تتكون الكتلة الحيوية لكوكبنا من ممثلين عن جميع ممالك الحياة البرية: الحيوانات والنباتات والفطريات والفيروسات والبكتيريا. إن عدد ممثلي كل مملكة كبير جدًا لدرجة أنه لا يسع المرء إلا أن يتساءل كيف نلائم جميعًا على الأرض. ولكن على الرغم من هذا التنوع ، فإن جميع الكائنات الحية على هذا الكوكب تشترك في العديد من الميزات الأساسية.
مجتمع كل الكائنات الحية
يأتي الدليل من عدة سمات رئيسية للكائنات الحية:
- الحاجة للتغذية (استهلاك الطاقة وتحويلها داخل الجسم) ؛
- احتياجات التنفس (الأكسدة الحيوية)
- استنساخ القدرة ؛
- النمو والتطور طوال دورة الحياة.
يتم تمثيل أي من العمليات المذكورة أعلاه في الجسم بواسطة كتلة من التفاعلات الكيميائية. كل ثانية داخل أي كائن حي ، وحتى أكثر من شخص ، تحدث مئات ردود الفعل من تخليق واضمحلال الجزيئات العضوية. هيكل وخصائص العمل الكيميائي والتفاعل مع بعضها البعض والتوليف والاضمحلال وبناء هياكل جديدة للجزيئات العضوية وغير العضوية - كل هذا هو موضوع الدراسة.علم كبير وممتع ومتنوع. الكيمياء الحيوية هي مجال معرفي تقدمي شاب يدرس جميع العمليات الكيميائية التي تحدث داخل الكائنات الحية.
كائن
موضوع دراسة الكيمياء الحيوية هو فقط الكائنات الحية وجميع عمليات النشاط الحيوي التي تحدث فيها. على وجه التحديد ، التفاعلات الكيميائية التي تحدث أثناء امتصاص الطعام ، وإطلاق الفضلات ، والنمو والتطور. إذن ، أساسيات الكيمياء الحيوية هي دراسة:
- أشكال الحياة غير الخلوية - الفيروسات.
- خلايا بدائية النواة للبكتيريا.
- النباتات العليا والدنيا.
- حيوانات من جميع الفئات المعروفة.
- جسم الانسان
في الوقت نفسه ، تعد الكيمياء الحيوية بحد ذاتها علمًا حديث العهد ، نشأ فقط مع تراكم قدر كافٍ من المعرفة حول العمليات الداخلية في الكائنات الحية. يعود ظهورها وانفصالها إلى النصف الثاني من القرن التاسع عشر.
الفروع الحديثة للكيمياء الحيوية
في المرحلة الحالية من التطوير ، تشتمل الكيمياء الحيوية على عدة أقسام رئيسية ، والتي يتم عرضها في الجدول.
| قسم | التعريف | موضوع الدراسة |
| الكيمياء الحيوية الديناميكية | يدرس التفاعلات الكيميائية التي تكمن وراء التحويل البيني للجزيئات داخل الجسم |
المستقلبات - جزيئات بسيطة ومشتقاتها ، تتشكل نتيجة تبادل الطاقة ؛ السكريات الأحادية والأحماض الدهنية والنيوكليوتيدات والأحماض الأمينية |
| الكيمياء الحيوية الساكنة | يدرس التركيب الكيميائي داخل الكائنات وهيكل الجزيئات | فيتامينات ، بروتينات ، كربوهيدرات ، أحماض نووية ، أحماض أمينية ، نيوكليوتيدات ، دهون ، هرمونات |
| الطاقة الحيوية | انخرط في دراسة امتصاص وتراكم وتحويل الطاقة في النظم البيولوجية الحية | أحد أقسام الكيمياء الحيوية الديناميكية |
| الكيمياء الحيوية الوظيفية | يدرس تفاصيل جميع العمليات الفسيولوجية للجسم | التغذية والهضم ، والتنفس ، وتنظيم التوازن الحمضي القاعدي ، وتقلص العضلات ، وتوصيل النبضات العصبية ، وتنظيم الكبد والكلى ، وعمل الجهاز المناعي واللمفاوي ، وما إلى ذلك |
| الكيمياء الحيوية الطبية (الكيمياء الحيوية البشرية) | يدرس عمليات التمثيل الغذائي في جسم الإنسان (في الكائنات الصحية وفي الأمراض) | تسمح لنا التجارب على الحيوانات بتطوير ثقافات نقية من البكتيريا المسببة للأمراض التي تسبب الأمراض لدى البشر وإيجاد طرق لمكافحتها |
وهكذا ، يمكننا القول أن الكيمياء الحيوية هي مجموعة كاملة من العلوم الصغيرة التي تغطي مجموعة كاملة من العمليات الداخلية الأكثر تعقيدًا للأنظمة الحية.
