- ما هي الكيمياء الحيوية؟
- تاريخ الكيمياء الحيوية
- أهمية الكيمياء الحيوية
- فروع الكيمياء الحيوية
- ماذا يفعل عالم الكيمياء الحيوية؟
نفسر ما هي الكيمياء الحيوية وتاريخها وأهمية هذا العلم. بالإضافة إلى الفروع التي يتكون منها وما يفعله عالم الكيمياء الحيوية.
ما هي الكيمياء الحيوية؟
الكيمياء الحيوية هي كيمياء الحياة، وهذا هو فرع من علم من يهتم بالتركيب المادي للكائنات الحية. يدرس هذا العلم المركبات الأولية التي تتكون منها وتسمح لـ كائنات حية ابق على قيد الحياه: بروتينالكربوهيدرات الدهون و ال احماض نووية.
من ناحية أخرى ، تدرس الكيمياء الحيوية أيضًا العمليات و تفاعلات كيميائية التي تحدث بين هذه المركبات ، سواء في الخلايا كما في الكائن الحي. تسمى هذه المجموعة من التفاعلات الكيميائية الحيوية التمثيل الغذائي ، عندما يتعلق الأمر بتحويل المركبات إلى أخرى ، التقويض ، عندما يتعلق الأمر بتدهور المركبات للحصول على طاقة، والتمثيل الغذائي ، عندما يتعلق الأمر بتوليف مركبات معقدة من مواد أبسط.
توجد الكيمياء الحيوية كمجال علمي قائم على تمييز الكيمياء العضوية (الذي يرأس الكربون هيكليًا) وأيضًا الكيمياء غير العضوية. هذا العلم يعتبر ذلك الجزيئات التي تتكون منها الكائنات الحية تتكون من الكربون والهيدروجين والأكسجين والنيتروجين والفوسفور والكبريت ، وهي جزيئات تشكل بدورها الخلايا والأعضاء وأنظمة الأعضاء التي تتكون منها الكائنات الحية.
إنه علم تجريبي بارز يلجأ إليه طريقة علمية، أي للتحقق من التجارب عن طريق العديد من التقنيات الآلية الخاصة وكذلك من خلال فروع العلوم الأخرى مثل الإحصاء والفيزياء. فهمه الجزيئي للحياة هو ، منطقياً ، نتيجة لتطور نظرية الخلية والتطور الحديث لـ جسدي - بدني, كيمياء ص مادة الاحياء.
تاريخ الكيمياء الحيوية
على الرغم من أن الكيمياء الحيوية في حد ذاتها هي مجال معرفي حديث نسبيًا ، إلا أن أسلافها تعود إلى العصور القديمة. مثال قديم جدًا حيث تنعكس الكيمياء الحيوية ، يتمثل في عملية صنع الخبز ، عندما يكون خميرة (التخمير).
لكن بداية هذا انضباط يقع في عام 1828 ، عندما نشر فريدريش فولر مقالًا عن تخليق اليوريا ، والذي أظهر أن المركبات العضوية ، على عكس ما كان يعتقد ، يمكن إنتاجها بشكل مصطنع في المختبر.
من ذلك الحين فصاعدا فهم مواد التي تشكل جسد الكائنات الحية نمت بشكل كبير بفضل دراسات لويس باستير ، ألبريشت كوسيل ، فيلهلم كوهن وإدوارد بوخنر في القرن التاسع عشر.
حدثت الثورة الحقيقية في الكيمياء الحيوية في النصف الثاني من القرن العشرين ، جنبًا إلى جنب مع البيولوجيا الجزيئية الحديثة. حدث هذا بسبب التقدم في تطوير التقنيات التجريبية مثل اللوني، ال الطرد المركزي، الرحلان الكهربائي ، المجهر الإلكتروني ، الرنين المغناطيسي النووي وغيرها التقنيات بل هي نتيجة التقدم العلمي والتكنولوجي ومجالات الكيمياء والفيزياء.
