Как русалке живут. Где сейчас обитают русалки? Стоит ли знакомиться с русалкой

В этой статье мы ответим на вопрос, что такое биохимия. Здесь мы рассмотрим определение этой науки, ее историю и методы исследования, уделим внимание некоторым процессам и определим ее разделы.

Введение

Чтобы ответить на вопрос о том, что такое биохимия, достаточно сказать, что это наука, посвященная химическому составу и процессам, протекающим внутри живой клетки организма. Однако она имеет множество составляющих, узнав которые, можно более конкретизировано составить представление о ней.

В некоторых временных эпизодах XIX века терминологическая единица «биохимия» стала впервые использоваться. Однако была введена в научные круги лишь в 1903 году химиком из Германии - Карлом Нейбергом. Эта наука занимает промежуточную позицию между биологией и химией.

Исторические факты

Ответить на вопрос четко, что такое биохимия, человечество смогло лишь около ста лет назад. Несмотря на то что общество использовало биохимические процессы и реакции еще в далекой древности, оно не подозревало о наличии их истинной сути.

Одними из самых отдаленных примеров может служить изготовление хлеба, виноделие, сыроварение и т. д. Ряд вопросов о целебных свойствах растений, проблем со здоровьем и т. п. заставил человека вникнуть в их основу и природу деятельности.

Развитие общего набора направлений, которые в конечном итоге привели к созданию биохимии, наблюдается уже в древних временах. Ученый-врач из Персии в десятом веке написал книгу о канонах врачебной науки, где смог подробно изложить описание различных лекарственных веществ. В XVII веке ван Гельмонт предложил термин «фермента» как единицы реагента химической природы, участвующей в пищеварительных процессах.

В XVIII веке, благодаря работам А.Л. Лавуазье и М.В. Ломоносова, был выведен закон сохранения массы вещества. В конце того же века было определено значение кислорода в процессе дыхания.

В 1827 году наука позволила создать разделение молекул биологической природы на соединения жиров, белков и углеводов. Этими терминами пользуются до сих пор. Годом позже в работе Ф. Велера было доказано, что вещества живых систем могут синтезироваться искусственными способами. Еще одним важным событием было изготовление и составление теории строения органических соединений.

Основы биохимии формировались многие сотни лет, но приняли четкое определение в 1903 году. Эта наука стала первой дисциплиной из разряда биологических, которая обладала собственной системой математических анализов.

Спустя 25 лет, в 1928 году, Ф. Гриффит провел эксперимент, целью которого было исследование механизма трансформации. Ученый заражал мышей пневмококками. Он убивал бактерии одного штамма и добавлял их к бактериям другого. Исследование показало, что процесс очистки болезнетворных агентов привел к образованию нуклеиновой кислоты, а не белка. Перечень открытий пополняется и в настоящее время.

Наличие смежных дисциплин

Биохимия - это отдельная наука, однако ее созданию предшествовал активный процесс развития органического раздела химии. Главное отличие заключается в объектах исследования. В биохимии рассматриваются только те вещества или процессы, которые могут протекать в условиях живых организмов, а не за их пределами.

В конечном итоге биохимия включила понятие молекулярной биологии. Отличаются они между собой преимущественно методами действий и предметам, которые они изучают. В настоящее время терминологические единицы «биохимия» и «молекулярная биология» стали использоваться в качестве синонимов.

Наличие разделов

На сегодняшний день биохимия включает в себя ряд исследовательских направлений, среди которых:

Раздел статической биохимии - наука о химическом составе живых существ, структур и молекулярном разнообразии, функций и т. д.

Существует ряд разделов, изучающий биологические полимеры белковых, липидных, углеводных, аминокислотных молекул, а также нуклеиновые кислоты и сам нуклеотид.

Биохимия, изучающая витамины, их роль и форму воздействия на организм, возможные нарушения в процессах жизнедеятельности при нехватке или чрезмерном количестве.

