Βιοχημεία

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση
Γλυκίνη - Το απλούστερο πρωτεϊνικό αμινοξύ και ένα από τα απλούστερα «βιομονομερή».

Η Βιοχημεία ή Βιολογική Χημεία είναι ο διεπιστημονικός κλάδος - σύνδεσμος της Χημείας και της Βιολογίας. Είναι η μελέτη των χημικών διεργασιών που πραγματοποιούνται σε ζωντανούς οργανισμούς, καθώς και των ουσιών που περιλαμβάνουν (αλλά όχι μόνο) τη λεγόμενη «ζωντανή ύλη». Οι Νόμοι της Βιοχημείας διέπουν όλους τους ζωντανούς οργανισμούς και τις διεργασίες της ζωής τους, αλλά συνεχίζονται, τουλάχιστον για ένα χρονικό διάστημα, ακόμη και μετά το θάνατο του καθενός. Με τον έλεγχο της ροής των πληροφοριών μέσω της βιοχημικής επικοινωνίας (βιοπληροφορική) και της ροής της χημικής ενέργειας μέσω του μεταβολισμού, οι βιοχημικές διεργασίες δείχνουν το τρόπο λειτουργίας και την πολυπλοκότητα του φαινομένουν της ζωής.

Μεγάλο μέρος της βιοχημείας ασχολείται με τη μελέτη της σύνθεσης, της δομής, των λειτουργιών και των αλληλεπιδράσεων των κυτταρικών αλλά και διακυτταρικών συστατικών όπως οι πρωτεΐνες, τα σάκχαρα τα λιπίδια, τα νουκλεϊκά οξέα και άλλα βιομόρια και βιοϊόντα, αν και υπάρχει μια σχετική αύξηση της ενασχόλησης με τις διεργασίες και τις αλληλεπιδράσεις και μια σχετική ελάττωση της ενασχόλησης με τις ανεξάρτητες ουσίες καθεαυτές. Ανάμεσα στον τεράστιο αριθμό των διαφορετικών βιομορίων, που πολλά από αυτά είναι πολύπλοκα και σχετικά μεγάλα (συχνά αποκαλούνται «βιοπολυμερή»), αποτελούνται από πολλές όμοιες υπομονάδες (που αποκαλούνται «βιομονομερή»). Κάθε τάξη βιοπολυμερών έχει ένα διαφορετικό σύνολο υπομονάδων, (συνήθως) συγκεκριμένης τάξης βιομονομερών[1]. Για παράδειγμα, μια πρωτεΐνη είναι ένα βιοπολυμερές και αποτελείται υπομονάδες - βιομονομερή, που ανήκουν σε ένα συγκεκριμένο σύνολο περίπου 20 πρωτεϊνικών αμινοξέων[2]. Η βιοχημεία, λοιπόν, ασχολείται κατεξοχήν με τέτοιες σπουδαίες για το φαινόμενο της ζωής, χημικές ουσίες και με τις αντιδράσεις τους, οι οποίες συνήθως ελέγχονται καταλυτικά από ειδικά βιοπολυμερή, που ονομάζονται ένζυμα.

Η Βιοχημεία ασχολείται με τον κυτταρικό μεταβολισμό, αλλά και με το ενδοκρινικό σύστημα, σε επίπεδο πολυκύτταρου οργανισμού, που το επιρρεάζει. Διάφοροι τομείς της Βιοχημείας ασχολούνται με τον γενετικό κώδικα, τη σύνθεση πρωτεΐνών, τη μεταφορά ουσιών διαμέσου ημιπερατών μεμβρανών και με τη μετάδωση ηλεκτρικών ή και χημικών μηνυμάτων.

Εδώ και πάνω από 40 χρόνια η βιοχημεία ήταν τόσο επιτυχής εξηγώντας τις διεργασίες της ζωής, που τώρα πλέον σχεδόν όλες οι Βιολογικές Επιστήμες, από τη Βοτανική και τη Γεωπονία ως τη Φαρμακολογία και την Ιατρική βασίζονται σε μεγάλο ποσοστό στη βιοχημική έρευνα. Σήμερα, ο κύριος στόχος της αποκαλούμενης «καθαρής βιοχημείας» είναι η κατανόηση του πώς ακριβώς τα βιομόρια δίνουν εντολές ελέγχου μέσα στα ζωντανά κύτταρα, φαινόμενα που με τη σειρά τους καθορίζουν σε μεγάλο βαθμό τη μελέτη και κατανόηση της λειτουργίας ολόκληρων οργανισμών και των οικοσυστημάτων τους.

  • Σημειώνεται πως η Βιοχημεία εξετάζει τα χημικά φαινόμενα που συνδέονται με την έμβια ύλη, σε αντίθεση με τη Βιοφυσική που εξετάζει τα φυσικά φαινόμενα που συνδέονται με την έμβια ύλη.

Ιστορία της Βιοχημείας[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Οι Τζέρτυ Κορί (Gerty Cori) και Καρλ Κορί (Carl Cori) κέρδισαν μαζί το Βραβείο Νόμπελ το 1947, για την ανακάλυψή από αυτούς του κύκλου Κορί στο Roswell Park Memorial Institute medium.

