הביומסה של הפלנטה שלנו מורכבת מנציגים של כל ממלכות חיות הבר: בעלי חיים, צמחים, פטריות, וירוסים, חיידקים. מספר הנציגים של כל ממלכה כל כך גדול שאפשר רק לתהות איך כולנו מתאימים לכדור הארץ. אבל, למרות מגוון כזה, כל היצורים החיים על הפלנטה חולקים כמה תכונות בסיסיות.
קהילת כל היצורים החיים
הראיות מגיעות מכמה מאפיינים מרכזיים של אורגניזמים חיים:
- צורך בתזונה (צריכת אנרגיה והמרתה בתוך הגוף);
- צרכי נשימה (ביו-אוקסידציה);
- יכולת שחזור;
- צמיחה והתפתחות לאורך מחזור החיים.
כל אחד מהתהליכים לעיל מיוצג בגוף על ידי מסה של תגובות כימיות. בכל שנייה בתוך כל יצור חי, ועוד יותר מכך באדם, מתרחשות מאות תגובות של סינתזה וריקבון של מולקולות אורגניות. המבנה, תכונות הפעולה הכימית, אינטראקציה זו עם זו, סינתזה, ריקבון ובנייה של מבנים חדשים של מולקולות אורגניות ואי-אורגניות - כל זה הוא נושא המחקר.מדע גדול, מעניין ומגוון. ביוכימיה היא תחום ידע מתקדם צעיר החוקר את כל התהליכים הכימיים המתרחשים בתוך יצורים חיים.
Object
מושא המחקר של הביוכימיה הם רק אורגניזמים חיים וכל תהליכי הפעילות החיונית המתרחשים בהם. באופן ספציפי, תגובות כימיות המתרחשות במהלך ספיגת המזון, שחרור חומרי פסולת, צמיחה והתפתחות. אז, היסודות של ביוכימיה הם לימוד:
- צורות חיים לא תאיות - וירוסים.
- תאים פרוקריוטיים של חיידקים.
- צמחים גבוהים ונמוכים יותר.
- בעלי חיים מכל המעמדות המוכרים.
- גוף האדם.
יחד עם זאת, הביוכימיה עצמה היא מדע צעיר למדי, שצמח רק עם הצטברות של כמות מספקת של ידע על התהליכים הפנימיים ביצורים חיים. הופעתו והפרדתו החלו במחצית השנייה של המאה ה-19.
ענפים מודרניים של ביוכימיה
בשלב הפיתוח הנוכחי, הביוכימיה כוללת כמה סעיפים עיקריים, המוצגים בטבלה.
| Section | הגדרה | Object of study |
| ביוכימיה דינמית | לומד את התגובות הכימיות העומדות בבסיס ההמרה ההדדית של מולקולות בתוך הגוף | מטבוליטים - מולקולות פשוטות ונגזרותיהן, הנוצרות כתוצאה מחילופי אנרגיה; חד סוכרים, חומצות שומן, נוקלאוטידים, חומצות אמינו |
| ביוכימיה סטטית |
לומד את ההרכב הכימי בתוך אורגניזמים ואת המבנה של מולקולות |
ויטמינים, חלבונים, פחמימות, חומצות גרעין, חומצות אמינו, נוקלאוטידים, שומנים, הורמונים |
| ביואנרגיה | עוסק בחקר ספיגה, הצטברות והמרה של אנרגיה במערכות ביולוגיות חיות | אחד הקטעים של ביוכימיה דינמית |
| ביוכימיה פונקציונלית | לומד את הפרטים של כל התהליכים הפיזיולוגיים של הגוף | תזונה ועיכול, נשימה, ויסות איזון חומצה-בסיס, התכווצות שרירים, הולכת דחפים עצביים, ויסות הכבד והכליות, פעולת מערכת החיסון והלימפה, וכן הלאה |
| ביוכימיה רפואית (ביוכימיה אנושית) | לומד את תהליכי חילוף החומרים בגוף האדם (באורגניזמים בריאים ובמחלות) | ניסויים בבעלי חיים מאפשרים לנו לפתח תרביות טהורות של חיידקים פתוגניים הגורמים למחלות בבני אדם ולמצוא דרכים להילחם בהן |
לפיכך, אנו יכולים לומר שביוכימיה היא קומפלקס שלם של מדעים קטנים המכסים את כל מגוון התהליכים הפנימיים המורכבים ביותר של מערכות חיות.