Гормональная биохимия - наука, изучающая гормоны, их биологический эффект, причины недостатка или переизбытка.

Наука об обмене веществ и его механизмах - динамический раздел биохимии (включает в себя биоэнергетику).

Исследования молекулярной биологии.

Функциональная составляющая биохимии изучает явление химических превращений, отвечающих за функциональность всех компонентов организма, начиная с тканей, а заканчивая всем телом.

Медицинская биохимия - раздел о закономерностях обмена веществ между структурами организма под влиянием заболеваний.

Также существуют ответвления биохимии микроорганизмов, человека, животных, растений, крови, тканей и т. д.

Средства исследования и решения проблем

Методы биохимии основываются на фракционировании, анализе, детальном изучении и рассмотрении структуры как отдельного компонента, так и целого организма или его вещества. Большинство из них формировались в течение XX века, а самую широкую известность получила хроматография - процесс центрифугирования и электрофорез.



В конце XX века биохимические методы начали все чаще и чаще находить свое применение в молекулярных и клеточных разделах биологии. Была определена структура всего генома человеческой ДНК. Это открытие дало возможность узнать о существовании огромного ряда веществ, в частности различных белков, которые не обнаруживались при очистке биомассы, в связи с их чрезвычайно малым содержанием в веществе.

Геномика поставила под сомнение огромное количество биохимических знаний и обусловила развитие изменений в ее методологии. Появилось понятие компьютерного виртуального моделирования.

Химическая составляющая

Физиология и биохимия тесно связаны между собой. Это объясняется зависимостью нормы протекания всех физиологических процессов с содержанием различного ряда химических элементов.



В природе можно встретить 90 компонентов периодической таблицы химических элементов, но для жизни необходимо около четверти. Во многих редких компонентах наш организм вовсе не нуждается.

Различное положение таксона в иерархической таблице живых существ обуславливает разную потребность в наличии тех или иных элементов.

99 % человеческой массы состоит из шести элементов (С, Н, N, O, F, Ca). Помимо основного количества данных видов атомов, образующих вещества, нам необходимы еще 19 элементов, но в малых или микроскопических объемах. Среди них имеются: Zn, Ni, Ma, K, Cl, Na и другие.

Биомолекула белка

Главные молекулы, изучением которых занимается биохимия, относятся к углеводам, белкам, липидам, нуклеиновым кислотам, а также внимание этой науки сосредоточенно на их гибридах.

Белки - соединения, обладающие крупными размерами. Они образуются посредством связывания цепочек из мономеров - аминокислот. Большая часть живых существ получает белки при помощи синтеза двадцати видов этих соединений.

Эти мономеры отличаются между собой структурой радикальной группы, которая играет огромную роль в ходе свертывания белка. Цель этого процесса заключается в образовании трехмерной структуры. Соединяются между собой аминокислоты при помощи образования пептидных связей.

Отвечая на вопрос о том, что такое биохимия, нельзя не упомянуть такие сложные и многофункциональные биологические макромолекулы, как белки. Они имеют больше задач, чем полисахариды или нуклеиновые кислоты, которые необходимо выполнить.

Некоторые белки представлены ферментами и занимаются катализом различных реакции биохимической природы, что очень важно для обмена веществ. Другие белковые молекулы могут выполнять роль сигнальных механизмов, образовывать цитоскелеты, участвовать в иммунной защите и т. д.

Некоторые виды белков способны образовывать небелковые биомолекулярные комплексы. Вещества, созданные путем слияния белков с олигосахаридами, позволяют существовать таким молекулам, как гликопротеины, а взаимодействие с липидами приводит к появлению липопротеинов.

Молекула нуклеиновой кислоты

Нуклеиновые кислоты представлены комплексами макромолекул, состоящих из полинуклеотидного набора цепочек. Их главное функциональное предназначение заключается в кодировке наследственной информации. Синтез нуклеиновый кислоты происходит благодаря наличию мононуклеозидтрифосфатных макроэнергетических молекул (АТФ, ТТФ, УТФ, ГТФ, ЦТФ).