بفضل كل هذا ، أصبح من الممكن فهم دورات التمثيل الغذائي الخلوي ، وعلم المناعة ، والوظيفة الأنزيمية وتسلسل الحمض النووي، مما سمح بالتقدم مثل استنساخ الكائنات الحية والتدخل الجيني والعلاجات الجينية.
أهمية الكيمياء الحيوية
تعد معرفة الكيمياء الحيوية مفتاحًا لمختلف مجالات المعرفة التطبيقية ، مثل التكنولوجيا الحيويةوالطب والصيدلة والأغذية الزراعية و الصحة العامة، من بين أمور أخرى.
هذا يعني أن المعرفة البيوكيميائية هي المفتاح لفهم العمليات المتنوعة والمعقدة التي تحدث في الحياة ، والتي بدورها ضرورية لمعرفة كيفية حماية وتحسين جودتها.
فروع الكيمياء الحيوية
تضم الكيمياء الحيوية مجموعة كبيرة ومتنوعة من الفروع ، والتي تتغير وتصبح أكثر تعقيدًا مع تقدم المعرفة بالكيمياء والبيولوجيا. بعض من أهمها:
- الكيمياء الحيوية الإنشائية. إنه مهتم بالعمارة الجزيئية للمواد العضوية و الجزيئات الكبيرة بيولوجيًا ، مثل البروتينات أو السكريات أو الأحماض النووية (مثل DNA و RNA). إحدى مهامها كنظام هي هندسة (تجميع اصطناعي) للبروتينات.
- علم الإنزيمات. إنه مخصص لدراسة النشاط التحفيزي لـ الانزيمات، أي قدرتها على تنشيط أو تعطيل أو تسريع أو إبطاء أو تعديل التفاعلات الكيميائية التي تحدث داخل الكائن الحي بأي شكل من الأشكال.
- الكيمياء الحيوية الأيضية. إنه يركز على المسارات الأيضية المختلفة التي تحدث في الكائنات الحية على المستوى الخلوي ، وكذلك جميع التفاعلات الكيميائية التي تجعل الحياة كما نعرفها ممكنة. كما يشمل أيضًا الطاقة الحيوية والكيمياء الحيوية الغذائية ومجالات أخرى أكثر تحديدًا للدراسة.
- علم المناعة. يدرس العلاقات الكيميائية الموجودة بين الكائن الحي ومسببات الأمراض مثل فايروس ص بكتيريا قادرة على التسبب في المرض. تركيزها الرئيسي هو الجهاز المناعي، شبكة معقدة من علاقات الكشف والاستجابة على المستوى الخلوي والكيميائي الحيوي للكائن الحي.
ماذا يفعل عالم الكيمياء الحيوية؟
عالم الكيمياء الحيوية هو طالب في كيمياء الحياة. هذا يعني أن من بين مهامهم التجريب في الأمور الطبية والصيدلانية والسمية ، حيث تختص بكيمياء الجسم وفي التفاعلات التي يمكن أن تكون لصالح الحياة أو تضر بها.
في المنطقة الصناعية ، تعتبر المواد الكيميائية الحيوية حيوية بالنسبة لـ تكنولوجيا الغذاء النظافة و الامن. من ناحية أخرى ، يعمل هؤلاء المحترفون على الأساس الأساسي للتكنولوجيا الحيوية ، وهو فرع من العلوم مخصص لتطبيق المعرفة الكيميائية والبيولوجية معًا في قطاعات مثل الزراعة، ال تربية الماشيةوعلم العقاقير وما إلى ذلك. بفضل هذا ، أصبح من الممكن اليوم تحسين المحاصيل ، وتصميم عقاقير جديدة ، وإنتاج أغذية محددة لكل نوع من أنواع حيوانات المزرعة ، وتصنيع المبيدات الحشرية الأقل ضررًا للإنسان و الحيوانات، من بين العديد من التطبيقات الأخرى.