8.1. Биохимия - определение как науки

Биологическая химия - одна из фундаментальных теоретических наук, которая изучает состав, структуру и свойства химических соединений, формирующих живые системы, а так­же их взаимодействие и взаимопревращение в процессе метаболизма. [5]

Биохимия - изучает входящие в состав организмов химические вещества, их структуру, распределение, превращения и функции. Принципиальное значение для развития биохимии имел первый синтез природного вещества - мочевины (Ф. Велер, 1828), подорвавший представления о "жизненной силе", участвующей якобы в синтезе различных веществ организмом. Используя достижения общей, аналитической и органической химии, биохимия в XIX в. сформировалась в самостоятельную науку.

Биохимия – это наука, занимающаяся изучением различных молекул, химических реакций и процессов, протекающих в живых клетках и организмах.

Биохимия, как следует из названия (от греческого bios – жизнь), - это химия жизни, или, более строго, наука о химических основах процессов жизнедеятельности.

Первоначально вопросы биохимии изучались с разных сторон органической химией и физиологией.

Исторические предпосылки развития биохимии.

В общенаучном варианте биохимия появилась в глубокой древности (Авиценна, Гиппократ).

XVI-XVII вв. – воззрения алхимиков получили дальнейшее развитие в трудах ятрохимиков (от греч. iatros –врач). Т. Парацельс выдвинул весьма прогрессивное положение о тесной связи химии с медициной.

Витализм – учение о животной силе, в основе которого лежит тезис “живое качественно отличается от неживого”.

XVII-XVIII вв. – открытие закона сохранения материи, фотосинтеза; появились данные, доказывающие единство живого и неживого мира. Выделили мочевину, органические кислоты, спирты, холестерин из живого – окончательное опровержение витализма.

втор. пол. XVIII в. Спалланцани – исследования физиологии пищеварения – начало изучения ферментов пищеварительных соков.

1814 – К.С. Кирхгоф описал ферментативный процесс осахаривания крахмала под влиянием вытяжки из проросших семян ячменя.

1828 – Ф. Вёлер осуществил синтез мочевины в лабораторных условиях, доказав единство живой и неживой природы (материи).

1828 – год рождения биохимии.

1839 – Ю. Либих выяснил, что в состав пищи входят белки, жиры и углеводы.

1842 – первый учебник биохимии И. Зимона.

1845 – А. Кольбе – синтезировал уксусную кислоту.

1847 – учебник биохимии Ю. Либиха; учебник физиологической химии А.И. Ходнева.

сер. XIX в. найдены ферменты: амилаза слюны, пепсин желудочного сока, трипсин сока поджелудочной железы; Й. Берцелиус ввёл в химию понятие о катализе и катализаторах.

1854 – М. Бертло – синтезировал жиры.

1861 – А.М. Бутлеров – синтезировал углеводы.

1863 – в Казанском (организатор кафедры А.Я. Данилевский) и Московском (организатор – А.Д. Булыгинский) университетах преподают биохимию как науку.

1869 – открытие ДНК (Миллер).

Л. Пастер – изучение брожения.

1871 – М.М. Манассеина и Э. Бухнер (1897) доказали способность бесклеточного дрожжевого сока вызывать алкогольное брожение.

1880 – витамины (Лунин).

1892 – начала функционировать кафедра физиологической химии в Военно-медицинской (Медико-хирургической) академии в Петербурге (А.Я. Данилевский возглавлял кафедру).

XX в. – расцвет биохимии. Синтез пептидов (Фишер). Изучены углеводный, белковый и липидный обмены (основы биохимии). Открыта молекула АТФ. Выделены ферменты (энзимология). Дробление биохимии.

1931 – Энгельгардт – изучение процесса окислительного фосфорилирования (развитие биоэнергетики).

1953 – Уотсон и Крик – изучение вторичной структуры ДНК (развитие молекулярной биологии, в 70-е гг. на её основе развитие генной инженерии).

Современная биохимия как самостоятельная наука сложилась на рубеже XIX и XX веков.

к. XX – н. XXI – современный этап биохимии.

Причины выделения биохимии как самостоятельной науки:

1. успехи в изучении природных соединений;

2. потребности практики медицины;

3. широкое использование современных методик биохимического анализа. [1, 2, 3]

8.2. Что изучает биохимия и что является предметом исследований, направления исследований.

В зависимости от объекта исследования биохимию условно подразделяют на биохимию человека и животных, биохимию растений и микроорганизмов. Несмотря на биохимическое единство всего живого, в животных и растительных организмах существуют и коренные различия, прежде всего в характере обмена веществ. У животных проявления жизнедеятельности и синтез веществ, входящих в состав тела, обеспечиваются за счёт химической энергии, освобождающейся при распаде или окислении сложных органических соединений. Растения, не использующие для своей жизнедеятельности вещества органической природы, называются аутотрофными организмами, животные же являются гетеротрофными организмами. Среди микроорганизмов встречаются как аутотрофный, так и гетеротрофный типы обмена веществ. Кроме того, микроорганизмы характеризуются наличием химических веществ и реакций, не встречающихся у животных и растений. [2]

Области исследования

Биохимия занимается изучением химических реакций, протекающих в микроорганизмах, растениях, насекомых, рыбах, птицах, низших и высших млекопитающих, и в частности человека. Для студентов, изучающих биомедицинские науки, особый интерес представляют два последних раздела.

Главные направления развития исследований в области биологической химии (горизонты биохимии) на ближайшую и отдалённую перспективу.

1. Дифференцировка клеток высших организмов (эукариот).

2. Организация и механизм функционирования генома.

3. Регуляция действия ферментов и теория энзиматического катализа.

4. Процессы узнавания на молекулярном уровне.

5. Молекулярные основы соматических и наследственных заболеваний человека.

6. Молекулярные основы злокачественного роста.

7. Молекулярные основы иммунитета.

8. Рациональное питание.

9. Молекулярные механизмы памяти.

10. Биосинтез белка

11. Биологические мембраны и биоэнергетика.

Основное назначение биохимии сводится к тому, чтобы решать на молекулярном уровне задачи фундаментальные, общебиологические, включая проблему зависимости человека от экосистемы, которую необходимо не только понять, но и защищать и научиться разумно ею пользоваться. [2]