Κάποτε πιστεύονταν γενικά ότι η ζωή και τα υλικά της είχαν κάποια ουσιώδη διαφορά, σε κάποια ουσία ή ιδιότητα, που δεν την είχε η μη ζώσα ύλη. Και επομένως, ότι μόνο ζωντανά όντα μπορούν να παράγουν βιομόρια. Έπειτα, όταν το 1828 ο Φριέντριχ Βόχλερ (Friedrich Wöhler) δημοσίευσε τη σύνθεση της οργανικής ουρίας από το ανόργανο ισομερές της κυανικό αμμώνιο, απέδειξε ότι είναι δυνατή η τεχνητή σύνθεση οργανικών ενώσεων[3][4].

Η σύνθεση της ουρίας ήταν η αυγή της Οργανικής Χημείας, αλλά η αυγή της Βιοχημείας ήταν η ανακάλυψη του πρώτου ενζύμου, της αμυλάσης (που τότε ονομάστηκε «διαστάση»), το 1833 από τον Ανσέλμ Παϋέν (Anselme Paye). O Έντουαρτ Μπούχνερ (Eduard Buchner) συνεισέφερε με την πρώτη επίδειξη μιας πολύπλοκης βιοχημικής διεργασίας έξω από ένα κύτταρο, το 1896: Την αλκοολική ζύμωση με κυτταρικά εκχυλίσμστσ ζύμης. Η πρώτη χρήση του όρου «βιοχημεία» έγινε το 1882 και είναι γενικά αποδεκτό ότι αναφέρθηκε ως «φυσικολογική χημεία». Από τότε, η βιοχημεία προόδευσε, ειδικά από τα μέσα του 20ού αιώνα, με την ανάπτυξη νέων τεχνικών, όπως η χρωματογραφία, η περίθλαση ακτίνων X, η διπλή πόλωση, η ιντερφερρομετρία, η φασματοσκοπία NMR, η ραδιοϊσοτοπική επισήμανση, η ηλεκτρονική μικροσκοπία και οι μοριακές δυναμικές προσομοιώσεις. Αυτές οι τεχνικές επέτρεψαν την ανακάλυψη και τη λεπτομερή ανάλυση πολλών βιομορίων και μεταβολικών οδών μέσα στα κύτταρα, όπως η γλυκόλυση και ο κύκλος του κιτρικού οξέος (ή «κύκλος του Krebs»).

Ένα άλλο σημαντικό ιστορικό συμβάν για τη βιοχημεία ήταν η ανακάλυψη του γονιδίου και του ρόλο του ως αποθήκη και μεταφορέας πληροφοριών στο κύτταρο. Αυτό το τμήμα της βιοχημείας συχνά ονομάζεται μοριακή βιολογία. Από τη δεκαετία του 1950 οι Τζέημς Γουλάτσον (James D. Watson), Φράνσις Κρικ (Francis Crick), Ρόζαλιντ Φράγκιν (Rosalind Franklin) και Μαυρίκ Γουΐκινς (Maurice Wilkins) έπαιξαν καθοριστικό ρόλο στη επίλυση του ζητήματος της δομής του DNA και πρότειναν τη σχέση του με τη μεταφορά της γενετικής πληροφορίας. Το 1959, οι Τζωρτζ Μπηντλ (George Beadle) και Έντουαρντ Τάτουμ (Edward Tatum) έλαβαν το Βραβείο Νόμπελ για την εργασία τους σε μύκητες, δείχνοντας ότι ένα γονίδιο παράγει ένα ένζυμο. Το 1988, ο Κόλιν Πίτσφορκ (Colin Pitchfork) ήταν ο πρώτος άνθρωπος που καταδικάστηκε για φόνο με χρήση εξέτασης DNA ως αποδεικτικό υλικό. Αυτό έδωσε ώθηση στην εγκληματολογία. Πιο πρόσφατα, οι Άντριου Φάιρ (Andrew Z. Fire) και Κρεγκ Μίλλοου (Craig C. Mello) έλαβαν το 2006 Βραβείο Νόμπελ για την ανακάλυψη του ρόλου της παρεμβολής του RNA (RNAi), στην αναστολή της γονιδιακής έκφρασης.

Aναφορές και σημειώσεις[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. Campbell, Neil A.; Brad Williamson; Robin J. Heyden (2006). Biology: Exploring Life. Boston, Massachusetts: Pearson Prentice Hall. ISBN 0-13-250882-6. http://www.phschool.com/el_marketing.html. 
  2. Αρχικά θεωρούνταν ότι είναι ακριβώς 20, αλλά βρέθηκαν και μερικά επιπλέον αμινοξέα, που όμως συμμετέχουν κάπως σπάνια στις πρωτεΐνες.
  3. Wöhler, F. (1828). «Ueber künstliche Bildung des Harnstoffs». Ann. Phys. Chem. 12: 253–256. 
  4. Kauffman, G. B. and Chooljian, S.H. (2001). «Friedrich Wöhler (1800–1882), on the Bicentennial of His Birth». The Chemical Educator 6 (2): 121–133. doi:10.1007/s00897010444a. 


Στο λήμμα αυτό έχει ενσωματωθεί κείμενο από το λήμμα Biochemistry της Αγγλικής Βικιπαίδειας, η οποία διανέμεται υπό την GNU FDL και την CC-BY-SA 3.0. (ιστορικό/συντάκτες).
Wiktionary logo
Το Βικιλεξικό έχει λήμμα που έχει σχέση με το λήμμα: