Биохимия: Разлика между версии
→Важни за биохимията събития: форматиране в колони за по-пригледно |
|||
Ред 21: | Ред 21: | ||
=== Важни за биохимията събития === |
=== Важни за биохимията събития === |
||
{{колони| |
|||
* 1828 – Синтезът на органичен [[карбамид]] от неорганичния амониев цианат от Фридрих Вьолер |
* 1828 – Синтезът на органичен [[карбамид]] от неорганичния амониев цианат от Фридрих Вьолер |
||
* 1833 – Откриването на първия [[ензим]] ([[Диастаза]], [[Амилаза]]) от [[Анжел Пайен]] |
* 1833 – Откриването на първия [[ензим]] ([[Диастаза]], [[Амилаза]]) от [[Анжел Пайен]] |
||
Ред 28: | Ред 29: | ||
* 1929 – Установяването на механизма на [[гликолиза]]та от [[Густав Ембден]], [[Ото Майерхоф]] и [[Якоб Парнас]] |
* 1929 – Установяването на механизма на [[гликолиза]]та от [[Густав Ембден]], [[Ото Майерхоф]] и [[Якоб Парнас]] |
||
* 1932 – Откриване на цикъла на [[Лимонена киселина|лимонената киселина]] от [[Ханс Адолф Кребс]] (в негова чест „[[цикъл на Кребс]]“) |
* 1932 – Откриване на цикъла на [[Лимонена киселина|лимонената киселина]] от [[Ханс Адолф Кребс]] (в негова чест „[[цикъл на Кребс]]“) |
||
* 1953 – Установяването на структурата на [[дезоксирибонуклеинова киселина|дезоксирибонуклеиновата киселина]] от [[Джеймс Уотсън]] и [[Франсис Крик]] |
* 1953 – Установяването на структурата на [[дезоксирибонуклеинова киселина|дезоксирибонуклеиновата киселина]] от [[Джеймс Уотсън]] и [[Франсис Крик]]}} |
||
== Биомолекули == |
== Биомолекули == |
Версия от 20:01, 15 октомври 2019
Биохимията е наука за химичния състав, устройството, термодинамиката и обменните процеси в живите организми, които протичат в тях на молекулно и клетъчно равнище. Основния предмет на биохимията е определянето на състава, строежа и функциите на биомолекулите в организма.[1]
Биохимията е сравнително млада наука, която възниква в пресечната точка на биологията и химията, през 19 век. Тя се намира в тясна връзка с органичната химия, биофизиката, генетиката и молекулярната биология.
Връзка на биохимията с другите субклетъчно-ориентирани биологични науки
В биохимията се използват специфични изследователски техники и методи, присъщи единствено за нея, както и идеи, техники, и методи, специфични за други области на знанието, като биофизика, генетика и молекулярна биология. Трудно може да се постави разделителна линия между тези науки, особено в контекста на изследователските техники и методи. В днешно време, термините молекулярна биология и биохимия са до голяма степен взаимозаменяеми. Схемата вдясно интерпретира отношенията на частните биологични науки, които изучават живота на субклетъчно равнище:
- Биохимията е наука за състава, строежа и функциите на биомолекулите – основните химични компоненти, в жизнените процеси на живите организми;
- Генетиката е наука за наследствеността и изменчивостта на организмите, която се фокусира върху физическите носители на тези свойства – гените. Генетиката изучава тяхната структура, функции и процесите, в които участват;
- Молекулярната биология изучава реализацията на генетичната информация, която се осъществята чрез преноса на данни при процесите на репликация, транскрипция и транслация – централна догма на молекулярната биология. Тя се фокусира не само върху механизма и ролята на отделните компоненти в него, но и начините за регулация, включително и с терапевтична цел.
Методи в биохимията
В биохимията се прилагат множество разнообразни методи от различни области. В класическата биохимия се използват методиките от аналитична химия, органична химия, физикохимия и физика. Важни техники са центрофугиране, хроматография, електрофореза, спектроскопия, изотопни техники, кристализация, потенциометрични, електрохимични, поларографски и манометрични техники. През последните десетилетия се използват молекулярно-биологични техники, методи от компютърните науки, микробиология и други науки. Освен това в съвременната биохимия винаги се прави и количествена оценка на резултатите с математически методи и създаването на формални теории, с помощта на математиката.
