Biomaso našega planeta sestavljajo predstavniki vseh kraljestev divjih živali: živali, rastline, glive, virusi, bakterije. Število predstavnikov posameznega kraljestva je tako veliko, da se lahko samo vprašamo, kako se vsi prilegamo na Zemlji. Toda kljub takšni raznolikosti imajo vsa živa bitja na planetu več osnovnih značilnosti.
Skupnost vseh živih bitij
Dokazi izhajajo iz več ključnih značilnosti živih organizmov:
- potreba po prehrani (poraba energije in njena pretvorba v telesu);
- potrebe po dihanju (biooksidaciji);
- zmožnost reprodukcije;
- rast in razvoj skozi celoten življenjski cikel.
Vsak od zgornjih procesov je v telesu predstavljen z množico kemičnih reakcij. Vsako sekundo v katerem koli živem bitju, še bolj pa v človeku, se zgodi na stotine reakcij sinteze in razpada organskih molekul. Struktura, značilnosti kemičnega delovanja, medsebojno delovanje, sinteza, razpad in gradnja novih struktur organskih in anorganskih molekul - vse to je predmet preučevanja.velika, zanimiva in raznolika znanost. Biokemija je mlado napredno področje znanja, ki preučuje vse kemične procese, ki se dogajajo v živih bitjih.
predmet
Predmet preučevanja biokemije so le živi organizmi in vsi procesi vitalne dejavnosti, ki se v njih odvijajo. Natančneje, kemične reakcije, ki se pojavijo med absorpcijo hrane, sproščanjem odpadnih produktov, rastjo in razvojem. Torej, osnove biokemije je preučevanje:
- Necelične oblike življenja - virusi.
- Prokariotske celice bakterij.
- Višje in nižje rastline.
- Živali vseh znanih razredov.
- Človeško telo.
Hkrati je biokemija sama po sebi precej mlada znanost, ki je nastala šele z nabiranjem zadostne količine znanja o notranjih procesih v živih bitjih. Njen nastanek in ločitev sega v drugo polovico 19. stoletja.
Sodobne veje biokemije
Na sedanji stopnji razvoja biokemija vključuje več glavnih razdelkov, ki so predstavljeni v tabeli.
| razdelek | Definicija | Predmet študija |
| Dinamična biokemija | Preučuje kemične reakcije, ki so osnova za medsebojno pretvorbo molekul v telesu |
Metaboliti - preproste molekule in njihovi derivati, ki nastanejo kot posledica izmenjave energije; monosaharidi, maščobne kisline, nukleotidi, aminokisline |
| Statična biokemija | Preučuje kemično sestavo v organizmih in strukturo molekul | Vitamini, beljakovine, ogljikovi hidrati, nukleinske kisline, aminokisline, nukleotidi, lipidi, hormoni |
| bioenergija | Ukvarja se s preučevanjem absorpcije, kopičenja in pretvorbe energije v živih bioloških sistemih | Eden od oddelkov dinamične biokemije |
| Funkcionalna biokemija | Preučuje podrobnosti vseh fizioloških procesov v telesu | Prehrana in prebava, dihanje, uravnavanje kislinsko-bazičnega ravnovesja, krčenje mišic, prevodnost živčnih impulzov, uravnavanje delovanja jeter in ledvic, delovanje imunskega in limfnega sistema itd. |
| Medicinska biokemija (človeška biokemija) | Proučuje procese presnove v človeškem telesu (v zdravih organizmih in pri boleznih) |
Poskusi na živalih nam omogočajo, da razvijemo čiste kulture patogenih bakterij, ki povzročajo bolezni pri ljudeh, in najdemo načine za boj proti njim |
Tako lahko rečemo, da je biokemija cel kompleks malih znanosti, ki pokrivajo vso vrsto najkompleksnejših notranjih procesov živih sistemov.
hčerinske znanosti
Sčasoma se je nabralo toliko različnih znanj in izoblikovalo se je toliko znanstvenih veščin pri obdelavi rezultatov raziskav, razmnoževanju bakterijskih kolonij, razmnoževanju DNK in RNA,vgrajevanje znanih delov genoma z želenimi lastnostmi in tako naprej, kar je ustvarilo potrebo po dodatnih znanostih, ki so otroške znanosti za biokemijo. To so znanosti, kot so:
- molekularna biologija;
- genetski inženiring;
- genska kirurgija;
- molekularna genetika;
- enzimologija;
- imunologija;
- molekularna biofizika.