Самые широко распространенные представители таких кислот - это ДНК и РНК. Эти структурные элементы находятся в составе каждой живой клетки, от археи, до эукариотов, и даже в вирусах.

Молекула липида

Липиды - это молекулярные вещества, составленные глицерином, к которым посредством сложно-эфирных связей прикрепляются жирные кислоты (от 1 до 3). Такие вещества делят на группы в соответствие с длиной углеводородной цепочки, а также обращают внимание на насыщенность. Биохимия воды не позволяет ей растворять в себе соединения липидов (жиров). Как правило, такие вещества растворяются в полярных растворах.



Основные задачи липидов заключаются в обеспечении энергией организма. Некоторые входят в состав гормонов, могут выполнять сигнальную функцию или переносить липофильные молекулы.

Молекула углевода

Углеводы - это биополимеры, образованные путем соединения мономеров, которые в данном случае представлены моносахаридами, такими как, например, глюкоза или фруктоза. Изучение биохимии растений позволило человеку определить, что основная часть углеводов содержится именно в них.

Свое применение эти биополимеры находят в структурной функции и предоставлении энергетических ресурсов организму или клетке. У растительных организмов главным запасающим веществом служит крахмал, а у животных - гликоген.

Течение цикла Кребса

Существует в биохимии цикл Кребса - явление, в ходе которого преобладающее количество эукариотических организмов получают большую часть энергии, расходуемой на процессы окисления поглощаемой пищи.

Наблюдать его можно внутри клеточных митохондрий. Образуется посредством нескольких реакций, в ходе которых высвобождаются запасы «спрятанной» энергии.

В биохимии цикл Кребса - это важный фрагмент общего дыхательного процесса и вещественного обмена внутри клеток. Цикл был открыт и изучен Х. Кребсом. За это ученый получил Нобелевскую премию.

Данный процесс также называют системой для переноса электронов. Это связано с сопутствующим переходом АТФ в АДФ. Первое соединение, в свою очередь, занимается обеспечением метаболических реакций при помощи выделения энергии.

Биохимия и медицина

Биохимия медицины представлена нам в виде науки, охватывающей множество областей биологических и химических процессов. В настоящее время существует целая отрасль в образовании, которая готовит специалистов для данных исследований.

Здесь изучают все живое: от бактерии или вируса до человеческого организма. Наличие специальности биохимика дает субъекту возможность следить за постановкой диагноза и анализировать лечение, применимое к индивидуальной единице, делать выводы и т. д.



Чтобы подготовить высококвалифицированного эксперта в этой области, нужно обучить его естественным наукам, медицинским основам и биотехнологическим дисциплинам, проводят множество тестов по биохимии. Также студенту дают возможность практически применять свои знания.

вузы биохимии в настоящее время приобретают все большую популярность, что обуславливается быстрым развитием этой науки, ее важностью для человека, востребованностью и т. д.

Среди самых известных учебных заведений, где готовят специалистов этой отрасли науки, самые популярные и значимые: МГУ им. Ломоносова, ПГПУ им. Белинского, МГУ им. Огарева, Казанский и Красноярский государственные университеты и другие.

Перечень документов, необходимых для поступления в подобные вузы не отличается от списка для зачисления в другие высшие учебные заведения. Биология и химия являются основными предметами, которые необходимо сдавать при поступлении.

54.4

Для друзей!

Справка

Слово «биохимия» пришло к нам ещё из XIX века. Но в качестве научного термина оно закрепилось век спустя благодаря немецкому учёному Карлу Нойбергу. Логично, что биохимия объединяет собой положения двух наук: химии и биологии. Поэтому она занимается исследованием веществ и химических реакций, которые протекают в живой клетке. Известными биохимиками своего времени были арабский учёный Авиценна, итальянский учёный Леонардо да Винчи, шведский биохимик А. Тизелиус и другие. Благодаря биохимическим разработкам появились такие методы, как разделение неоднородных систем (центрифугирование), хроматография, молекулярная и клеточная биология, электрофорез, электронная микроскопия и рентгеноструктурный анализ.

