אנו מסבירים מהי ביוכימיה, ההיסטוריה שלה והחשיבות של מדע זה. בנוסף, הענפים שמרכיבים אותו ומה עושה ביוכימאי.
מהי ביוכימיה?
ביוכימיה היא הכימיה של חַיִים, כלומר, הענף של ה מַדָע שמתעניין בהרכב החומרי של יצורים חיים. מדע זה חוקר את תרכובות היסוד המרכיבות ומאפשרות את יצורים חיים להישאר בחיים: חֶלְבּוֹן, פחמימות, שומנים וה חומצות גרעין.
מצד שני, ביוכימיה גם חוקרת את התהליכים ו תגובה כימית המתרחשים בין התרכובות הללו, הן ב תאים כמו באורגניזם. קבוצה זו של תגובות ביוכימיות נקראת מטבוליזם, כאשר מדובר בהפיכת תרכובות לאחרות, קטבוליזם, כאשר מדובר בפירוק של תרכובות להשגת אֵנֶרְגִיָה, ואנבוליזם, כשמדובר בסינתזה של תרכובות מורכבות מחומרים פשוטים יותר.
ביוכימיה קיימת כתחום מדעי המבוסס על ההבחנה של כימיה אורגנית (זה שעומד בראש הפחמן מבחינה מבנית) וגם את כימיה אנאורגנית. המדע הזה מחשיב זאת מולקולות המרכיבים יצורים חיים מורכבים מפחמן, מימן, חמצן, חנקן, זרחן וגופרית, מולקולות המרכיבות בתורן את התאים, האיברים ומערכות האיברים המרכיבות את היצורים החיים.
זהו מדע ניסיוני במיוחד, אשר פונה אליו שיטה מדעיתכלומר, לאימות הניסויים באמצעות טכניקות אינסטרומנטליות רבות משלו וגם של ענפי מדע אחרים כמו סטטיסטיקה ופיזיקה. ההבנה המולקולרית שלו את החיים היא, באופן הגיוני, תוצאה של התפתחות תורת התא וההתפתחות המודרנית של גוּפָנִי, כִּימִיָה י ביולוגיה.
היסטוריה של ביוכימיה
למרות שהביוכימיה ככזו היא תחום ידע מודרני יחסית, קודמותיה מתוארכים לתקופות קדומות. דוגמה ישנה מאוד שבה הביוכימיה משתקפת, מורכבת בתהליך הכנת לחם, כאשר ה שמרים (תְסִיסָה).
אבל ממש ההתחלה של זה משמעת הוא ממוקם בשנת 1828, כאשר פרידריך וולר פרסם מאמר על סינתזה של אוריאה, שהוכיח שניתן לייצר תרכובות אורגניות, בניגוד למה שהאמינו, באופן מלאכותי במעבדה.
מכאן ואילך ההבנה של ה חומרים המרכיבים את גוף היצורים החיים גדלו באופן אקספוננציאלי הודות למחקריהם של לואי פסטר, אלברכט קוסל, וילהלם קוהנה ואדוארד בוכנר במאה התשע-עשרה.
המהפכה האמיתית בביוכימיה התרחשה במחצית השנייה של המאה ה-20, יד ביד עם הביולוגיה המולקולרית המודרנית. זה התרחש עקב ההתקדמות בפיתוח טכניקות ניסוי כגון כרומטוגרפיה, ה צנטריפוגה, אלקטרופורזה, מיקרוסקופיה אלקטרונית, תהודה מגנטית גרעינית ועוד טכניקות אלא, הם תוצאה של התקדמות מדעית-טכנולוגית ותחומי הכימיה והפיזיקה.
הודות לכל זה, ניתן היה להבין את המחזורים המטבוליים התאיים, אימונולוגיה, תפקוד אנזימטי ורצף של DNA, שאיפשר התקדמות כגון שיבוט של יצורים חיים, התערבות גנטית וטיפולים גנטיים.
חשיבות הביוכימיה
ידע בביוכימיה הוא המפתח לתחומי ידע יישומיים שונים, כגון ביוטכנולוגיה, רפואה, פרמקולוגיה, מזון חקלאי ו בריאות ציבור, בין היתר.
משמעות הדבר היא שידע ביוכימי הוא המפתח להבנת התהליכים המגוונים והמורכבים המתרחשים בחיים, וזה, בתורו, חיוני כדי ללמוד כיצד להגן ולשפר את איכותם.
ענפי ביוכימיה
ביוכימיה מורכבת ממגוון עצום של ענפים, המשתנים והופכים מורכבים יותר ככל שהידע בכימיה ובביולוגיה מתקדם. כמה מהחשובים ביותר הם:
- ביוכימיה מבנית. הוא מתעניין בארכיטקטורה המולקולרית של חומרים אורגניים ו מקרומולקולות ביולוגי, כגון חלבונים, סוכרים או חומצות גרעין (כגון DNA ו RNA). אחת המשימות שלו כדיסציפלינה היא הנדסה (הרכבה מלאכותית) של חלבונים.
- אנזימולוגיה. הוא מוקדש לחקר הפעילות הקטליטית של אנזימים, כלומר, יכולתו להפעיל, לנטרל, להאיץ, להאט או לשנות בכל דרך את התגובות הכימיות המתרחשות בתוך האורגניזם החי.
- ביוכימיה מטבולית. הוא מתמקד במסלולים המטבוליים השונים המתרחשים ביצורים חיים ברמה התאית, כמו גם בכל התגובות הכימיות שמאפשרות את החיים כפי שאנו מכירים אותם. זה כולל גם ביו-אנרגטיקה, ביוכימיה תזונתית ותחומי לימוד ספציפיים יותר.
- תוֹרַת הַחִסוּן. הוא חוקר את הקשרים הכימיים הקיימים בין האורגניזם החי לבין הפתוגנים שלו, כגון נגיף י בַּקטֶרִיָה מסוגל לגרום למחלות. המוקד העיקרי שלו הוא מערכת החיסון, רשת מסובכת של קשרי גילוי ותגובה ברמה התאית והביוכימית של האורגניזם.
מה עושה ביוכימאי?
ביוכימאי הוא סטודנט לכימיה של החיים. זה אומר שבין המשימות שלהם יש את ניסוי בנושאים רפואיים, פרמקולוגיים וטוקסיקולוגיים, שכן היא מתמחה בכימיה של הגוף ובתגובות העלולות להועיל או להזיק לחיים.
באזור התעשייה, ביוכימיקלים חיוניים עבור טֶכנוֹלוֹגִיָה אוכל, ה גֵהוּת ואבטחה. מצד שני, אנשי מקצוע אלו עובדים על הבסיס הבסיסי של הביוטכנולוגיה, שהיא ענף המדע המוקדש ליישום ידע כימי וביולוגי יחדיו למגזרים כמו חַקלָאוּת, ה גידול בקר, פרמקולוגיה וכו'. הודות לכך, כיום ניתן לשפר יבולים, לעצב תרופות חדשות, לייצר מזונות ספציפיים לכל סוג של חיות משק, לסנתז חומרי הדברה שפחות מזיקים לאדם ו בעלי חיים, בין יישומים רבים אחרים.