Cos'è la biochimica e cosa sta studiando?

In questo articolo risponderemo alla domanda su cosa sia la biochimica. Qui vedremo la definizione di questa scienza, la sua storia e i metodi di ricerca, presteremo attenzione ad alcuni processi e ne definiremo le sezioni.

introduzione

Per rispondere alla domanda su cosa sia la biochimica, basti dire che è una scienza dedicata alla composizione chimica e ai processi che avvengono all'interno della cellula vivente del corpo. Tuttavia, ha molte componenti, dopo averlo imparato, è possibile formarsi più concretamente un'idea al riguardo.

In alcuni episodi del XIX secolo, l'unità di terminologia "biochimica" fu usata per la prima volta. Tuttavia, è stato introdotto nella comunità scientifica solo nel 1903 da un chimico tedesco - Karl Neuberg. Questa scienza occupa una posizione intermedia tra biologia e chimica.

Fatti storici

Per rispondere chiaramente alla domanda che cos'è la biochimica, l'umanità potrebbe solo circa cento anni fa. Nonostante il fatto che la società usasse processi e reazioni biochimiche in tempi antichi, non era a conoscenza della loro vera natura.

La produzione di pane, vinificazione, produzione di formaggio, ecc. Può servire come uno degli esempi più distanti: una serie di domande sulle proprietà curative delle piante, sui problemi di salute, ecc., Hanno costretto una persona a penetrare nelle loro basi e nella natura della loro attività.

Lo sviluppo di un insieme comune di aree che alla fine ha portato alla creazione di biochimica, è stato osservato già in tempi antichi. Uno scienziato-scienziato della Persia nel decimo secolo scrisse un libro sui canoni della scienza medica, dove fu in grado di fornire una descrizione dettagliata di vari farmaci. Nel XVII secolo, van Helmont propose il termine "enzima" come unità di reagente chimico coinvolto nei processi digestivi.

Nel XVIII secolo, grazie alle opere di A.L. Lavoisier e M.V. Lomonosov, fu ritirato legge sulla conservazione di massa sostanze. Alla fine dello stesso secolo, fu determinato il valore dell'ossigeno nel processo di respirazione.

Nel 1827, la scienza permise la creazione della separazione di molecole di natura biologica in composti di grassi, proteine ​​e carboidrati. Questi termini sono ancora usati. Un anno dopo, nel lavoro di F. Wöhler, è stato dimostrato che sostanze della vita i sistemi possono essere sintetizzati con mezzi artificiali. Un altro evento importante è stata la produzione e la compilazione della teoria della struttura dei composti organici.

Le basi della biochimica si sono formate per centinaia di anni, ma furono chiaramente definite nel 1903. Questa scienza divenne la prima disciplina della categoria dei biologici, che aveva un proprio sistema analisi matematiche.

25 anni dopo, nel 1928, F. Griffith condusse un esperimento, il cui scopo era studiare il meccanismo di trasformazione. Uno scienziato ha infettato topi con pneumococchi. Ha ucciso i batteri di un ceppo e li ha aggiunti ai batteri di un altro. Lo studio ha dimostrato che il processo di pulizia degli agenti patogeni ha portato alla formazione di acido nucleico non proteine. L'elenco delle scoperte è in fase di aggiornamento ora.

La presenza di discipline correlate

La biochimica è una scienza separata, ma la sua creazione è stata preceduta da un processo attivo di sviluppo della sezione organica della chimica. La principale differenza sta negli oggetti di studio. Nella biochimica vengono prese in considerazione solo quelle sostanze o processi che possono verificarsi nelle condizioni degli organismi viventi, e non all'esterno.

In definitiva, la biochimica ha incorporato il concetto di biologia molecolare. Differiscono tra loro principalmente nei metodi di azione e nelle materie che studiano. Attualmente, le unità terminologiche "biochimica" e "biologia molecolare" sono state utilizzate come sinonimi.

Presenza di sezioni

Oggi la biochimica include una serie di aree di ricerca, tra cui:

• La sezione della biochimica statica - la scienza della composizione chimica degli esseri viventi, le strutture e la diversità molecolare, le funzioni, ecc.

• Ci sono un certo numero di sezioni che studiano i polimeri biologici di proteine, lipidi, carboidrati, molecole di amminoacidi, così come gli acidi nucleici e il nucleotide stesso.