علوم الابنة
بمرور الوقت ، تراكمت الكثير من المعارف المختلفة وتشكلت العديد من المهارات العلمية في معالجة نتائج الأبحاث ، وتكاثر المستعمرات البكتيرية ، وتكرار الحمض النووي والحمض النووي الريبي ،تضمين أقسام معروفة من الجينوم بالخصائص المرغوبة ، وما إلى ذلك ، مما خلق الحاجة إلى علوم إضافية هي علوم الأطفال للكيمياء الحيوية. هذه علوم مثل:
- علم الأحياء الجزيئي ؛
- هندسة وراثية ؛
- جراحة الجينات
- علم الوراثة الجزيئية ؛
- الأنزيم ؛
- علم المناعة ؛
- الفيزياء الحيوية الجزيئية.
لكل مجال من مجالات المعرفة المدرجة الكثير من الإنجازات في دراسة العمليات الحيوية في النظم البيولوجية الحية ، لذلك فهي مهمة للغاية. كلهم ينتمون إلى علوم القرن العشرين
أسباب التطوير المكثف للكيمياء الحيوية والعلوم التابعة
في عام 1958 اكتشف القرآن الجين وبنيته ، وبعد ذلك في عام 1961 تم فك الشفرة الوراثية. ثم تم إنشاء بنية جزيء الحمض النووي - هيكل مزدوج تقطعت به السبل قادر على المضاعفة (التكاثر الذاتي). تم وصف جميع التفاصيل الدقيقة لعمليات التمثيل الغذائي (الابتنائية والتقويض) ، ودُرِسَت البنية الثلاثية والرباعية لجزيء البروتين. وهذه ليست قائمة كاملة بالاكتشافات العظيمة في القرن العشرين ، والتي تشكل أساس الكيمياء الحيوية. كل هذه الاكتشافات تخص علماء الكيمياء الحيوية والعلوم نفسها. لذلك ، هناك العديد من المتطلبات الأساسية لتطويره. هناك عدة أسباب حديثة لديناميتها وشدتها في تكوينها.
- تم الكشف عن أسس معظم العمليات الكيميائية التي تحدث في الكائنات الحية.
- تمت صياغة مبدأ الوحدة في معظم العمليات الفسيولوجية وعملية الطاقةلجميع الكائنات الحية (على سبيل المثال ، هم نفس الشيء بالنسبة للبكتيريا والبشر).
- توفر الكيمياء الحيوية الطبية المفتاح لعلاج مجموعة من الأمراض المعقدة والخطيرة.
- بمساعدة الكيمياء الحيوية ، أصبح من الممكن الاقتراب من حل أكثر القضايا العالمية في علم الأحياء والطب.
ومن هنا الاستنتاج: الكيمياء الحيوية هي علم تقدمي ومهم وواسع النطاق للغاية يسمح لك بالعثور على إجابات للعديد من الأسئلة البشرية.
الكيمياء الحيوية في روسيا
في بلادنا ، الكيمياء الحيوية هي نفس العلم التقدمي والمهم كما هو الحال في العالم كله. يوجد على أراضي روسيا معهد الكيمياء الحيوية الذي يحمل اسم A. I. A. N Bach RAS ، معهد الكيمياء الحيوية وعلم وظائف الأعضاء الدقيقة. G. K. Skryabin RAS ، معهد أبحاث الكيمياء الحيوية SB RAS. لعلمائنا دور كبير ومزايا عديدة في تاريخ تطور العلم. على سبيل المثال ، تم اكتشاف طريقة الرحلان الكهربي المناعي ، واكتشاف آليات تحلل السكر ، وصياغة مبدأ تكامل النيوكليوتيدات في بنية جزيء الحمض النووي ، وتم إجراء عدد من الاكتشافات المهمة الأخرى. في نهاية القرن التاسع عشر وبداية القرن العشرين. في الأساس ، لم يتم إنشاء معاهد كاملة ، ولكن تم إنشاء قسم الكيمياء الحيوية في بعض الجامعات. ومع ذلك ، سرعان ما كانت هناك حاجة لتوسيع مساحة دراسة هذا العلم فيما يتعلق بتطوره المكثف.
العمليات البيوكيميائية للمصانع
ترتبط الكيمياء الحيوية للنباتات ارتباطًا وثيقًا بالعمليات الفسيولوجية. بشكل عام موضوع دراسة الكيمياء الحيوية وعلم وظائف الأعضاء للنبات هو:
- نشاط نباتيالخلايا ؛
- التمثيل الضوئي ؛
- التنفس ؛
- النظام المائي للنباتات
- التغذية المعدنية
- جودة المحاصيل وعلم وظائف الأعضاء لتكوينها ؛
- مقاومة النبات للآفات والظروف البيئية المعاكسة.
قيمة للزراعة
معرفة العمليات العميقة للكيمياء الحيوية في الخلايا والأنسجة النباتية تجعل من الممكن تحسين نوعية وكمية محاصيل النباتات الزراعية المزروعة ، والتي تعد منتجة للأغذية المهمة للبشرية جمعاء. بالإضافة إلى ذلك ، فإن وظائف الأعضاء والكيمياء الحيوية للنباتات تجعل من الممكن إيجاد طرق لحل مشاكل الإصابة بالآفات ، ومقاومة النبات للظروف البيئية المعاكسة ، وجعل من الممكن تحسين جودة إنتاج المحاصيل.
