Nyama ya sayari yetu ina wawakilishi wa falme zote za wanyamapori: wanyama, mimea, kuvu, virusi, bakteria. Idadi ya wawakilishi wa kila ufalme ni kubwa sana kwamba mtu anaweza tu kushangaa jinsi sisi sote tunavyofaa duniani. Lakini, licha ya utofauti huo, viumbe vyote vilivyo hai kwenye sayari vinashiriki vipengele kadhaa vya kimsingi.
Jumuiya ya viumbe vyote vilivyo hai
Ushahidi unatokana na vipengele kadhaa muhimu vya viumbe hai:
- haja ya lishe (matumizi ya nishati na ubadilishaji wake ndani ya mwili);
- kupumua (biooxidation) mahitaji;
- uwezo wa kuzaliana;
- ukuaji na maendeleo katika kipindi chote cha maisha.
Michakato yoyote kati ya hizi zilizo hapo juu inawakilishwa katika mwili na wingi wa athari za kemikali. Kila sekunde ndani ya kiumbe chochote kilicho hai, na hata zaidi mtu, mamia ya athari za awali na kuoza kwa molekuli za kikaboni hutokea. Muundo, sifa za hatua ya kemikali, mwingiliano na kila mmoja, awali, kuoza na ujenzi wa miundo mpya ya molekuli za kikaboni na isokaboni - yote haya ni mada ya utafiti.sayansi kubwa, ya kuvutia na tofauti. Biokemia ni taaluma changa inayoendelea ambayo inachunguza michakato yote ya kemikali inayotokea ndani ya viumbe hai.
Kitu
Lengo la utafiti wa biokemia ni viumbe hai pekee na michakato yote muhimu inayotokea ndani yao. Hasa, athari za kemikali zinazotokea wakati wa kunyonya chakula, kutolewa kwa bidhaa za taka, ukuaji na maendeleo. Kwa hivyo, misingi ya biokemia ni utafiti wa:
- Aina za maisha zisizo za seli - virusi.
- Seli za Prokaryotic za bakteria.
- Mimea ya juu na ya chini.
- Wanyama wa aina zote zinazojulikana.
- Mwili wa mwanadamu.
Wakati huo huo, biokemia yenyewe ni sayansi changa, ambayo iliibuka tu na mkusanyiko wa maarifa ya kutosha juu ya michakato ya ndani ya viumbe hai. Kuibuka na kutenganishwa kwake kulianza nusu ya pili ya karne ya 19.
Matawi ya kisasa ya biokemia
Katika hatua ya sasa ya maendeleo, biokemia inajumuisha sehemu kuu kadhaa, ambazo zimewasilishwa kwenye jedwali.
| Sehemu | Ufafanuzi | Lengo la utafiti |
| Dynamic Biochemistry | Huchunguza athari za kemikali zinazosababisha ubadilishaji wa molekuli ndani ya mwili | Metaboli - molekuli sahili na viasili vyake, vilivyoundwa kutokana na ubadilishanaji wa nishati; monosakharidi, asidi ya mafuta, nyukleotidi, amino asidi |
| Static Biochemistry | Hutafiti muundo wa kemikali ndani ya viumbe na muundo wa molekuli | Vitamini, protini, wanga, asidi nucleic, amino asidi, nyukleotidi, lipids, homoni |
| Bioenergy | Inajishughulisha na utafiti wa unyonyaji, mlimbikizo na ubadilishaji wa nishati katika mifumo hai ya kibaolojia | Mojawapo ya sehemu za biokemia inayobadilika |
| Functional Biochemistry | Hutafiti maelezo ya michakato yote ya kisaikolojia ya mwili |
Lishe na usagaji chakula, upumuaji, udhibiti wa usawa wa asidi-msingi, kusinyaa kwa misuli, upitishaji wa msukumo wa neva, udhibiti wa ini na figo, utendaji wa mifumo ya kinga na limfu, na kadhalika |
| biokemia ya matibabu (biolojia ya binadamu) | Hutafiti michakato ya kimetaboliki katika mwili wa binadamu (katika viumbe vyenye afya na katika magonjwa) | Majaribio ya wanyama huturuhusu kukuza tamaduni safi za bakteria wa pathogenic ambao husababisha magonjwa kwa wanadamu na kutafuta njia za kukabiliana nao |
Kwa hivyo, tunaweza kusema kwamba biokemia ni changamano nzima ya sayansi ndogo ambayo inashughulikia aina mbalimbali za michakato changamano ya ndani ya mifumo hai.
