Biohemija

Sa Wikipedije, slobodne enciklopedije
Idi na: navigacija, traži
Friedrich Wöhler se smatra pionirom organske hemije. Njemu je prvom uspjelo dobiti oksalnu kiselinu i ureu iz neorganskih spojeva.

Biohemija (od grč. βιοχημεία biochēmeia, hemija života), ranije nazvana i fiziološka hemija, jeste grana hemije koja proučava hemijske procese u živim organizmima, odnosno njihovu razmjenu materija. U biohemiji, hemija je usko povezana sa biološkim i medincinskim naukama. Pomoću biohemije postalo je moguće objašnjavanje i liječenje bolesti metabolizma kao što je, naprimjer, nedostatak hormona (npr. dijabetes, hipovitaminoza i slično). Također, ljekari mogu mnogo brže pronaći uzroke bolesti pomoću enzimskih testova.

Pregled[uredi | uredi izvor]

Promet materije i energije u organizmu, odnosno dvosmjerne materijalne i energetske veze između organizma i njegovog životnog okruženja omogućavaju i objedinjuju sve životne funkcije. Pošto život može opstati samo kao aktivna – dinamična pojava, živi sistemi primarno se prepoznaju po svojoj aktivnosti (radljivosti). Za razliku od nežive prirode, oni se neprestano mijenjaju, zadržavajući svoju organizacijsku I funkcijsku cjelovitost. Kada se mijenja, neživi sistem prestaje biti ono sto je ranije bio. Živi sistem, pak, da bi bio ono što jeste, stalno se mijenja; kada to prestane, prelazi u svijet nežive prirode (umire).

Biohemija je ona osnovna biološka nauka koja najneposrednije ulazi u samu bit razlika iztnedu živih i neživih sistetna – u najfiniju strukturu žive supstance, njenih promjena i načina funkcioniranj u procesima ostvarivanja tih tetneljnih osobenosti živih bića.

Hemija života, dakle, istražuje i objašnjava hemijsku stluktu¬ru žive tvari i njene prornjene na kojma počivaju životne pojave i procesi. Sve do otrkića mogućnosti vjestačke sinteze organskih spojeva (u prvoj polovini 19. stoljeća), područje njenog djelovanja bilo je uključeno u organsku herniju. Nakon toga, organska hemija primamo se razvija u pravcu proučavanja ptirodnih i vještačkih spojeva ugljika, dok biohemija izrasta u opsežnu znanost, koja proučava , ne samo organske, nego i neorganske sastojke živih bića, te promjene tih kornponenti tokorn životnih procesa. Istraživanja i opis hernijskog sastava žive materije obuhvata deskriptivna biohemija (lat. describere = opisati), koja je posebno obilježila početne faze razvoja biohemije. [U sredistu njenog interesiranja je građa proteina, ugljikohidrata, masti i ostalih sastojaka žive supstance, kao i hemizmn pojedinih struktura i organela žive ćelije, bioloških tečnosti, izlučevina i sl. Na temeljimaa opisne biohetnije, zatim buran razvoj doživljava dinamička biohemija, koja proučava tokove, ptirodu i biološke posljedice hemijskih promjena u živoj ćeliji, te njihovih rneđuodnosa u procesima rnetabolizma. Imajući u vidu činjenicu da objašnjava teeljne procese životnih funkcija, ovo područje biohemije ponekad se označava i kao fiziološka biohemija, što na svojstven način ilustrira i jedan dio općeg jedinstva ukupne nauke o životu (biologije).

Na osnovu izloženog, može se uočiti da je, među prirodnim naukama, biohetnija najneposrednije vezana za hemiju (fizičku i organsku) i fiziku (biofiziku). U sistetnu bioloških nauka, u složeno interaktivnim poljimaa zajednickog interesiranja, posebno se dodiruje i prožima sa odgovarajućim područjima genetike, fiziologije i citologije.

Razvoj dinmničke biohemije naročito je bio potaknut otktičem i upoznavanjem hemijske prirode i biološke funkcije biokatalizatorahormona, enzima i vitamina, tj. tvari koje su u organizmu prisutne u veoma malim količinatna, a izazivaju, stimuliraju i usmjeravaju najbitnije hemijske reakcije u živitn sistemima. Na temeljima rezultata biohemijskih i genetičkih istraživanja u oblasti tneđusobnih veza strukture i funkcije nukleinskih kiselina (DNK, RNK i nihovih izvedenica) i proteina, kao najkarakterističnijih (makro)molekula živih bića, u novije vrijetne, uz neslućeno ubrzanje, razvija se molekulska biologija. To je moderna biološka znanost o životnim pojavamaa i procesima na nivou molekula, koja ne proučava (samo) oblike njihovog ispoljavanja, nego ih i spoz¬naje i objašnjava suglasno osnovnitn prin¬cipitna hemije hemije, odnosno fizičke hemije života.[1]

