 |
НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА - РЕФЕРАТЫ - Биохимия
Биохимия
Биохимия
Биохимия, наука, которая описывает
на языке химии строение и функции живых организмов. Биохимические концепции
находят применение в медицине, пищевой, фармацевтической и микробиологической
промышленности, сельском хозяйстве, а также в перерабатывающей промышленности,
использующей отходы и побочные продукты сельского хозяйства.
Области исследований.
В развитии биохимии можно
выделить несколько этапов и направлений.
Типы органических соединений и их структура.
Фундаментальное
значение имело составление перечня органических соединений, обнаруженных в
живых организмах, и установление структуры каждого из них. Этот перечень
включает относительно простые соединения – аминокислоты, сахара и жирные
кислоты, затем более сложные – пигменты (придающие окраску, например, цветкам),
витамины и коферменты (небелковые компоненты ферментов), а заканчивается
гигантскими молекулами белков и нуклеиновых кислот.
Метаболические пути.
По-видимому, наиболее
значительные успехи в биохимии связаны с выяснением путей биосинтеза природных
соединений из более простых веществ, т.е. из компонентов пищи у животных и из
диоксида углерода и минеральных веществ (в ходе фотосинтеза) у растений.
Биохимикам удалось подробно изучить основные метаболические пути,
обеспечивающие синтез и расщепление природных соединений у животных, растений и
микроорганизмов (в частности, у бактерий).
Структура и функции макромолекул.
Третье направление
биохимии связано с анализом связи между структурой и функцией биологических
макромолекул. Так, биохимики пытаются понять, какие особенности структуры
белковых катализаторов лежат в основе их специфичности, т.е. способности
ускорять строго определенные реакции; как выполняют свои функции сложные
полисахариды, входящие в состав клеточных стенок и мембран; каким образом
сложные липиды, присутствующие в нервной ткани, участвуют в функционировании нервных
клеток – нейронов.
Функционирование клеток.
Еще одна проблема, которой
занимаются биохимики, – раскрытие механизмов функционирования
специализированных клеток. Исследуются, например, следующие вопросы: как
происходит сокращение мышечных клеток, как определенные клетки формируют
костную ткань, каким образом эритроциты переносят кислород от легких к тканям и
забирают из тканей углекислый газ, каков механизм синтеза пигментов в клетках
растений и т.д.
Генетические аспекты.
Исследования, начавшиеся в
1940-х годах и проводившиеся на грибах и бактериях, а затем на высших
организмах, включая человека, показали, что обычно в результате мутации генов в
клетках перестают протекать определенные биохимические реакции. Эти наблюдения
привели к созданию концепции гена как информационной единицы, отвечающей за
синтез специфического белка. Если белок является ферментом, а кодирующий его
ген подвергся мутации (т.е. изменился), то клетка утрачивает способность осуществлять
реакцию, которую этот фермент должен был бы катализировать.
Ген
– это специфический сегмент молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК),
который способен реплицироваться (воспроизводить себя) и ответствен за синтез
определенного белка. Многие биохимические исследования направлены на выяснение
деталей репликации нуклеиновых кислот и механизма синтеза белков, а потому
тесно связаны с генетикой. Область исследований, лежащую в сфере и биохимии и
генетики, обычно называют молекулярной биологией.
Проект «Геном человека»
– грандиозный международный
проект в области молекулярной биологии и генетики, в котором принимают участие
коллективы ученых из многих стран. Цель проекта – построить генетические карты
23 хромосом человека с точным указанием положения всех десятков тысяч генов на
этих хромосомах и в конечном итоге определить структуру хромосом, т.е.
последовательность примерно 3 млрд. пар азотистых оснований, из которых состоит
хромосомная ДНК. Эти исследования позволят создать доступную для всех ученых
базу данных, представляющих большую ценность для изучения генетики человека, а
главное – помогут биохимикам раскрыть механизмы наследственных болезней.
Медицинская биохимия.
С каждым годом все большее число
болезней удается связать с теми или иными нарушениями метаболизма. Совместные
усилия биохимиков и врачей позволили раскрыть природу нарушений, лежащих в
основе таких заболеваний, как сахарный диабет и серповидноклеточная анемия.
Более чем в 800 случаях установлена корреляция между нарушениями метаболизма и
генетическими дефектами, в некоторых случаях найдены способы, которые позволяют
смягчить последствия заболевания.
Важную
роль в устранении патологических состояний играют и негенетические факторы. Например,
определение солевого состава и кислотно-щелочного равновесия плазмы крови
позволяет избежать шока или обезвоживания при обширных хирургических
вмешательствах, успешно бороться с неукротимой рвотой, диареей у грудных детей
и другими заболеваниями.
Список литературы
Страйер
Л. Биохимия, тт. 1–3. М., 1985
Ленинджер
А. Основы биохимии, тт. 1–3. М., 1985
Гудвин
Т., Мерсер Э. Введение в биохимию растений, тт. 1–2. М., 1986
Марри
Р., Греннер Д., Мейес П., Родуэлл В. Биохимия человека, тт. 1–2. М., 1993
Для
подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://bio.freehostia.com
| |
