Βιοχημεία

Η βιοχημεία είναι μια επιστήμη που μελετά τη χημική φύση των ζωτικών διεργασιών, το σύνολο των οποίων ονομάζεται συνήθως μεταβολισμός, και τη σύνδεση αυτών των διεργασιών με τις δραστηριότητες των οργάνων και των ιστών των ζωντανών οργανισμών. Η σύγχρονη βιοχημεία αναπτύχθηκε στις αρχές του 19ου και του 20ου αιώνα, όταν συγχωνεύθηκαν τα επιτεύγματα και οι μέθοδοι της οργανικής χημείας, της φυσιολογίας και ορισμένων άλλων επιστημών που μελέτησαν διάφορες πτυχές της οργανικής ζωής.

Ειδικότερα, η οργανική χημεία, αντικείμενο μελέτης της οποίας είναι οι ενώσεις του άνθρακα γενικά, καθώς και η ανάλυση και σύνθεση ουσιών που σχηματίζουν ζωντανούς ιστούς, αποτέλεσαν τη βάση της λεγόμενης στατικής ή δομικής βιοχημείας (δηλ. κλάδος της βιοχημείας που ασχολείται με τη μελέτη των φυσικών οργανικών ουσιών, την ανάλυση και τη σύνθεσή τους). Η μελέτη των χημικών διεργασιών που διέπουν τη ζωτική δραστηριότητα του σώματος είχε ως αποτέλεσμα το σχηματισμό δυναμικής βιοχημείας. Η δυναμική βιοχημεία είναι πολύ πιο κοντά στην ιατρική και τη φυσιολογία παρά στην οργανική χημεία. Γι' αυτό η βιοχημεία ονομαζόταν αρχικά φυσιολογική ή ιατρική χημεία.

Η αρχή της μελέτης της ζωντανής ύλης από μια χημική θέση χρονολογείται από την αρχαιότητα και συνδέεται με την ανάγκη μελέτης των συστατικών των ζωντανών οργανισμών (ζώων και φυτών), που προκαλούνται από τις πρακτικές ανάγκες της ιατρικής, της γεωργίας και της βιομηχανίας (κατασκευή φαρμάκων και θυμίαμα, δέψιμο δέρματος και βαφή υφασμάτων, αρτοποιία και τυροκομία, οινοποίηση και ζυθοποιία κ.λπ.).

Με την πάροδο του χρόνου, συλλέχθηκαν εκτενείς παρατηρήσεις για τους χημικούς μετασχηματισμούς διαφόρων ουσιών βιολογικής φύσης, αναπτύχθηκαν βασικές τεχνικές χημικής εργασίας με ουσίες και έγιναν οι πρώτες γενικεύσεις. Η ιατρική είχε μεγάλη επίδραση στην ανάπτυξη της χημικής έρευνας στον τομέα της χλωρίδας και της πανίδας. Στις αρχές του 16ου αι. Ο Θεόφραστος Παράκελσος τεκμηρίωσε το δόγμα σύμφωνα με το οποίο η εμφάνιση ασθενειών σχετίζεται με διαταραχή της ροής χημικών διεργασιών στο σώμα των ασθενών και είναι απαραίτητη η χρήση χημικών για τη θεραπεία τους. Στη συνέχεια, γιατροί και φαρμακοποιοί εμπλούτισαν τη βιοχημεία με σημαντικές ανακαλύψεις.

Με την πάροδο του χρόνου, όπως και κάθε άλλη ταχέως αναπτυσσόμενη επιστήμη, η βιοχημεία άρχισε να χωρίζεται σε διάφορους ξεχωριστούς κλάδους, ο διαχωρισμός των οποίων συνδέθηκε με την ανάγκη για μια πιο εις βάθος μελέτη ορισμένων αντικειμένων έρευνας. Έτσι η βιοχημεία των ανθρώπων και των ζώων, η βιοχημεία των φυτών, η βιοχημεία των μικροβίων (μικροοργανισμών), η βιοχημεία των ιών, καθώς και η τεχνική βιοχημεία, που αναπτύχθηκε από την ανάγκη να ικανοποιηθούν οι πρακτικές απαιτήσεις της ανθρώπινης οικονομικής δραστηριότητας ( επεξεργασία ζωικών και φυτικών πρώτων υλών, παρασκευή τροφίμων, παραγωγή βιταμινών και ορμονικών σκευασμάτων, αντιβιοτικών κ.λπ.).

Η διαίρεση της βιοχημείας σε έναν αριθμό στενότερων και εξειδικευμένων επιστημών αντανακλούσε την ανάγκη να μελετηθούν οι διαδικασίες της ζωής σε διαφορετικά επίπεδα οργάνωσης της ζωντανής ύλης (από οργανική έως μοριακή και υπομοριακή) ή να μελετηθούν ορισμένοι τύποι χημικών ενώσεων που παίζουν βασικό ρόλο στη ζωή διαδικασίες. Έτσι, η εξελικτική και συγκριτική βιοχημεία (μελετά τις βιοχημικές διεργασίες που συμβαίνουν στους ζωντανούς οργανισμούς σε διαφορετικά στάδια της ανάπτυξής τους), η βιοχημική γενετική και η μοριακή βιολογία (μελετούν τη δομή και τη λειτουργία των πρωτεϊνών και των νουκλεϊκών οξέων, καθώς και τον ειδικό ρόλο τους στη διαδικασία ζωή), σχηματίστηκε βιοχημεία βιταμινών, ορμόνες, ένζυμα, βιοχημεία ακτινοβολίας, κβαντική βιοχημεία κ.λπ. Οι ανάγκες της κλινικής ιατρικής οδήγησαν στην εμφάνιση της κλινικής βιοχημείας, κύριο έργο της οποίας ήταν η έγκαιρη διάγνωση διαφόρων ασθενειών, καθώς και η μελέτη των μηχανισμών εμφάνισής τους.

Ο 20ός αιώνας σημαδεύτηκε από μεγάλα επιτεύγματα στον τομέα της βιοχημείας, τα οποία συνδέονται στενά με την ταχεία ανάπτυξη άλλων βιολογικών επιστημών και τη διείσδυση μεθόδων των ακριβών επιστημών (χημεία, φυσική, μαθηματικά, κρυσταλλογραφία κ.λπ.). Διαπιστώθηκε ότι αυτά άνοιξαν με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο

Η βιοχημεία είναι η επιστήμη της χημικής σύνθεσης των ζωντανών οργανισμών και της χρήσης χημικών αντιδράσεων στις διαδικασίες ζωής των ζωντανών οργανισμών. Μελετά τη δομή και τη λειτουργία διαφόρων βιολογικών μακρομορίων όπως πρωτεΐνες, νουκλεϊκά οξέα, υδατάνθρακες, λιπίδια και άλλα, καθώς και τον μηχανισμό δράσης τους στον οργανισμό.

Η βιοχημεία είναι σημαντική για την κατανόηση πολλών διαδικασιών στη βιολογία, την ιατρική και τη χημεία. Για παράδειγμα, η γνώση της δομής και των λειτουργιών των πρωτεϊνών μας επιτρέπει να μελετήσουμε τους μηχανισμούς μεταφοράς ουσιών εντός και μεταξύ των κυττάρων, κάτι που αποτελεί τη βάση πολλών ασθενειών και διαφόρων καταστάσεων του σώματος. Επιπλέον, η κατανόηση των ιδιοτήτων των νουκλεϊκών οξέων είναι σημαντική για τη μελέτη των μηχανισμών κληρονομικότητας και γενετικής αντιγραφής.