Okvir proučavanja[uredi | uredi izvor]

Struktura hemoglobina, jedne vrlo proširene biomolekule

Biohemija se bavi:

  • proučavanjem strukture biomolekula: kako su one građene, kakva je molekularna organizacija nekog organizma, kako molekularne jedinice nastaju i kako jedne s drugim reagiraju.
  • proučavanjem razmjene materija: kako se određene supstance mijenjaju djelovanjem živih bića, koje bioenergetske pretpostavke su neophodne za to, koji biokatalizatori su uključeni, kako djeluju određeni mehanizmi pretvaranja supstanci i kako se razmjena materija upravlja i kontrolira.
  • proučavanjem razmjene informacija unutar nekog organizma kao i između organizama; kako se informacije skladište, pozivaju i dalje prosljeđuju, kako se koordiniraju različiti sistemi unutar neke ćelije, između različitih ćelija i između organizama.

U tom aspektu, ona se koncentrira na proučavanja određenih klasa supstanci kao što su nukleinske kiseline, bjelančevine, masti, ugljikohidrati kao i njihovi derivati, a one se općenito nazivaju i biomolekule. Pretežni dio biohemijski važnih procesa odigravaju se unutar živih bića odnosno u pretežno vodenom okruženju.

Metodi[uredi | uredi izvor]

U biohemiji se primjenjuju brojne metode iz različitih oblasti. Klasična biohemija najviše se oslanja prvenstveno na analitički hemiju, organsku hemiju, fizikalnu hemiju i fiziku. Pri tom su među najvažnijim tehnikama u biohemiji u upotrebi (ultra-)centrifugiranje, SDS-gel-elektroforeza, hromatografija, elektroforeza, spektroskopija, radioaktivno obilježavanje (radioaktivni traser, marker), izotopske tehnike, kristalizacija, potenciometrijske, elektrometrijske, polarografske i manometrijske tehnike i druge. Posljednjih nekoliko godina do izražaja su došle i molekularnobiološke metode i metode iz oblasti informatike, mikrobiologije i drugih oblasti. Također, u modernoj biohemiji koriste se kvantitativna mjerenja i analize rezultata matematičkim metodama i postavljanje formalnih teorija pomoću matematike.

Historija[uredi | uredi izvor]

Justus von Liebig u svojoj laboratoriji 1840. u doba kada je današnja biohemija bila poznata kao fiziološka hemija. Šest godina kasnije otkrio je aminokiselinu tirozin.

Od početka 19. vijeka organski hemičari su sistematski počeli istraživali prve supstance iz biljnog i životinjskog svijeta. Iz biološkog materijala uspjeli su elementarnom analizom izdvojiti i odrediti udio ugljika, vodika, dušika i sumpora. Od 1860tih došlo se do hemijskih strukturnih formula supstanci preko njihovog elementarnog sastava, te je nakon toga započeto sa temeljitim proučavanjem bioloških tkiva u organizmima. To istraživanje nije bilo uvijek uspješno i zahtijevalo je dosta vremena, naročito zbog vrlo malehnog udjela biomolekula u supstanci i nedostatnim dokaznim metodama. Čak i elementarna analiza neke supstance zahtijevala je velike količine uzoraka. Tek nakon usavršavanja i poboljšanja rada analitičkih uređaja tokom 1950tih potraga za biomolekulama i njihova strukturna analiza postale su jednostavnije.

Podjela[uredi | uredi izvor]

U zavisnosti od načina posmatranja, dio biohemije koja se bavi bolestima čovjeka naziva se medicinska biohemija. Dalje, postoji i ekobiohemija koja se bavi ekosistemima. Biljna biohemija proučava biljke, dok imunološki sistem proučava imunologija, a neurohemija se bavi nervnim sistemom.

Također, prema grupama hemijskih spojeva biohemija se može podijeliti naprimjer na hemiju bjelančevina, biohemiju nukleinskih kiselina, biohemiju ugljikohidrata te biohemiju masti. Hemija prirodnih supstanci obuhvata grupu malih molekula. Enzimologija i provođenje signala (trandukcija) predstavljaju posebni fokus izučavanja biohemije. Biofizička hemija proučava biomolekule i živa bića metodama fizičke hemije.

