Біохімія
Біохімія, наука, яка описує
мовою хімії будову і функції живих організмів. Біохімічні концепції
знаходять застосування в медицині, харчової, фармацевтичної та мікробіологічної
промисловості, сільському господарстві, а також у переробній промисловості,
використовує відходи та побічні продукти сільського господарства.
Області досліджень.
У розвитку біохімії можна
виділити кілька етапів і напрямків.
Типи органічних сполук і їх структура.
Фундаментальне
значення мало складання переліку органічних сполук, виявлених в
живих організмах, і встановлення структури кожного з них. Цей перелік
включає відносно прості з'єднання - амінокислоти, цукру і жирні
кислоти, потім більш складні - пігменти (що надають забарвлення, наприклад, квіток),
вітаміни і коферменти (небілкових компоненти ферментів), а закінчується
гігантськими молекулами білків і нуклеїнових кислот.
Метаболічні шляхи.
Мабуть, найбільш
значні успіхи в біохімії пов'язані із з'ясуванням шляхів біосинтезу природних
сполук з простіших речовин, тобто з компонентів їжі у тварин і з
діоксиду вуглецю та мінеральних речовин (в ході фотосинтезу) у рослин.
Біохімікам вдалося детально вивчити основні метаболічні шляхи,
забезпечують синтез і розщеплення природних сполук у тварин, рослин і
мікроорганізмів (зокрема, у бактерій).
Структура та функції макромолекул.
Третій напрям
біохімії пов'язано з аналізом зв'язку між структурою і функцією біологічних
макромолекул. Так, біохіміки намагаються зрозуміти, які особливості структури
білкових каталізаторів лежать в основі їх специфічності, тобто здібності
прискорювати строго певні реакції; як виконують свої функції складні
полісахариди, що входять до складу клітинних стінок і мембран; яким чином
складні ліпіди, присутні в нервовій тканині, беруть участь у функціонуванні нервових
клітин - нейронів.
Функціонування клітин.
Ще одна проблема, якої
займаються біохіміки, - розкриття механізмів функціонування
спеціалізованих клітин. Досліджуються, наприклад, такі питання: як
відбувається скорочення м'язових клітин, як певні клітини формують
кісткову тканину, яким чином еритроцити переносять кисень від легенів до тканин і
забирають із тканин вуглекислий газ, який механізм синтезу пігментів у клітинах
рослин і т.д.
Генетичні аспекти.
Дослідження, що почалися в
1940-х роках і що проводилися на грибах і бактеріях, а потім на вищих
організмах, включаючи людину, показали, що звичайно в результаті мутації генів у
клітинах перестають протікати певні біохімічні реакції. Ці спостереження
привели до створення концепції гена як інформаційної одиниці, що відповідає за
синтез специфічного білка. Якщо білок є ферментом, а що кодує його
ген піддався мутації (тобто змінився), то клітина втрачає здатність здійснювати
реакцію, яку цей фермент мав би каталізувати.
Ген
- Це специфічний сегмент молекули дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК),
який здатний реплікуватись (відтворювати себе) та відповідальність за синтез
певного білка. Багато біохімічні дослідження спрямовані на з'ясування
деталей реплікації нуклеїнових кислот і механізму синтезу білків, а тому
тісно пов'язані з генетикою. Область досліджень, що лежить у сфері та біохімії і
генетики, зазвичай називають молекулярною біологією.
Проект "Геном людини"
- Грандіозний міжнародний
проект у галузі молекулярної біології і генетики, в якому беруть участь
колективи вчених із багатьох країн. Мета проекту - побудувати генетичні карти
23 хромосом людини з точним зазначенням положення всіх десятків тисяч генів на
цих хромосомах і в остаточному підсумку визначити структуру хромосом, тобто
послідовність приблизно 3 млрд. пар азотистих основ, з яких складається
хромосомна ДНК. Ці дослідження дозволять створити доступне для всіх учених
базу даних, що представляють велику цінність для вивчення генетики людини, а
головне - допоможуть біохімікам розкрити механізми спадкових хвороб.
Медична біохімія.
З кожним роком все більше число
хвороб вдається пов'язати з тими чи іншими порушеннями метаболізму. Спільні
зусилля біохіміків і лікарів дозволили розкрити природу порушень, що лежать в
основі таких захворювань, як цукровий діабет і серповидноклітинна анемія.
Більш ніж у 800 випадках встановлена кореляція між порушеннями метаболізму та
генетичними дефектами, в деяких випадках знайдені способи, які дозволяють
пом'якшити наслідки захворювання.
Важливу
роль в усуненні патологічних станів грають і негенетичної фактори. Наприклад,
визначення сольового складу та кислотно-лужного рівноваги плазми крові
дозволяє уникнути шоку або зневоднення при великих хірургічних
втручаннях, успішно боротися з нестримною блювотою, діареєю у грудних дітей
та іншими захворюваннями.
Список літератури
Страйер
Л. Біохімія, тт. 1-3. М., 1985
Ленінджер
А. Основи біохімії, тт. 1-3. М., 1985
Гудвін
Т., Мерсер Е. Введення в біохімію рослин, тт. 1-2. М., 1986
Маррі
Р., Греннер Д., Мейес П., Родуелл В. Біохімія людини, тт. 1-2. М., 1993
Для
підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://bio.freehostia.com