Описание деятельности

Деятельность биохимика сложна и многогранна. Эта профессия требует знаний микробиологии, ботаники, физиологии растений, медицинской и физиологической химии. Специалисты в области биохимии занимаются также исследованиями вопросов теоретической и прикладной биологии, медицины. Результаты их работы важны в сфере технической и промышленной биологии, витаминологии, гистохимии и генетике. Труд биохимиков применяется в образовательных учреждениях, медицинских центрах, на предприятиях биологического производства, в сельском хозяйстве и других сферах. Профессиональная деятельность биохимиков - это преимущественно лабораторная работа. Однако современный биохимик имеет дело не только с микроскопом, пробирками и реагентами, но и работает с разыми техническими приборами.

Заработная плата

средняя по России: средняя по Москве: средняя по Санкт-Петербургу:

Трудовые обязанности

Основные обязанности биохимика - это проведение научных исследований и последующий анализ полученных результатов.
Однако, биохимик не только принимает участие в научно-исследовательской работе. Он также может трудиться на предприятиях медицинской промышленности, где ведёт, например, работы по изучению действия препаратов на кровь человека и животных. Естественно, что подобная деятельность требует соблюдения технологического регламента биохимического процесса. Биохимик следит за реактивами, сырьём, химическим составом и свойствами готовой продукции.

Особенности карьерного роста

Биохимик - это не самая востребованная профессия, однако специалисты этой сферы ценятся высоко. Научные разработки компаний разных отраслей (пищевой, сельскохозяйственной, медицинской, фармакологической и др.) не обходятся без участия биохимиков.
Отечественные научно-исследовательские центры тесно сотрудничают с западными странами. Специалист, уверенно владеющий иностранным языком и уверенно работающий за компьютером, может найти работу в зарубежных биохимических компаниях.
Биохимик может реализовать себя в сфере образования, фармации или менеджменте.

Этот вид лабораторной диагностики знаком практически каждому, врачи его назначают в первую очередь – как быстрый и информативный метод оценки состояния здоровья. Однако редкий пациент, получая результаты на руки, сможет расшифровать длинный список названий и цифр. И, хотя доскональной оценки всех этих характеристик от нас никто не требует, для этого есть врачи, общее представление о показателях, измеряемых в ходе биохимического анализа крови, все же стоит иметь.

Биохимический анализ крови: зачем и когда он проводится?

Большинство патологий человеческого организма сказывается на составе крови. Выявляя концентрацию тех или иных химических или структурных элементов крови, можно делать выводы о наличии и течении заболеваний. Таким образом, анализ крови «на биохимию» назначают для диагностики и контроля лечения. Важную роль биохимический анализ крови играет при наблюдении беременности. Если женщина чувствует себя нормально, он назначается в первом и третьем триместрах, а при токсикозах, угрозе выкидыша, жалобах на недомогание – чаще.

Подготовка и проведение процедуры

Сдача крови на биохимию предполагает соблюдение ряда условий – в противном случае диагностика будет некорректной.

• Кровь на биохимический анализ сдается натощак, в утренние часы – обычно в промежутке с 8 до 11, чтобы выдержать требование не меньше 8 часов, но не больше 12–14 часов голода. Накануне и в день процедуры из напитков рекомендуется пить только воду, избегать тяжелой пищи – питаться нейтрально.
• Необходимо уточнить у вашего врача, следует ли сделать перерыв в приеме медикаментозных препаратов и на какой период. Некоторые лекарства могут исказить данные анализа.
• Как минимум за час до исследования необходимо прекратить курение. Прием алкоголя прекращают за сутки до исследования.
• Рекомендуется избегать физических и эмоциональных стрессов накануне процедуры. Придя в медицинское учреждение, постарайтесь спокойно посидеть минут 10–20 перед тем, как будет взята кровь.
• Если вам назначен курс физиотерапии, проводилось какое-либо инструментальное исследование, процедуру, вероятно, лучше отложить. Проконсультируйтесь со своим врачом.

