Mūsų planetos biomasę sudaro visų laukinės gamtos karalysčių atstovai: gyvūnai, augalai, grybai, virusai, bakterijos. Kiekvienos karalystės atstovų skaičius toks didelis, kad belieka stebėtis, kaip mes visi telpame Žemėje. Tačiau, nepaisant tokios įvairovės, visi planetos gyviai turi keletą pagrindinių bruožų.
Visų gyvų dalykų bendruomenė
Įrodymai gaunami iš kelių pagrindinių gyvų organizmų savybių:
- mitybos poreikis (energijos suvartojimas ir jos pavertimas organizmo viduje);
- kvėpavimo (biooksidacijos) poreikiai;
- atgaminimo gebėjimas;
- augimas ir vystymasis per visą gyvavimo ciklą.
Bet kurį iš aukščiau paminėtų procesų organizme atspindi cheminių reakcijų masė. Kiekvieną sekundę bet kurios gyvos būtybės, o tuo labiau žmogaus viduje, vyksta šimtai organinių molekulių sintezės ir skilimo reakcijų. Struktūra, cheminio veikimo ypatumai, sąveika tarpusavyje, sintezė, skilimas ir naujų organinių ir neorganinių molekulių struktūrų kūrimas - visa tai yra tyrimo objektas.didelis, įdomus ir įvairus mokslas. Biochemija yra jauna pažangi žinių sritis, tirianti visus cheminius procesus, vykstančius gyvų būtybių viduje.
Objektas
Biochemijos tyrimo objektas yra tik gyvi organizmai ir visi juose vykstantys gyvybinės veiklos procesai. Konkrečiai, cheminės reakcijos, atsirandančios įsisavinant maistą, išskiriant atliekas, augant ir vystantis. Taigi, biochemijos pagrindai yra:
- Neląstelinės gyvybės formos – virusai.
- Prokariotinės bakterijų ląstelės.
- Aukštesni ir žemesni augalai.
- Visų žinomų klasių gyvūnai.
- Žmogaus kūnas.
Tuo pačiu metu pati biochemija yra gana jaunas mokslas, kuris atsirado tik sukaupus pakankamai žinių apie vidinius gyvų būtybių procesus. Jo atsiradimas ir atskyrimas prasidėjo XIX amžiaus antroje pusėje.
Šiuolaikinės biochemijos šakos
Dabartiniame vystymosi etape biochemiją sudaro keli pagrindiniai skyriai, kurie pateikiami lentelėje.
| Skyrius | Apibrėžimas | Tyrimo objektas |
| Dinaminė biochemija | Tiria chemines reakcijas, kuriomis grindžiamas molekulių tarpusavio konversija organizme |
Metabolitai – paprastos molekulės ir jų dariniai, susidarę dėl energijos mainų; monosacharidai, riebalų rūgštys, nukleotidai, aminorūgštys |
| Statinė biochemija | Tiria cheminę sudėtį organizmų viduje ir molekulių struktūrą | Vitaminai, b altymai, angliavandeniai, nukleorūgštys, aminorūgštys, nukleotidai, lipidai, hormonai |
| Bioenergija | Užsiima energijos absorbcijos, kaupimosi ir konversijos gyvose biologinėse sistemose tyrimais | Vienas iš dinaminės biochemijos skyrių |
| Funkcinė biochemija | Tiria visų kūno fiziologinių procesų detales | Mityba ir virškinimas, kvėpavimas, rūgščių ir šarmų pusiausvyros reguliavimas, raumenų susitraukimas, nervinių impulsų laidumas, kepenų ir inkstų reguliavimas, imuninės ir limfinės sistemos veikimas ir tt |
| Medicininė biochemija (žmogaus biochemija) | Tiria medžiagų apykaitos procesus žmogaus organizme (sveikuose organizmuose ir sergant ligomis) |
Eksperimentai su gyvūnais leidžia sukurti grynas patogeninių bakterijų, sukeliančių žmonių ligas, kultūras ir rasti būdų, kaip su jomis kovoti |
Taigi galime teigti, kad biochemija yra visas kompleksas mažų mokslų, apimančių visą sudėtingiausių gyvų sistemų vidinių procesų įvairovę.
