| himia | Дата: Среда, 2007-02-14, 8:46 PM | Сообщение # 1 |
 Admin
Группа: Администраторы
Сообщений: 124
Статус: Offline
| БИОХИМИЯ (биол. химия), изучает хим. состав и структуру в-в, содержащихся в живых организмах, пути и
способы регуляции их метаболизма, а также энергетич. обеспечение процессов, происходящих в клетке и организме.
Становление Б. как науки произошло на рубеже 19 и 20 вв.; термин "Б." предложен в 1903 К. Нейбергом.
Истоки биохим. знаний обнаруживаются в трудах ученых античного периода. Первые сведения о составе растит. и
животных тканей начали появляться в средние века, когда объектами хим. анализа становились лек. растения, органы
и ткани животных. Зарождение научных основ Б. началось во 2-й пол. 18 в. благодаря применению хим. методов
анализа в физиологии. Так, в 70-х гг. было установлено, что О2 атмосферы потребляется животными и выделяется
растениями, доказано, что дыхание человека и животных с хим. точки зрения представляет собой процесс окисления
(A. JIaвуазье 1770). В эти же годы выполнены исследования, приведшие к открытию фотосинтеза (Дж. Пристли, 1772;
Я. Ингехауз, 1779), а Л. Спалланцани было показано, что процесс пищеварения можно рассматривать как сложную
цепь хим. превращений.
К нач. 19 в. постепенно сформировались понятия о белках, жирах, углеводах, орг. к-тах; из прир. источников
(растительных и животных) был выделен ряд орг. в-в: мочевина из мочи (Г. Руэль), глицерин, лимонная, яблочная,
молочная и мочевая к-ты (К. Шееле), аспарагин (Л. Воклен) глюкоза и др. В 1828 Ф. Вёлер синтезировал мочевину из
цианата аммония, показав тем самым несостоятельность учения о жизненной силе (витализма). При исследовании
брожения были получены новые важные сведения о метаболизме в-в в живых организмах. Хим. ур-ние спиртового
брожения глюкозы предложено в 1815 Ж. Гей-Люссаком. В 1837 Й. Берцелиус постулировал, что брожение -
каталитич. процесс; Ю. Либих считал, что дрожжи (их Л. Пастер относил к живым организмам), вызывающие
брожение представляют собой катализатор. В 1877 М. М. Манассеина в России установила, что способностью
сбраживать сахар обладают и убитые дрожжи. Для подобного рода каталитич. агентов В. Кюне предложил название
"энзим" (в пер. с греч. - "закваска"). В 1897 братья Э. и П. Бухнеры получили бесклеточный экстракт дрожжей
(зимазу), вызывающий брожение. С последующего затем интенсивного изучения св-в дрожжевых экстрактов берет
начало совр. энзимология. К др. важнейшим достижениям Б. 2-й пол. 19 в. относятся выделение гликогена из печени
и обнаружение его превращения в глюкозу, поступающую в кровь (К. Бернар,-1850-55), открытие
дезоксирибонуклеиновой к-ты (Ф. Мишер,_1869), обнаружение специфичности ферментативного катализа (концепция
"ключ-замок", Э. Фишер, 1894), обоснование полипептидной теории строения белка (Ф. Гофмейстер, Э. Фишер, 1902),
разработка методов выделения и изучения митохондрий (Г. Альтман, 1890), первое упоминание о витаминах (X.
Эйкман, 1896). В эти же годы сформулированы осн. положения учения о наследственности (Г. Мендель, 1866),
предложена перекисная теория биол. окисления (А. Н. Бах, 1897), открыт хемосинтез у микроорганизмов (С. Н.
Виноградский, 1887), выяснена природа пищеварит. ферментов (И. П. Павлов, 1902), осуществлено отделение
панкреатич. амилазы от трипсина (А.Я. Данилевский, 1862) 1-я пол. 20 в. была периодом становления фундам.
биохим. концепций. В энзимологии разработаны теорегич. основы кинетики ферментативных р-ций (Л. Михаэлис, М.
Ментен, 1913), впервые получены в кристаллич. виде ферменты уреаза, пепсин и трипсин (Дж. Самнер, Дж. Нортроп,
20-30-е гг.), для изучения ферментсубстратных комплексов стали использовать фотометрич. методы (Б. Чане, 40-е гг.).