История на биохимията
Историята на биохимията започва преди около 400 години. Въпреки че терминът „биохимия“ вероятно е използван за пръв път през 1882 г., е прието, че думата „биохимия“ е въведена от немският учен Карл Нойберг през 1903 г. Първоначално се е вярвало, че живото не е предмет на законите на науката по начина, по който неживото е. Вярвало се е, че само живите организми притежават жизнена сила (на латински: Vis Vita) и само те могат да произвеждат молекулите на живота. През 1828 г. Фридрих Вьолер публикува статия относно синтезата на уреята, с което доказва че органични компоненти могат да бъдат създавани изкуствено, като развенчава тази идея.[2][3]
Важни за биохимията събития
- 1828 – Синтезът на органичен карбамид от неорганичния амониев цианат от Фридрих Вьолер
- 1833 – Откриването на първия ензим (Диастаза, Амилаза) от Анжел Пайен
- 1869 – Откриването на нуклеиновите киселини от Фридрих Мишер
- 1896 – Откриването на безклетъчна ферментация от Едуард Бухнер
- 1926 – Откриването на дихателния ензим цитохром оксидаза от Ото Варбург
- 1929 – Установяването на механизма на гликолизата от Густав Ембден, Ото Майерхоф и Якоб Парнас
- 1932 – Откриване на цикъла на лимонената киселина от Ханс Адолф Кребс (в негова чест „цикъл на Кребс“)
- 1953 – Установяването на структурата на дезоксирибонуклеиновата киселина от Джеймс Уотсън и Франсис Крик
Биомолекули
Четирите основни класа биомолекули са:[1]
Повечето биомолекули са полимери. Те са изградени от мономери, които се свързват помежду си и образуват полимери, чрез процес наречен поликондензация (в литературата често се среща неправилното „полимеризация“).
Въглехидрати
Въглехидратите са вид органични съединения – въглеводороди, с биологичен произход. Растенията, алгите и някои бактерии произвеждат въглехидрати от неорганични съединения, чрез процеса фотосинтеза.
Общото уравнение на кислородната фотосинтеза е:
- 2n CO2 + 2n H2O + фотони → 2(CH2O)n + 2n O2
- въглероден диоксид + вода + светлинна енергия → въглехидрати + кислород
Основната функция на въглехидратите в организма е свързана с обмяната на енергия. Въглехидратите имат още структурна, предпазна и транспортна функция.
Въглехидратите са изградени от мономери наречени монозахариди. Представители на монозахаридите са глюкоза (C6H12O6), фруктоза (C6H12O6) и дезоксирибоза (C5H10O4). При кондензацията на два монозахарида се образува молекула вода от хидроксилната група на единия и водороден атом от другия монозахарид.
Липиди
Липидите често, но не задължително, са изградени от глицерол и свързани към него други молекули. При триглицеридите, главната група липиди, глицеролът е естерифициран (свързан) с три мастни киселини. Другият главен клас липиди, стероидите, са производни на холестерола, получени чрез добавяне или заместване на функционални групи.
Протеини
Протеините са огромни биополимери изградени от мономери наречени аминокиселини. Има 20 канонични аминокиселини, като всяка има карбонилна група, аминогрупа и страничен радикал, който се бележи с „R“. Страничният радикал е този, който отличава аминокиселините една от друга и им придава специфична роля при изграждането на полипептидната верига и триизмерната структура на протеина. Аминокиселините се свързват при кондензация формирайки пептидна връзка, като по този начин се синтезират дългите вериги на белтъците. Процесът е известен като транскрипция.
Нуклеинови киселини
Нуклеиновите киселини играят ключова роля в съхраняването на наследствената информация (ДНК, при някои вируси РНК), както и в процесите на нейната реализация (РНК) до функционално активен протеин. Мономерите на нуклеиновите киселини се наричат нуклеотиди. В състава на ДНК участват предимно четирите нуклеотида – аденин, цитозин, гуанин и тимин, при РНК вместо тимин се среща урацил.
Нискомолекулни съединения
Някои нискомолекулни съединения, които не участват в изграждането на биополимерите, също са предмет на биохимията, поради голямата им значимост в регулацията и осъществяването на цялостния метаболизъм. Повечето са кофактори в ензимно-катализираните реакции (напр. НАД, ФАД, НАДФ, АМФ, коензим А и много други); други са сигнални молекули, участващи в междуклетъчната сигнализация, както и вторични посредници (second messenger) при осъществяването на сигналната трансдукция (фосфатидилинозитол-3,4-бифосфат, ГТФ, цАМФ, NO).
Метаболизъм
Метаболизмът е начинът, по който се извършва обмяната на веществата в организма. Метаболизмът е съвкупност от химични реакции, които протичат в клетките на организмите, за да ги поддържат живи. Тези процеси позволяват на организмите да нарастват и да се възпроизвеждат, да обновяват своите структури и да отговарят на промени в заобикалящата ги среда. Метаболитните процеси, с цел по-лесното им изследване и разбиране, се поделят на две категории: катаболизъм – разграждане (окисление) на органична материя, с цел получаване на енергия, чрез процеса на клетъчно дишане, и анаболизъм – синтез на собствени за организма компоненти, като протеини и нуклеинови киселини, като се използва енергията, освободена при катаболизма.
Източници
- ↑ а б Северин, Е.С. Биохимия:Учебник. 2-е, испр. Москва, ГЭОТАР-МЕД, 2004. ISBN 5-9231-0390-7. с. 784. (на руски)
- ↑ Wöhler, F. Ueber künstliche Bildung des Harnstoffs // Ann. Phys. Chem. 12. 1828. с. 253 – 256.
- ↑ Kauffman, G. B. and Chooljian, S.H. Friedrich Wöhler (1800 – 1882), on the Bicentennial of His Birth // The Chemical Educator 6 (2). 2001. DOI:10.1007/s00897010444a. с. 121 – 133.
Външни препратки
|
|
|