Біохімія - це ... Основи біохімії
Біомаса нашої планети складається з представників усіх царств живої природи: тварин, рослин, грибів, вірусів, бактерій. Чисельність представників кожного царства настільки велика, що залишається тільки дивуватися, як ми всі поміщаємося на Землі. Але, незважаючи на таке різноманіття, все живе на планеті об`єднує кілька основних особливостей.
Спільність всього живого
Докази складаються з декількох основних особливостей живих організмів:
- необхідності в харчуванні (споживанні енергії і перетворенні її всередині організму);
- потреби в диханні (Біологічному окисленні);
- здатності до розмноження;
- зростанні і розвитку протягом життєвого циклу.
Будь-який з перерахованих процесів представлений в організмі масою хімічних реакцій. Щомиті всередині будь-якого живої істоти, а тим більше людини, відбуваються сотні реакцій синтезу і розпаду органічних молекул. Структура, особливості хімічного впливу, взаємодія один з одним, синтез, розпад і побудова нових структур молекул органічного та неорганічного будови - все це предмет вивчення великий, цікавою і різноманітною науки. Біохімія - це молода прогресивна область знання, що вивчає всі хімічні процеси, що відбуваються всередині живих істот.
об`єкт
Об`єктом вивчення біохімії є тільки живі організми і всі відбуваються в них процеси життєдіяльності. А конкретно - хімічні реакції, що відбуваються при поглинанні їжі, виділення продуктів життєдіяльності, зростання і розвитку. Так, основи біохімії становить вивчення:
- Неклітинних форм життя - вірусів.
- Прокаріотів клітин бактерій.
- Вищих і нижчих рослин.
- Тварин усіх відомих класів.
- Організму людини.
При цьому сама біохімія - це наука досить молода, виникла тільки з накопиченням достатньої кількості знань про внутрішні процеси в живих істотах. Її виникнення і відокремлення датується другою половиною XIX століття.
Сучасні розділи біохімії
На сучасному етапі розвитку біохімія включає в себе кілька основних розділів, які представлені в таблиці.
розділ | визначення | об`єкт вивчення |
динамічна біохімія | Вивчає хімічні реакції, що лежать в основі взаємоперетворення молекул усередині організму | Метаболіти - прості молекули і їх похідні, що утворюються в результаті обміну енергії-моносахариди, жирні кислоти, нуклеотиди, амінокислоти |
статична біохімія | Вивчає хімічний склад всередині організмів і структуру молекул | Вітаміни, білки, вуглеводи, нуклеїнові кислоти, амінокислоти, нуклеотиди, ліпіди, гормони Відео: Цикл біохімії Усачова Степана. Основи біохімії Лекція 1 Загальна біохімія амінокислот і білків |
біоенергетика | Займається вивченням поглинання, накопичення і перетворення енергії в живих біологічних системах | Один з розділів динамічної біохімії Відео: Keys human biochemistry, or How not to get sick? |
функціональна біохімія | Вивчає подробиці всіх фізіологічних процесів організму | Харчування і травлення, дихання, регуляція кислотно-лужного балансу, м`язові скорочення, проведення нервового імпульсу, регуляція печінки і нирок, дія імунної та лімфатичної систем і так далі |
Медична біохімія (біохімія людини) | Вивчає процеси метаболізму в організмі людей (в здорових організмах і при захворюваннях) | Експерименти на тваринах дозволяють вивести чисті культури патогенних бактерій, що викликають захворювання у людей, і знайти способи боротьби з ними |
Таким чином, можна сказати, що біохімія - це цілий комплекс маленьких наук, які охоплюють все різноманіття складних внутрішніх процесів живих систем.
дочірні науки
З плином часу накопичилося настільки багато різних знань і сформувалося стільки наукових навичок обробки результатів досліджень, виведення бактеріальних колоній, реплікації ДНК і РНК, вбудовування свідомо відомих ділянок геному з заданими властивостями і так далі, що з`явилася необхідність в додаткових науках, які є дочірніми для біохімії. Це такі науки, як:
- молекулярна біологія;
- генна інженерія;
- генна хірургія;
- молекулярна генетика;
- ензимологія;
- імунологія;
- молекулярна біофізика.
Кожна з перерахованих областей знань має масу досягнень у вивченні біопроцесів в живих біологічних системах, тому є дуже важливою. Всі вони відносяться до наук XX століття.
Причини інтенсивного розвитку біохімії і дочірніх наук
У 1958 р Корану відкрив ген і його структуру, після чого в 1961 р було розшифровано генетичний код. Потім було встановлено будова молекули ДНК - дволанцюжкова структура, здатна до редуплікації (самовідтворення). Були описані всі тонкощі процесів метаболізму (анаболізм і катаболізм), вивчена третинна і четвертинна структура білкової молекули. І це далеко не повний список грандіозних за значимістю відкриттів XX століття, які і складають основу біохімії. Всі ці відкриття належать біохімікам і самої науки як такої. Тому передумов для її розвитку безліч. Можна виділити кілька сучасних причин її динамічності та інтенсивності в становленні.
- Виявлено основи більшості хімічних процесів, що відбуваються в живих організмах.
- Сформульовано принцип єдності в більшості фізіологічних і енергетичних процесів для всіх живих істот (наприклад, вони однакові у бактерій і людини).
- Медична біохімія дозволяє отримати ключ до лікування маси різних складних і небезпечних захворювань.
- За допомогою біохімії стало можливим підібратися до вирішення глобальних питань біології і медицини.
Звідси висновок: біохімія - це прогресивна, важлива і дуже широко спектральна наука, що дозволяє знайти відповіді на багато питань людства.
Біохімія в Росії
У нашій країні біохімія є такий же прогресивної і важливою наукою, як і в цілому світі. На території Росії діють Інститут біохімії ім. А. Н. Баха РАН, Інститут біохімії і фізіології мікроорганізмів ім. Г. К. Скрябіна РАН, НДІ біохімії СО РАН. Нашим вченим належить велика роль і безліч заслуг в історії розвитку науки. Так, наприклад, був відкритий метод іммуноелектрофареза, механізми гліколізу, сформульований принцип комплементарності нуклеотидів в структурі молекули ДНК і зроблений ряд інших важливих відкриттів. В кінці XIX і початку XX ст. в основному були сформовані не цілі інститути, а кафедра біохімії в деяких з вузів. Однак незабаром з`явилася необхідність розширити простір для вивчення даної науки в зв`язку з її інтенсивним розвитком.
Біохімічні процеси рослин
Біохімія рослин нерозривно пов`язана з фізіологічними процесами. В цілому, предметом вивчення біохімії і фізіології рослин є:
- життєдіяльність рослинної клітини;
- фотосинтез;
- дихання;
- водний режим рослин;
- мінеральне живлення;
- якість врожаю і фізіологія його формування;
- стійкість рослин до шкідників і несприятливих умов навколишнього середовища.
Значення для сільського господарства
Знання глибинних процесів біохімії в рослинних клітинах і тканинах дозволяють підвищувати якість і кількість врожаю культурних сільськогосподарських рослин, які є масовими виробниками важливих продуктів харчування для всього людства. Крім того, фізіологія і біохімія рослин дозволяють знаходити шляхи вирішення проблем зараження шкідниками, стійкості рослин до несприятливих умов середовища, дають можливість підвищити якість продукції рослинництва.
