| Головна |
| «« | ЗМІСТ | »» |
|---|
Біологічна хімія - наука про хімічний будову і функції речовин, що входять до складу живої матерії, і їх перетвореннях в процесах життєдіяльності. Сукупність цих перетворень в постійному взаємозв'язку з навколишнім середовищем забезпечує функціонування живих організмів в умовах збалансованості процесів синтезу і розпаду речовин в клітинах і тканинах. Головним завданням біохімії є ідентифікація основних закономірностей біохімічних процесів, з'ясування взаємозв'язку між структурою і функціями біомолекул, що беруть участь в реакціях клітинного метаболізму.
Біохімія вивчає хімію живої природи в широкому діапазоні: від людини та хребетних до бактерій і вірусів. Залежно від об'єкта дослідження можна умовно виділити біохімію тварин і людини, біохімію рослин і біохімію мікроорганізмів. Однак, незважаючи на певні, часом принципові відмінності в хімічному складі і обміні речовин тих чи інших видів живих організмів, існує біохімічне єдність всіх форм життя, яке автори прагнули відобразити в цьому підручнику.
Виділяють ряд розділів біохімії та по об'єктах дослідження, наприклад, медична біохімія, фармацевтична біохімія, біохімічна екологія, біохімічна фармакологія і ін. Традиційно поділ біохімії на структурну, вивчає хімічну будову біомолекул, метаболічну, вивчає обмін речовин і енергії, і функціональну біохімію, пов'язану з вивченням взаємозв'язку між хімічними перетвореннями речовин в організмі і їх біологічними функціями. Цей поділ в значній мірі умовно, проте при викладі матеріалу в навчально-методичній літературі вельми корисно і виправдано.
Фундаментальна біохімія є основою для багатьох наук біологічного профілю, таких, як генетика, фізіологія, імунологія, мікробіологія. Успіхи клітинної та генної інженерії в останні роки значною мірою зблизили біохімію з зоологією і ботанікою. Велике значення біохімії для таких наук, як фармакологія і фармація.
Короткий історичний нарис. Як самостійна наука біохімія сформувалася на рубежі XIX-XX ст. До середини XIX в. біохімія існувала як розділ фізіології і називалася фізіологічна хімія. Однак накопичення фактичного матеріалу в області будови біологічних структур, а також ідентифікація найпростіших метаболічних процесів зіграли значну роль в становленні біохімії як самостійної науки.
Бурхливий розвиток органічної хімії в першій третині XIX ст. справила величезний вплив на формування структурної біохімії. Точкою відліку можна вважати 1828 року, коли Ф. Велер повідомив про перший синтезі органічної речовини - сечовини з аміаку і ціанової кислоти. Через сімдесят років Е. Бухнер показав, що екстракти дріжджових клітин перетравлюють крохмаль так само ефективно, як і живі дріжджові клітини. Обидві ці роботи завдали істотного удару по віталізму - вченню, згідно з яким хімічні речовини живої природи синтезуються тільки за допомогою особливої життєвої сили, і дали потужний імпульс подальшому розвитку біохімії. Так, в 50-х рр. XIX ст. М. Бертло вдалося синтезувати цілий ряд органічних сполук, властивих живій природі. М. Шеврель заклав основи хімії ліпідів, а Ф. Мішер відкрив нуклеїнові кислоти, поклавши початок вивченню цього класу речовин. Однак найбільший внесок в розвиток структурної біохімії вніс Е. Фішер своїми блискучими роботами по аналізу амінокислот, вуглеводів і ліпідів.
Дослідження процесів метаболізму також почалося на рубежі XIX в. На основі відкритого М. В. Ломоносовим закону збереження матерії і накопичених до кінця XVIII ст. експериментальних даних французький вчений А. Лавуазьє кількісно досліджував і пояснив сутність дихання, відзначивши роль кисню в цьому процесі. Роботи Лавуазьє стимулювали дослідження з енергетики метаболізму і вже на початку XIX ст. були визначені кількості теплоти при згорянні 1 г жирів, білків і вуглеводів. Приблизно в цей же час роботами Дж. Прістлі і Я. Інгенхуза був відкритий процес фотосинтезу. З живих об'єктів К. Шеєле виділив ряд органічних кислот, Д. руеллія - сечовину, Ф. Конраді - холестерин.
У XX ст. велике число відкриттів призвело до справжнього розквіту біохімії. Фундаментальні дослідження в області ензимології, хімії білків, ліпідів, вуглеводів, ідентифікація молекулярних механізмів основних обмінних процесів, а також структури і функцій генома вивели біохімію на рівень основної кількісної біологічної науки. Велика роль російських вчених в становленні і розвитку біохімії. Пріоритетні дослідження - білків і амінокислот (А. Я. Данилевський, С. С. Салазкін, М. В. Ненц- кий та ін.); вітамінів (Н. І. Лунін, К. А. Сосин, В. В. Пашутін); тканинного дихання (А. Н. Бах, В. І. Палладін); трансаминирования амінокислот (А. Е. Браунштейн); механізмів механохімічного сполучення (В. А. Енгельгардт); хімії нуклеїнових кислот і механізмів біосинтезу білка (А. Н. Білозерський, А. С. Спірін); біоенергетики (В. П. Скулачов); структури і функцій генома (Г. П. Георгієв) і роботи інших російських вчених внесли величезний вклад в сучасну біохімію.
Успіхи сучасної біохімії. Біологічна хімія вивчає різні структури, властиві живим організмам, і хімічні реакції, що протікають на клітинному і організмовому рівнях. Основою життя є сукупність хімічних реакцій, що забезпечують обмін речовин. Таким чином, біохімію можна вважати основною мовою всіх біологічних наук. В даний час як біологічні структури, так і обмінні процеси, завдяки застосуванню ефективних методів, вивчені досить добре. Багато розділів біохімії в останні роки розвивалися настільки інтенсивно, що виросли в самостійні наукові напрямки і дисципліни. Перш за все можна відзначити біотехнологію, генну інженерію, біохімічну генетику, екологічну біохімію, квантову і космічну біохімію і т. Д. Велика роль біохімії в розумінні суті патологічних процесів і молекулярних механізмів дії лікарських речовин.