Dukros mokslai
Laikui bėgant susikaupė tiek daug skirtingų žinių ir susiformavo tiek daug mokslinių įgūdžių apdorojant tyrimų rezultatus, veisiant bakterijų kolonijas, replikuojant DNR ir RNR,įterpiant žinomas genomo dalis su norimomis savybėmis ir pan., todėl atsirado poreikis papildomų mokslų, kurie yra vaikų mokslai biochemijai. Tai tokie mokslai kaip:
- molekulinė biologija;
- genų inžinerija;
- genų chirurgija;
- molekulinė genetika;
- enzimologija;
- imunologija;
- molekulinė biofizika.
Kiekviena iš išvardintų žinių sričių turi daug pasiekimų tiriant bioprocesus gyvose biologinėse sistemose, todėl tai labai svarbu. Visi jie priklauso XX amžiaus mokslams.
Intensyvios biochemijos ir susijusių mokslų plėtros priežastys
1958 m. Koranas atrado geną ir jo struktūrą, po to 1961 m. buvo iššifruotas genetinis kodas. Tada buvo nustatyta DNR molekulės struktūra – dvigrandė struktūra, galinti reduplikuotis (savarankiškai daugintis). Aprašytos visos medžiagų apykaitos procesų (anabolizmo ir katabolizmo) subtilybės, ištirta tretinė ir ketvirtinė b altymo molekulės sandara. Ir tai nėra visas grandiozinių XX amžiaus atradimų, sudarančių biochemijos pagrindą, sąrašas. Visi šie atradimai priklauso biochemikams ir pačiam mokslui. Todėl jos vystymuisi yra daug prielaidų. Egzistuoja kelios šiuolaikinės jo dinamiškumo ir formavimosi intensyvumo priežastys.
- Atskleisti daugumos gyvuose organizmuose vykstančių cheminių procesų pagrindai.
- Suformuluotas daugumos fiziologinių ir energetinių procesų vienybės principasvisoms gyvoms būtybėms (pavyzdžiui, jos yra vienodos bakterijoms ir žmonėms).
- Medicininė biochemija yra raktas į daugelio sudėtingų ir pavojingų ligų gydymą.
- Biochemijos pagalba tapo įmanoma priartėti prie globaliausių biologijos ir medicinos problemų sprendimo.
Iš čia išvada: biochemija yra progresyvus, svarbus ir labai plataus spektro mokslas, leidžiantis rasti atsakymus į daugelį žmonijos klausimų.
Biochemija Rusijoje
Mūsų šalyje biochemija yra toks pat progresyvus ir svarbus mokslas kaip ir visame pasaulyje. Rusijos teritorijoje yra Biochemijos institutas, pavadintas A. I. A. N. Bacho RAS, Mikroorganizmų biochemijos ir fiziologijos institutas. G. K. Skryabin RAS, Biochemijos mokslo institutas SB RAS. Mūsų mokslininkai turi didelį vaidmenį ir daug nuopelnų mokslo raidos istorijoje. Pavyzdžiui, buvo atrastas imunoelektroforezės metodas, atrasti glikolizės mechanizmai, suformuluotas nukleotidų komplementarumo principas DNR molekulės struktūroje, padaryta nemažai kitų svarbių atradimų. XIX pabaigoje ir XX amžiaus pradžioje. Iš esmės susikūrė ne ištisi institutai, o kai kuriuose universitetuose biochemijos katedra. Tačiau greitai iškilo poreikis išplėsti šio mokslo studijų erdvę dėl intensyvaus jo vystymosi.
Augalų biocheminiai procesai
Augalų biochemija yra neatsiejamai susijusi su fiziologiniais procesais. Apskritai augalų biochemijos ir fiziologijos studijų dalykas yra:
- augalinė veiklalangeliai;
- fotosintezė;
- kvėpavimas;
- augalų vandens režimas;
- mineralinė mityba;
- pasėlių kokybė ir formavimosi fiziologija;
- augalų atsparumas kenkėjams ir nepalankioms aplinkos sąlygoms.
Vertė žemės ūkiui
Žinios apie giluminius biochemijos procesus augalų ląstelėse ir audiniuose leidžia pagerinti auginamų žemės ūkio augalų, kurie yra masiniai visai žmonijai svarbaus maisto gamintojai, pasėlių kokybę ir kiekį. Be to, augalų fiziologija ir biochemija leidžia rasti būdų, kaip išspręsti kenkėjų užkrėtimo, augalų atsparumo nepalankioms aplinkos sąlygoms problemas ir pagerinti augalininkystės kokybę.