• Biochimica che studia le vitamine, il loro ruolo e la forma degli effetti sul corpo, possibili interruzioni nei processi vitali con una carenza o una quantità eccessiva.

• Biochimica ormonale - la scienza che studia gli ormoni, il loro effetto biologico, le cause della mancanza o dell'eccesso.

• Scienza di metabolismo e i suoi meccanismi - la sezione dinamica della biochimica (include la bioenergia).

• Ricerca sulla biologia molecolare.

• La componente funzionale della biochimica studia il fenomeno delle trasformazioni chimiche che sono responsabili della funzionalità di tutti i componenti del corpo, iniziando dai tessuti e finendo con tutto il corpo.

• Biochimica medica - una sezione sulle leggi del metabolismo tra le strutture del corpo sotto l'influenza di malattie.

Ci sono anche rami della biochimica di microrganismi, esseri umani, animali, piante, sangue, tessuti, ecc.

Mezzi di ricerca e risoluzione dei problemi

I metodi di biochimica si basano sul frazionamento, l'analisi, lo studio dettagliato e la considerazione della struttura del singolo componente e dell'intero organismo o della sua sostanza. La maggior parte di essi si formò durante il XX secolo e la cromatografia - il processo di centrifugazione e elettroforesi - divenne la più conosciuta.

Alla fine del 20 ° secolo, i metodi biochimici iniziarono sempre più a trovare la loro applicazione nelle sezioni molecolari e cellulari della biologia. La struttura dell'intero genoma del DNA umano è stata determinata. Questa scoperta ha permesso di conoscere l'esistenza di un enorme numero di sostanze, in particolare, varie proteine ​​che non sono state rilevate durante la purificazione della biomassa, a causa del loro contenuto estremamente basso nella sostanza.

La genomica ha sfidato una quantità enorme di conoscenze biochimiche e ha portato allo sviluppo di cambiamenti nella sua metodologia. È apparso il concetto di modellazione virtuale del computer.

Componente chimico

Fisiologia e biochimica sono strettamente correlate. Ciò è spiegato dalla dipendenza della norma dal corso di tutti i processi fisiologici con il contenuto di una vasta gamma di elementi chimici.

In natura, puoi trovare 90 componenti della tavola periodica degli elementi chimici, ma la vita richiede circa un quarto. In molti componenti rari, il nostro corpo non ha bisogno.

La diversa posizione del taxon nella tabella gerarchica degli esseri viventi determina il diverso bisogno di presenza di determinati elementi.

Il 99% della massa umana consiste di sei elementi (C, H, N, O, F, Ca). Oltre al numero principale di questi tipi di atomi, che formano sostanze, abbiamo bisogno di altri 19 elementi, ma in volumi piccoli o microscopici. Tra questi ci sono: Zn, Ni, Ma, K, Cl, Na e altri.

Biomolecola proteica

Le principali molecole che la biochimica sta studiando sono legate ai carboidrati, alle proteine, ai lipidi, agli acidi nucleici e l'attenzione di questa scienza si concentra sui loro ibridi.

Proteine ​​- composti con grandi dimensioni. Sono formati da catene leganti di monomeri - amminoacidi. La maggior parte degli esseri viventi ottiene proteine ​​sintetizzando venti specie di questi composti.

Questi monomeri differiscono nella struttura del gruppo radicale, che svolge un ruolo enorme nel corso della coagulazione delle proteine. Lo scopo di questo processo è di formare una struttura tridimensionale. Gli aminoacidi sono collegati tra loro attraverso la formazione di legami peptidici.

Rispondendo alla domanda su cosa sia la biochimica, è impossibile non menzionare le molecole biologiche così complesse e multifunzionali come le proteine. Hanno più compiti dei polisaccaridi o degli acidi nucleici che devono essere eseguiti.

Alcune proteine ​​sono enzimi e sono coinvolti nella catalisi di varie reazioni di natura biochimica, che è molto importante per il metabolismo. Altre molecole proteiche possono svolgere il ruolo di meccanismi di segnalazione, formare i citoscheletri, partecipare alla difesa immunitaria, ecc.

Alcuni tipi di proteine ​​sono in grado di formare complessi biomolecolari non proteici. Le sostanze create dalla fusione di proteine ​​con gli oligosaccaridi consentono a molecole come le glicoproteine ​​di esistere e l'interazione con i lipidi porta alla comparsa di lipoproteine.