מדעי הבת
עם הזמן, כל כך הרבה ידע שונה וכל כך הרבה מיומנויות מדעיות נוצרו בעיבוד תוצאות מחקר, גידול מושבות חיידקים, שכפול DNA ו-RNA,הטמעת קטעים ידועים של הגנום עם תכונות רצויות וכן הלאה, מה שיצר צורך במדעים נוספים שהם מדעי הילד לביוכימיה. אלו מדעים כגון:
- ביולוגיה מולקולרית;
- הנדסה גנטית;
- ניתוח גנים;
- גנטיקה מולקולרית;
- enzymology;
- אימונולוגיה;
- ביופיזיקה מולקולרית.
לכל אחד מתחומי הידע המפורטים יש הרבה הישגים בחקר ביו-תהליכים במערכות ביולוגיות חיות, לכן זה חשוב מאוד. כולם שייכים למדעים של המאה העשרים.
סיבות לפיתוח אינטנסיבי של ביוכימיה ומדעים קשורים
ב-1958 גילה הקוראן את הגן ואת המבנה שלו, ולאחר מכן, ב-1961, פוענח הקוד הגנטי. לאחר מכן הוקם המבנה של מולקולת ה-DNA - מבנה דו-גדילי המסוגל לשכפול (רבייה עצמית). כל הדקויות של תהליכים מטבוליים (אנבוליזם וקטבוליזם) תוארו, המבנה השלישוני והרבעוני של מולקולת החלבון נחקר. וזו אינה רשימה מלאה של התגליות הגרנדיוזיות של המאה ה-20, המהוות את הבסיס לביוכימיה. כל התגליות הללו שייכות לביוכימאים ולמדע עצמו ככזה. לכן, ישנם תנאים מוקדמים רבים לפיתוחו. יש כמה סיבות מודרניות לדינמיות ולעוצמתו בהיווצרותו.
- היסודות של רוב התהליכים הכימיים המתרחשים באורגניזמים חיים נחשפו.
- נוסח עקרון האחדות ברוב התהליכים הפיזיולוגיים והאנרגטייםעבור כל היצורים החיים (לדוגמה, הם זהים עבור חיידקים ובני אדם).
- ביוכימיה רפואית מספקת את המפתח לטיפול בשורה של מחלות מורכבות ומסוכנות.
- בעזרת הביוכימיה, אפשר היה להתקרב לפתרון הבעיות הגלובליות ביותר של ביולוגיה ורפואה.
מכאן המסקנה: ביוכימיה היא מדע מתקדם, חשוב ורחב מאוד, המאפשר לך למצוא תשובות לשאלות רבות של האנושות.
ביוכימיה ברוסיה
במדינה שלנו, ביוכימיה היא אותו מדע מתקדם וחשוב כמו בכל העולם. על שטחה של רוסיה יש את המכון לביוכימיה על שם A. I. A. N. Bach RAS, המכון לביוכימיה ופיזיולוגיה של מיקרואורגניזמים. G. K. Skryabin RAS, מכון המחקר לביוכימיה SB RAS. למדענים שלנו יש תפקיד גדול ויתרונות רבים בהיסטוריה של התפתחות המדע. כך למשל, התגלתה שיטת האימונואלקטרופורזה, התגלו מנגנוני הגליקוליזה, גובש עקרון ההשלמה של נוקלאוטידים במבנה מולקולת ה-DNA ועוד מספר תגליות חשובות. בסוף המאה ה-19 ותחילת המאה העשרים. בעצם לא נוצרו מכונים שלמים, אלא המחלקה לביוכימיה בחלק מהאוניברסיטאות. עם זאת, עד מהרה היה צורך להרחיב את המרחב ללימוד מדע זה בקשר לפיתוחו האינטנסיבי.
תהליכים ביוכימיים של צמחים
ביוכימיה של צמחים קשורה קשר בל יינתק עם תהליכים פיזיולוגיים. באופן כללי, נושא הלימוד של ביוכימיה ופיזיולוגיה של צמחים הוא:
- פעילות צמחיתתאים;
- פוטוסינתזה;
- breath;
- משטר מים של צמחים;
- תזונה מינרלית;
- איכות היבול והפיזיולוגיה של היווצרותו;
- עמידות הצמח בפני מזיקים ותנאי סביבה שליליים.
ערך לחקלאות
הכרת התהליכים העמוקים של הביוכימיה בתאי הצמחים וברקמות הצמחים מאפשרת לשפר את האיכות והכמות של יבולים של צמחים חקלאיים תרבותיים, שהם יצרנים המוניים של מזון חשוב לאנושות כולה. כמו כן, הפיזיולוגיה והביוכימיה של הצמחים מאפשרות למצוא דרכים לפתור את בעיות ההידבקות במזיקים, עמידות הצמח לתנאי סביבה שליליים, ומאפשרות לשפר את איכות ייצור היבול.