Binti sayansi
Baada ya muda, maarifa mengi tofauti yamekusanywa na ujuzi mwingi wa kisayansi umeundwa katika kuchakata matokeo ya utafiti, kuzaliana kwa makoloni ya bakteria, kunakili DNA na RNA,kupachika sehemu zinazojulikana za jenomu na sifa zinazohitajika, na kadhalika, ambayo iliunda hitaji la sayansi za ziada ambazo ni sayansi za watoto kwa biokemia. Hizi ni sayansi kama vile:
- baiolojia ya molekuli;
- uhandisi jeni;
- upasuaji wa jeni;
- jenetiki za molekuli;
- enzymology;
- immunology;
- biofizikia ya molekuli.
Kila sehemu ya maarifa iliyoorodheshwa ina mafanikio mengi katika utafiti wa michakato ya kibayolojia katika mifumo hai ya kibaolojia, kwa hivyo ni muhimu sana. Zote ni za sayansi za karne ya XX.
Sababu za maendeleo makubwa ya biokemia na sayansi shirikishi
Mnamo 1958, Korani iligundua jeni na muundo wake, baada ya hapo, mnamo 1961, kanuni za kijeni zilitolewa. Kisha muundo wa molekuli ya DNA ulianzishwa - muundo wa kamba mbili wenye uwezo wa kuzidisha (kujizalisha). Ujanja wote wa michakato ya kimetaboliki (anabolism na catabolism) ulielezwa, muundo wa juu na wa quaternary wa molekuli ya protini ulijifunza. Na hii sio orodha kamili ya uvumbuzi mkubwa wa karne ya 20, ambayo ni msingi wa biochemistry. Ugunduzi huu wote ni wa wanabiolojia na sayansi yenyewe vile vile. Kwa hiyo, kuna mahitaji mengi ya maendeleo yake. Kuna sababu kadhaa za kisasa za ubadilikaji na ukali wake katika uundaji wake.
- Misingi ya michakato mingi ya kemikali inayotokea katika viumbe hai imefichuliwa.
- Kanuni ya umoja katika michakato mingi ya kisaikolojia na nishati imeundwakwa viumbe vyote vilivyo hai (kwa mfano, ni sawa kwa bakteria na binadamu).
- Biolojia ya kimatibabu hutoa ufunguo wa kutibu magonjwa mengi changamano na hatari.
- Kwa usaidizi wa biokemia, iliwezekana kukaribia kusuluhisha masuala ya kimataifa ya biolojia na dawa.
Kwa hivyo hitimisho: biokemia ni sayansi inayoendelea, muhimu na yenye wigo mpana sana inayokuruhusu kupata majibu kwa maswali mengi ya wanadamu.
Baiolojia nchini Urusi
Katika nchi yetu, biokemia ni sayansi inayoendelea na muhimu kama ilivyo ulimwenguni kote. Katika eneo la Urusi kuna Taasisi ya Baiolojia iliyopewa jina la A. I. A. N. Bach RAS, Taasisi ya Biokemia na Fizikia ya Viumbe Vidogo. G. K. Skryabin RAS, Taasisi ya Utafiti ya Biokemia SB RAS. Wanasayansi wetu wana jukumu kubwa na sifa nyingi katika historia ya maendeleo ya sayansi. Kwa mfano, njia ya immunoelectrophoresis iligunduliwa, taratibu za glycolysis ziligunduliwa, kanuni ya ukamilishano wa nyukleotidi katika muundo wa molekuli ya DNA iliundwa, na idadi ya uvumbuzi mwingine muhimu ulifanywa. Mwisho wa XIX na mwanzo wa karne ya XX. Kimsingi, sio taasisi nzima ziliundwa, lakini idara ya biokemia katika vyuo vikuu vingine. Hata hivyo, hivi karibuni kulikuwa na haja ya kupanua nafasi ya utafiti wa sayansi hii kuhusiana na maendeleo yake makubwa.
Michakato ya biochemical ya mimea
Bayokemia ya mimea inaunganishwa kwa njia isiyoweza kutenganishwa na michakato ya kisaikolojia. Kwa ujumla, somo la utafiti wa biokemia ya mimea na fiziolojia ni:
- shughuli za mimeaseli;
- photosynthesis;
- pumzi;
- taratibu za maji ya mimea;
- lishe ya madini;
- ubora wa mazao na fiziolojia ya malezi yake;
- ustahimili wa mimea dhidi ya wadudu na hali mbaya ya mazingira.
Thamani kwa kilimo
Maarifa ya michakato ya kina ya biokemia katika seli za mimea na tishu hurahisisha kuboresha ubora na wingi wa mazao ya mimea inayolimwa, ambayo ni wazalishaji wengi wa chakula muhimu kwa wanadamu wote. Aidha, fiziolojia na biokemia ya mimea huwezesha kutafuta njia za kutatua matatizo ya kushambuliwa na wadudu, upinzani wa mimea kwa hali mbaya ya mazingira, na kufanya iwezekanavyo kuboresha ubora wa uzalishaji wa mazao.