В случаях, когда необходимо получить лабораторные показатели в динамике, повторные исследования следует проводить в том же медицинском учреждении и при сходных условиях.

Расшифровка результатов биохимического анализа крови: норма и отклонения

Готовые результаты предоставляются пациентам в виде таблицы, в которой отмечено, какие именно анализы проводились, какие показатели получены и как они соотносятся с нормой. Расшифровка результатов биохимического анализа крови может быть произведена достаточно быстро и даже онлайн, вопрос только в загруженности специалистов и в организации самого процесса. В среднем на получение расшифровки уходит 2–3 дня.

Анализ на биохимию крови может проводиться по минимальному или расширенному профилю в зависимости от клинической картины и назначения врача. Минимальный профиль в медицинских учреждениях Москвы стоит 3000–4000 рублей, расширенный – 5000–6000 рублей. Сравнивая цены, обратите внимание: забор крови из вены может оплачиваться отдельно, его стоимость – 150–250 рублей.

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.

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:

успехи в изучении природных соединений;

потребности практики медицины;

широкое использование современных методик биохимического анализа.

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.

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.

Дифференцировка клеток высших организмов (эукариот).

Организация и механизм функционирования генома.

Регуляция действия ферментов и теория энзиматического катализа.

Процессы узнавания на молекулярном уровне.

Молекулярные основы соматических и наследственных заболеваний человека.

Молекулярные основы злокачественного роста.

Молекулярные основы иммунитета.

Рациональное питание.

Молекулярные механизмы памяти.

Биосинтез белка

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.

Биохимический анализ – исследование широкого спектра ферментов, органических и минеральных веществ. Этот анализ обмены веществ в организме человека: углеводный, минеральный, жировой и белковый. Изменения в обменах веществ показывают, существует ли -либо патология и в каком именно органе.

Данный анализ делается в том случае, если у врача есть подозрение на скрытное заболевание. Результат анализа патологию в организме на самом начальном этапе развития, и специалист может сориентироваться с выбором лекарственных средств.

С помощью этого анализа можно выявить заболевание лейкозом на ранней стадии, когда еще симптомы не начали проявляться. В таком случае можно начать принимать необходимые препараты и остановить патологический процесс заболевания.

Процесс забора и значения показателей анализа

На анализ берется кровь из вены, примерно пять-десять миллилитров. Ее помещают в специальную пробирку. Анализ проводят на голодный желудок пациента, для более полной правдивости. Если нет никакого риска для здоровья, рекомендуется не принимать перед крови лекарственные средства.

Для трактовки результатов анализа используют самые информативные показатели:
- уровень глюкозы и сахара – повышенный показатель характеризует развитие сахарного у человека, резкое его снижение представляет угрозу жизни;
- холестерин – повышенное его содержание констатирует факт наличия и риска сердечно-сосудистых заболеваний;
- – ферменты, выявляющие такие заболевания, как миокарда, поражение печени (гепатит), или наличие какой-либо травмы;
- билирубин – его высокие показатели говорят о поражении печени, массивном разрушении эритроцитов и нарушении оттока желчи;
- мочевина и – их избыток указывает на ослабление функции выделения почек и печени;
- общий белок – его показатели изменяются, когда в организме происходит тяжелое заболевание или какой-либо негативный процесс;
- амилаза – является ферментом поджелудочной железы, повышение ее уровня в крови указывает на воспаление железы – панкреатит.

Помимо вышеперечисленного, биохимический анализ крови определяет содержание в организме калия, железа, фосфора и хлора. Расшифровывать результаты анализа может только лечащий врач, который и назначит соответствующее лечение.