Molecola di acido nucleico

Gli acidi nucleici sono rappresentati da complessi di macromolecole costituite da un insieme di catene polinucleotidiche. Il loro scopo funzionale principale è quello di codificare le informazioni ereditarie. La sintesi degli acidi nucleici avviene per la presenza di molecole macroenergetiche mononucleoside trifosfato (ATP, TTF, UTP, GTP, CTP).

I rappresentanti più diffusi di tali acidi sono DNA e RNA. Questi elementi strutturali si trovano in ogni cellula vivente, dall'archaea agli eucarioti e persino nei virus.

Molecola lipidica

I lipidi sono sostanze molecolari composte da glicerolo, a cui gli acidi grassi sono collegati tramite legami di estere (da 1 a 3). Tali sostanze sono suddivise in gruppi in base alla lunghezza della catena di idrocarburi, e anche prestare attenzione alla saturazione. La biochimica dell'acqua non gli consente di dissolvere in sé i composti dei lipidi (grassi). Di regola, tali sostanze sono disciolte in soluzioni polari.

Gli obiettivi principali dei lipidi sono fornire energia al corpo. Alcuni fanno parte degli ormoni, possono svolgere una funzione di segnale o trasportare molecole lipofile.

Molecola di carboidrati

I carboidrati sono biopolimeri formati combinando monomeri, che in questo caso sono monosaccaridi, come ad esempio glucosio o fruttosio. Lo studio della biochimica delle piante ha permesso a una persona di determinare che la parte principale dei carboidrati è contenuta in essi.

Questi biopolimeri trovano la loro applicazione nella funzione strutturale e nella fornitura di risorse energetiche all'organismo o alla cellula. Negli organismi vegetali, l'amido è la principale sostanza di stoccaggio e negli animali - il glicogeno.

Corrente del ciclo di Krebs

C'è un ciclo di Krebs nella biochimica - un fenomeno in cui la stragrande maggioranza degli organismi eucarioti riceve la maggior parte dell'energia consumata nei processi di ossidazione del cibo consumato.

Puoi osservarlo all'interno dei mitocondri cellulari. Si forma attraverso diverse reazioni, durante le quali vengono rilasciate scorte di energia "nascosta".

In biochimica, il ciclo di Krebs è un importante frammento del processo respiratorio generale e dello scambio di materiale all'interno delle cellule. Il ciclo è stato scoperto e studiato da H. Krebs. Per questo, lo scienziato ha ricevuto il premio Nobel.

Questo processo è anche chiamato sistema di trasferimento di elettroni. Ciò è dovuto alla concomitante transizione di ATP in ADP. Il primo composto, a sua volta, è coinvolto nel fornire reazioni metaboliche attraverso il rilascio di energia.

Biochimica e medicina

La biochimica della medicina ci viene presentata sotto forma di scienza, che copre molte aree dei processi biologici e chimici. Attualmente esiste un'intera industria dell'educazione che forma specialisti per questi studi.

Qui vengono studiati tutti gli esseri viventi: da un batterio o da un virus a un corpo umano. La presenza di un biochimico specializzato dà al soggetto l'opportunità di seguire la diagnosi e analizzare il trattamento applicabile a una singola unità, trarre conclusioni, ecc.

Per preparare un esperto altamente qualificato in questo campo, è necessario addestrarlo nelle scienze naturali, nelle basi mediche e nelle discipline biotecnologiche, conducono numerosi test in biochimica. Inoltre, allo studente viene data l'opportunità di applicare praticamente le proprie conoscenze.

le università di biochimica stanno diventando sempre più popolari, a causa del rapido sviluppo di questa scienza, della sua importanza per l'uomo, della sua domanda, ecc.

Tra le istituzioni educative più famose, dove vengono formati specialisti di questo ramo della scienza, i più popolari e significativi sono: Moscow State University. Lomonosov, PGPU loro. Belinsky, Università statale di Mosca. Ogarev, Kazan e Krasnoyarsk State Universities e altri.

L'elenco dei documenti richiesti per l'ammissione a tali università non differisce dalla lista per l'ammissione ad altri istituti di istruzione superiore. La biologia e la chimica sono i soggetti principali che devono passare l'ammissione.