Vsako od naštetih področij znanja ima veliko dosežkov pri proučevanju bioprocesov v živih bioloških sistemih, zato je zelo pomembno. Vsi pripadajo znanosti XX stoletja.
Razlogi za intenziven razvoj biokemije in sorodnih znanosti
Leta 1958 je Koran odkril gen in njegovo strukturo, nato pa je bila leta 1961 dešifrirana genetska koda. Nato je bila vzpostavljena struktura molekule DNK - dvoverižna struktura, sposobna reduplikacije (samoreprodukcije). Opisane so bile vse tankosti presnovnih procesov (anabolizem in katabolizem), proučena je bila terciarna in kvarterna struktura beljakovinske molekule. In to ni popoln seznam veličastnih odkritij 20. stoletja, ki so osnova biokemije. Vsa ta odkritja pripadajo biokemikom in sami znanosti kot takšni. Zato obstaja veliko predpogojev za njen razvoj. Obstaja več sodobnih razlogov za njegovo dinamičnost in intenzivnost v njegovem oblikovanju.
- Odkriti so temelji večine kemičnih procesov, ki se dogajajo v živih organizmih.
- Formulirano je načelo enotnosti v večini fizioloških in energetskih procesovza vsa živa bitja (enake so na primer za bakterije in ljudi).
- Medicinska biokemija je ključ do zdravljenja številnih zapletenih in nevarnih bolezni.
- S pomočjo biokemije se je bilo mogoče približati reševanju najbolj globalnih vprašanj biologije in medicine.
Od tod sklep: biokemija je progresivna, pomembna in zelo širokega spektra znanost, ki omogoča iskanje odgovorov na številna vprašanja človeštva.
Biokemija v Rusiji
Pri nas je biokemija enako napredna in pomembna znanost kot povsod po svetu. Na ozemlju Rusije je Biokemijski inštitut po imenu A. I. A. N. Bach RAS, Inštitut za biokemijo in fiziologijo mikroorganizmov. G. K. Skryabin RAS, Raziskovalni inštitut za biokemijo SB RAS. Naši znanstveniki imajo v zgodovini razvoja znanosti veliko vlogo in številne zasluge. Odkrita je bila na primer metoda imunoelektroforeze, odkriti mehanizmi glikolize, oblikovano načelo komplementarnosti nukleotidov v strukturi molekule DNK in narejena številna druga pomembna odkritja. Konec XIX in začetek XX stoletja. V bistvu niso bili oblikovani celotni inštituti, temveč oddelek za biokemijo na nekaterih univerzah. Vendar se je kmalu pojavila potreba po razširitvi prostora za študij te znanosti v povezavi z njenim intenzivnim razvojem.
Biokemični procesi rastlin
Biokemija rastlin je neločljivo povezana s fiziološkimi procesi. Na splošno je predmet študija rastlinske biokemije in fiziologije:
- vegetativna aktivnostcelice;
- fotosinteza;
- dih;
- vodni režim rastlin;
- mineralna prehrana;
- kakovost pridelka in fiziologija njegovega nastanka;
- odpornost rastlin na škodljivce in neugodne okoljske razmere.
Vrednost za kmetijstvo
Poznavanje globinskih procesov biokemije v rastlinskih celicah in tkivih omogoča izboljšanje kakovosti in količine pridelkov gojenih kmetijskih rastlin, ki so množični proizvajalci pomembne hrane za vse človeštvo. Poleg tega fiziologija in biokemija rastlin omogočata iskanje načinov za reševanje problemov napadov škodljivcev, odpornosti rastlin na neugodne okoljske razmere in omogočata izboljšanje kakovosti pridelave pridelkov.