Nobelovci iz ove oblasti[uredi | uredi izvor]

U donjoj galeriji prikazani su neki od najznačajnijih naučnika, dobitnika Nobelove nagrade za istraživanja u oblasti biohemije (ili neke od srodnih disciplina):

Biohemičar[uredi | uredi izvor]

Studij[uredi | uredi izvor]

U većini evropskih zemalja postoje studijski odsjeci za biohemiju u tri stepena: diplomski, postdiplomski (magistarski) i doktorski. U Njemačkoj su diplomski studiji 2008. postepeno zamijenjeni uzastopnim magistarskim i doktorskim studijama:

  • U redovnom studiju, dodiplomski stepen ima 9 ili 10 semestara, a najduže od 13 do 14 semestara te nakon njega student stiče titulu diplomirani biohemičar.
  • Na magistarskom studiju, studij traje 6 do 8 semestara te nakon njega osoba stiče titulu magistar biohemijskih nauka.
  • Doktorski studij po pravilu trajue 3 do 4 semestra, te nakon njega se dobija titula doktor biohemijskih nauka.

Specijalistički studij biohemije[uredi | uredi izvor]

U Njemačkoj postoji mogućnost da studenti nakon završetka medicinskog studija pohađaju specijalistički studij za biohemiju (njem. Facharzt). Za to je neophodna još jedna godina daljnjeg studija. Na to se još dodaje i jedna godina studiranja internističke medicine ili pedijatrije.

Na dan 31. decembar 2010. u Njemačkoj su bila registrirana 102 specijalista za biohemiju. Od njih 52 nisu vršila doktorsku praksu. U toku decenije od 2000. do 2010. broj registriranih stručnih medicinskih biohemičara smanjen je za gotovo 50%.

Također pogledajte[uredi | uredi izvor]

Reference[uredi | uredi izvor]

  1. ^ Međedović S., Maslić E., Hadžiselimović R. (2002). Biologija 2. Svjetlost, Sarajevo. ISBN 9958-10-222-6. 

Literatura[uredi | uredi izvor]

Knjige[uredi | uredi izvor]

  • Donald Voet et al.: Lehrbuch der Biochemie. Wiley-VCH, 2002, ISBN 3-527-30519-X
  • Jeremy M. Berg, Lubert Stryer et al.: Biochemie. 5. izd. Spektrum Akademischer Verlag, 2003, ISBN 3-8274-1303-6, online verzija, engl.
  • Manfred Schartl, Manfred Gessler, Arnold von Eckardstein: Biochemie und Molekularbiologie des Menschen. 1. izd. Elsevier: München 2009. ISBN 978-3-437-43690-1
  • Philipp Christen, Rolf Jaussi: Biochemie. Eine Einführung mit 40 Lerneinheiten. Springer-Verlag, 2005, ISBN 3-540-21164-0
  • Florian Horn et al.: Biochemie des Menschen – Das Lehrbuch für das Medizinstudium. 3. prošireno i dopunjeno izdanje. Thieme, Stuttgart, 2005, ISBN 3-13-130883-4
  • Graeme K. Hunter: Vital Forces. The discovery of the molecular basis of life. Academic Press, London 2000, ISBN 0-12-361811-8 (engl.)
  • Joachim Rassow, Karin Hauser, Roland Netzker, Rainer Deutzmann: Biochemie. Georg Thieme Verlag, 2006, ISBN 3-13-125351-7
  • David L. Nelson & Michael M. Cox: Lehninger Biochemie. Springer, 4. uređeno i prošireno izdanje 2011. [Prijevod 5. američkog izdanja]. ISBN 978-3-540-68637-8
  • David L. Nelson & Michael M. Cox: Lehninger Principles of Biochemistry. W. H. Freeman, 6. međunarodno izdanje 2013. ISBN 978-1-4641-0962-1
  • Peter C. Heinrich et al.: Löffler/Petrides: Biochemie und Pathobiochemie. Springer, 9. prošireno i dopunjeno izdanje 2014. ISBN 978-3-642-17971-6 (print); ISBN 978-3-642-17972-3 (eBook)

Historija organske hemije i biohemije[uredi | uredi izvor]

  • Paul Walden: Geschichte der organischen Chemie seit 1880, Springer-Verlag, Berlin*Heidelberg*New York 1972, ISBN 3-540-05267-4

Biohemijski riječnik[uredi | uredi izvor]

  • Peter Reuter: Taschenwörterbuch der Biochemie. Deutsch - Englisch/Englisch - Deutsch, Birkhäuser Verlag, Basel/Boston/Berlin 2000, ISBN 3-7643-6197-2

Izvori na internetu[uredi | uredi izvor]

Časopisi[uredi | uredi izvor]

Vanjski linkovi[uredi | uredi izvor]