në veçanti tiaminës. Punimet

Yu. M. Ostrovsky u plotësua dhe vazhdoi në kërkimin e studentëve të tij: N. K. Lukashik, A. I. Balakleevsky, A. N. Razumovich, R. V. Trebukhina, F. S. Larin, A. G. Moiseenko.

Rezultatet më të rëndësishme praktike të veprimtarive të shkollave shkencore biokimike ishin organizimi i shërbimit laboratorik shtetëror të republikës (Profesor V. G. Kolb), hapja në Institutin Mjekësor Vitebsk të Qendrës Republikane të Trajtimit të Lipideve dhe Diagnostifikimit për Terapinë Metabolike (Profesor A. A. Chirkin), krijimi në Laboratorin e Problemeve Mjekësore dhe Biologjike të Narkologjisë në Institutin Mjekësor Grodno (Profesor V.V. Lelevich).

1. Përbërja dhe struktura e substancave kimike të një organizmi të gjallë - biokimi statike.

2. I gjithë grupi i transformimeve të substancave në trup (metabolizmi) është biokimi dinamike.

3. Proceset biokimike që qëndrojnë në themel të manifestimeve të ndryshme të jetës - biokimi funksionale.

4. Struktura dhe mekanizmi i veprimit të enzimave – enzimologjia.

5. Bioenergjia.

6. Baza molekulare e trashëgimisë - transferimi i informacionit gjenetik.

7. Mekanizmat rregullues të metabolizmit.

8. Mekanizmat molekularë të proceseve funksionale specifike.

9. Veçoritë e metabolizmit në organe dhe inde.

Seksionet dhe drejtimet e biokimisë

1. Biokimia e njerëzve dhe e kafshëve.

2. Biokimia e bimëve.

3. Biokimia e mikroorganizmave.

4. Biokimi mjekësore.

5. Biokimi teknike.

6. Biokimia evolucionare.

7. Biokimi kuantike.

Objektet e hulumtimit biokimik

1. Organizmat.

2. Organet dhe indet individuale.

3. Seksionet e organeve dhe indeve.

4. Homogjenate të organeve dhe indeve.

5. Lëngjet biologjike.

6. Qelizat.

7. Maja, baktere.

8. Përbërësit dhe organele nënqelizore.

9. Enzimat.

10. Kimikatet (metabolitet).

Metodat e biokimisë

1. Homogjenizimi i indeve.

2. Centrifugimi:

E thjeshtë

Ultracentrifugimi

Centrifugimi i gradientit të densitetit.

3. Dializa.

4. Elektroforeza.

5. Kromatografia.

6. Metoda e izotopit.

7. Kolorimetria.

8. Spektrofotometria.

9. Përcaktimi i aktivitetit enzimatik.

Marrëdhënia midis biokimisë dhe disiplinave të tjera

1. Kimia bioorganike

2. Kimia fizike e koloideve

3. Kimia biofizike

4. Biologji molekulare

5. Gjenetika

6. Fiziologji normale

7. Fiziologji patologjike

8. Disiplinat klinike

9. Farmakologji

10. Biokimi klinike