Biomasu našeg planeta čine predstavnici svih kraljevstava divljih životinja: životinje, biljke, gljive, virusi, bakterije. Broj predstavnika svakog kraljevstva toliko je velik da se čovjek može samo pitati kako se svi uklapamo na Zemlji. No, unatoč takvoj raznolikosti, sva živa bića na planetu dijele nekoliko osnovnih značajki.
Zajednica svih živih bića
Dokazi dolaze iz nekoliko ključnih značajki živih organizama:
- potreba za prehranom (potrošnja energije i njezina pretvorba unutar tijela);
- potrebe za disanje (biooksidaciju);
- sposobnost reprodukcije;
- rast i razvoj tijekom životnog ciklusa.
Bilo koji od gore navedenih procesa predstavljen je u tijelu masom kemijskih reakcija. Svake sekunde unutar bilo kojeg živog bića, a još više u čovjeku, događaju se stotine reakcija sinteze i propadanja organskih molekula. Struktura, značajke kemijskog djelovanja, međusobno djelovanje, sinteza, raspadanje i izgradnja novih struktura organskih i anorganskih molekula - sve je to predmet proučavanja.velika, zanimljiva i raznolika znanost. Biokemija je mlado progresivno polje znanja koje proučava sve kemijske procese koji se događaju unutar živih bića.
Objekat
Predmet proučavanja biokemije su samo živi organizmi i svi procesi vitalne aktivnosti koji se odvijaju u njima. Točnije, kemijske reakcije koje nastaju tijekom apsorpcije hrane, oslobađanja otpadnih proizvoda, rasta i razvoja. Dakle, osnove biokemije su proučavanje:
- Nestanični oblici života - virusi.
- Prokariotske stanice bakterija.
- Više i niže biljke.
- Životinje svih poznatih klasa.
- Ljudsko tijelo.
Istovremeno, sama biokemija je prilično mlada znanost, nastala tek s akumulacijom dovoljne količine znanja o unutarnjim procesima u živim bićima. Njegov nastanak i razdvajanje seže u drugu polovicu 19. stoljeća.
Moderne grane biokemije
U sadašnjoj fazi razvoja, biokemija uključuje nekoliko glavnih odjeljaka koji su prikazani u tablici.
| Sekcija | Definicija | Predmet proučavanja |
| Dinamička biokemija | Proučava kemijske reakcije koje su u osnovi međupretvorbe molekula unutar tijela |
Metaboliti - jednostavne molekule i njihovi derivati, nastali kao rezultat razmjene energije; monosaharidi, masne kiseline, nukleotidi, aminokiseline |
| Statička biokemija | Proučava kemijski sastav unutar organizama i strukturu molekula | Vitamini, proteini, ugljikohidrati, nukleinske kiseline, aminokiseline, nukleotidi, lipidi, hormoni |
| Bioenergija | Bavi se proučavanjem apsorpcije, akumulacije i pretvorbe energije u živim biološkim sustavima | Jedan od odjeljaka dinamičke biokemije |
| Funkcionalna biokemija | Proučava detalje svih fizioloških procesa u tijelu | Prehrana i probava, disanje, regulacija acidobazne ravnoteže, kontrakcija mišića, provođenje živčanih impulsa, regulacija jetre i bubrega, djelovanje imunološkog i limfnog sustava i tako dalje |
| Medicinska biokemija (ljudska biokemija) | Proučava procese metabolizma u ljudskom tijelu (kod zdravih organizama i kod bolesti) |
Pokusi na životinjama omogućuju nam da razvijemo čiste kulture patogenih bakterija koje uzrokuju bolesti kod ljudi i pronađemo načine za borbu protiv njih |
Dakle, možemo reći da je biokemija cijeli kompleks malih znanosti koje pokrivaju čitav niz najsloženijih unutarnjih procesa živih sustava.