В конце 20-х гг. были выделены из мышечных экстрактов АТФ и креатинфосфат, открыта АТФ-азная активность
миозина (В.А. Энгельгардт, М.Н. Любимова 1939), в 40-е гг. Ф. Липманом разработаны представления о
высокоэнергетич. фосфатах и установлена центральная роль АТФ в биоэнергетике клетки. В области изучения биол.
окисления и метаболич. циклов был открыт "дыхательный фермент" цитохррмоксидаза (О. Варбург 1912),
сформулирована концепция дыхательного фосфорилирования (В. А. Энгельгардт, 1931), проведено количеств,
изучение окислит. фосфорилирования в р-циях гликолиза (В. А. Белицер, 1937). Открыты р-ция трансаминирования
(А. Е. Браунштейн, 1938), циклы мочевины и трикарбоновых к-т (X. Кребс, 1933, 1937), были открыты флавопротеиды
(1932), никотинамиднуклеотиды (О. Варбург, У. Эйлер, 1936). Вслед за установлением структуры хлорофила (Р.
Вильштеттер, А. Штоль, 1913), значит. успех достигнут в выяснении механизма фотосинтеза (М. Калвин, 1948). В 40-е
гг.
Л. Лелуаром открыты осн. пути биосинтеза углеводов, А. Сент-Дьёрдьи выделил аскорбиновую к-ту (20-30-е гг.).
Открытие ДНК у растений (А. Н. Белозерский, 1936) способствовало признанию биохим. единства растит. и
животного мира.
В эти годы созданы новые физ.-хим. методы анализа. Были заложены основы хроматографич. методов (М. С. Цвет,
1906). В 20-х гг. Т. Сведберг предложил использовать для седиментации белков ультрацентрифугу, вскоре этим
методом был выделен ряд вирусов. В 30-х гг. А. Тизелиусом заложены основы электрофореза, в 1944 А. Мартином и
др. создана распределит. хроматография, для определения структуры прир. соед. впервые стал использоваться
рентгеноструктурный анализ (Д. Кроуфут-Ходжкин, 40-е гг.). Благодаря использованию физ.-хим. методов в 50-х гг.
достигнуты крупные успехи в изучении двух важнейших классов биополимеров-белков и нуклеиновых к-т: Э.
Чаргафф провел детальный хим. анализ нуклеиновых к-т, открыта двойная спираль ДНК (Дж. Уотсон и Ф. Крик,
1953), определена структура инсулина (Ф. Сенгер, 1953), одновременно осуществлен синтез пептидных
гормонов-окситоцина и вазопрессина (Дю Виньо, 1953), открыт один из элементов пространственной структуры
белков- спираль (Л. Полинг, 1951). В эти годы Р. Замечником открыты рибосомы, что послужило стимулом для
изучения механизма синтеза белка.
На основе классич. Б. в этот период возникли самостоят. науки - молекулярная биология и биоорганическая химия.
Научное направление, объединяющее эти науки с биофизикой, получило название физ.-хим. биологии. Совр. период в
развитии Б. характеризуется новыми достижениями в изучении живой материи. В области энзимологии исследованы
сотни ферментных систем, во мн. случаях установлен механизм их каталитич. действия. Новые концепции возникли в
области Б. гормонов, в частности в связи с ролью аденилатциклазной системы; в области биоэнергетики, где было
открыто участие в генерации энергии клеточных мембран, в познании механизмов передачи нервного возбуждения и
биохим. основ высшей нервной деятельности и др. В настоящее время установлен в общих чертах механизм передачи
генетич. информации, реализующийся при репликации, транскрипции и трансляции, разработаны методы получения и
определения структуры отдельных генов, по существу завершено составление "метаболич. карты", т.е. путей
превращения в-в в клетке, свидетельствующей о биохим. общности живых организмов и непрерывности обмена в-в в
биосфере.
Достижения Б. широко используются в медицине, с. х-ве (животноводстве, растениеводстве), микробиологии,
вирусологии, способствуют становлению новых отраслей науки, напр. генетической инженерии и клеточной
инженерии, а также пром-сти, напр. биотехнологии. В совр. обществе высокий уровень развития Б. - необходимое
условие научно-технич. прогресса, неотъемлемый элемент общей культуры, материального благосостояния и
здоровья человека.
Я в контакте
|
| |
| |