Kćeri znanosti
S vremenom se nakupilo toliko različitog znanja i formirano toliko znanstvenih vještina u obradi rezultata istraživanja, uzgoju kolonija bakterija, repliciranju DNK i RNA,ugrađivanje poznatih dijelova genoma sa željenim svojstvima, i tako dalje, što je stvorilo potrebu za dodatnim znanostima koje su dječje znanosti za biokemiju. To su znanosti kao što su:
- molekularna biologija;
- genetski inženjering;
- genska kirurgija;
- molekularna genetika;
- enzimologija;
- imunologija;
- molekularna biofizika.
Svako od navedenih područja znanja ima dosta dostignuća u proučavanju bioprocesa u živim biološkim sustavima, stoga je vrlo važno. Svi oni pripadaju znanostima XX. stoljeća.
Razlozi za intenzivan razvoj biokemije i srodnih znanosti
Godine 1958., Kuran je otkrio gen i njegovu strukturu, nakon čega je 1961. dešifriran genetski kod. Tada je uspostavljena struktura molekule DNA – dvolančana struktura sposobna za reduplikaciju (samoreprodukciju). Opisane su sve suptilnosti metaboličkih procesa (anabolizam i katabolizam), proučavana je tercijarna i kvartarna struktura proteinske molekule. I ovo nije potpuni popis grandioznih otkrića 20. stoljeća, koja čine osnovu biokemije. Sva ta otkrića pripadaju biokemičarima i samoj znanosti kao takvoj. Stoga postoje mnogi preduvjeti za njegov razvoj. Nekoliko je modernih razloga za njegovu dinamiku i intenzitet u njegovom formiranju.
- Otkriveni su temelji većine kemijskih procesa koji se odvijaju u živim organizmima.
- Formuliran je princip jedinstva u većini fizioloških i energetskih procesaza sva živa bića (na primjer, isti su za bakterije i ljude).
- Medicinska biokemija daje ključ za liječenje niza složenih i opasnih bolesti.
- Uz pomoć biokemije postalo je moguće približiti se rješavanju najglobljih problema biologije i medicine.
Odatle zaključak: biokemija je progresivna, važna i vrlo široka znanost koja vam omogućuje da pronađete odgovore na mnoga pitanja čovječanstva.
Biokemija u Rusiji
Kod nas je biokemija ista progresivna i važna znanost kao i u cijelom svijetu. Na području Rusije nalazi se Institut za biokemiju nazvan po A. I. A. N. Bach RAS, Institut za biokemiju i fiziologiju mikroorganizama. G. K. Skryabin RAS, Istraživački institut za biokemiju SB RAS. Naši znanstvenici imaju veliku ulogu i mnoge zasluge u povijesti razvoja znanosti. Primjerice, otkrivena je metoda imunoelektroforeze, otkriveni su mehanizmi glikolize, formuliran princip komplementarnosti nukleotida u strukturi molekule DNA i napravljeno je niz drugih važnih otkrića. Krajem XIX i početkom XX stoljeća. Uglavnom, nisu formirani cijeli instituti, već katedre za biokemiju na nekom od sveučilišta. Međutim, ubrzo se pojavila potreba za proširenjem prostora za proučavanje ove znanosti u vezi s njezinim intenzivnim razvojem.
Biokemijski procesi biljaka
Biokemija biljaka neraskidivo je povezana s fiziološkim procesima. Općenito, predmet proučavanja biokemije i fiziologije biljaka je:
- vegetativna aktivnoststanice;
- fotosinteza;
- dah;
- vodni režim biljaka;
- mineralna prehrana;
- kvaliteta usjeva i fiziologija njegovog formiranja;
- otpornost biljaka na štetočine i nepovoljne uvjete okoline.
Vrijednost za poljoprivredu
Poznavanje dubokih procesa biokemije u biljnim stanicama i tkivima omogućuje poboljšanje kvalitete i količine usjeva kultiviranih poljoprivrednih biljaka koje su masovni proizvođači važne hrane za cijelo čovječanstvo. Osim toga, fiziologija i biokemija biljaka omogućavaju pronalaženje načina za rješavanje problema zaraze štetnicima, otpornosti biljaka na nepovoljne uvjete okoline, te omogućavaju poboljšanje kvalitete proizvodnje usjeva.
