Biokeemia

Biokeemiaehkbioloogilinekeemiaon teaduselusorganismidekeemilisest koostisest, koostisosade muundumistest ja nende muundumiste seostest struktuuride spetsiifiliste funktsioonidega. Biokeemias kuiorgaanilise keemiaharuskehtivad kõik keemias tuntud üldmõisted ja seaduspärasused.

Biokeemia uurib bioloogilistemakromolekulideehkbiopolümeeridestruktuuri,biosünteesi,metabolismija keemiliste reaktsioonide mehhanisme. Biopolümeerid, naguvalgud(shensüümid),nukleiinhappedkui bioloogilise informatsiooni kandjad (desoksüribonukleiinhapeehkDNA,jaribonukleiinhapeehkRNA),lipiididjasahhariidid,koosnevad monomeeridest.

Biokeemia ja sellega seotud teadusharud uurivad ka väiksemate biomolekulide jm raku ehituskomponentide (v.a vesi) struktuuri, biosünteesi, metabolismi ja keemiliste reaktsioonide mehhanisme, ningpatoloogiagaseotut.

Biokeemia uurib ka organismideelundkondi(ehk elundisüsteeme ehk organisüsteeme) ning elundkondade ja haiguslike seisundite vahelisi seoseid.

Biokeemia ajalugu

Algselt arenes biokeemia koos orgaanilise keemiaga.19. sajandikeskpaiku hakkas biokeemia kujunema eraldi uurimisvaldkonnaks, kuna hakati tunnustama seisukohta, et elusorganismi keemia põhimõtteliselt ei erine eluta aine keemiast. Sellele eelnes kaks olulist avastust:1828sünteesisFriedrich Wöhlerkarbamiidija1850ndatelsünteesisMarcellin Berthelotrasva. Märkimisväärne edasiminek toimus sajandivahetusel, kui hakkas selguma ensüümide roll biokeemilistes reaktsioonides.1894pakkusHermann Emil Fischervälja tänapäevase seletuse ensüümide toimemehhanismi kohta ning1897tõestasEduard Buchner,et ensüümide katalüüsitud reaktsioonid toimuvad ka väljaspoolrakkuja on seega katseklaasis uuritavad.

19. sajandil oli eriala nimetuseks peamiselt füsioloogiline keemia, biokeemia nimetus võeti laiemalt kasutusele alates umbes aastast 1900. Esimesi, kes kasutas terminit 'biokeemia' oliVincenz Kletzinsky1850bndail.

20. sajandiesimesel poolel hakkas biokeemia kiiremini arenema. Kasutusele võeti kaasaegsedanalüüsimeetodid,mille abil tehti kindlaks peamised ainevahetusrajad (O. Warburg,O. F. Meyerhof,H. A. Krebs,M. Calvinjpt).1944tõestasidOswald AveryjaColin MacLeodnukleiinhapete seosegeenidega.Biokeemia edasine areng on olnud tihedalt seotudmolekulaarbioloogiaga,mistõttu tuleb nimetada kahte olulist edusammu:1951avastasLinus Paulingvalkude struktuuri ning1953avastasidJames WatsonjaFrancis CrickDNA struktuuri.

Biokeemia valdkonnad

Biokeemia labor

Eristataksestaatilist biokeemiatjadünaamilist biokeemiat.Staatilisel biokeemial on palju ühist orgaanilise keemiaga, sest ta uurib organismi komponentide struktuuri, koostist ja omadusi. Dünaamiline biokeemia uurib organismi tasandil ainete muundumist ja muutuste omavahelisi seoseid ainevahetusradades. Niisama hästi kui eraldi valdkonnaks on kujunenud kaanalüütiline biokeemia,milles eraldatakse ja tehakse kindlaks organismis leiduvaid aineid. Eraldi haruna tuntakse veelmeditsiinilist biokeemiat,mis uurib inimorganismi metabolismi ja haiguste molekulaarseid aluseid.

Biokeemia on tihedalt seotud selliste teadusharudega nagumolekulaarbioloogia,taimebioloogia(rakumembraanid ja fotosüntees),mikrobioloogia,biotehnoloogia,geneetika,füsioloogia,farmakoloogia,kliiniline meditsiin,histoloogia,toitumisteadusjpt.

Etümoloogia

Terminit "biokeemia" (eesliide "bio-" tähendabkreeka keelessõnaβίος,biosehk 'elu')kasutas esimest korda saksa keemikCarl Neuberg1903.aastal.

Biokeemialaborid

Biokeemilised analüüsid

Biokeemias tehakse analüüse niiin vitro(st katseklaasis, tehistingimustes) kui kain vivo(elusas, elusalt) meetoditega. Tuntuimadin vitroanalüütilised tehnikad on:

• Southern blot
• Northern blot
• Western blot
• Far-western blot
• Väljasoolamine
• Dialüüs
• Geelfiltratsioonikromatograafia
• Ioonvahetuskromatograafia
• Afiinsuskromatograafia
• Kõrgefektiivne vedelikkromatograafia(kõrgsurvevedelikkromatograafia)

Diagnostikaseadmed

Kasutusel on erinevad automatiseeritud seadmed, mis kasutavad ntbiomarkereid,massispektromeetritjpt.

Vaata ka

• biokeemiline geneetika
• bioorgaaniline keemia
• Eesti Biokeemia Selts
• ensümoloogia
• laboratoorne diagnostika
• lipidoloogia
• molekulaarbioloogia
• orgaaniline keemia

Kirjandus

• August Männik."Biokeemia", Valgus, 1985.
• M. Zilmer, E. Karelson, T. Vihalemm. "Üldine Biokeemia (I)", Tartu ülikool, 1993
• J. L. Tymoczko, Jeremy M. Berg, L. Stryer. "Biokeemia. Lühikursus", TTÜ Kirjastus, 2016

Välislingid

• Francis Edward J. Valpy."The etymology of the words of the Greek language",1860
• Mark Amsler."The Languages of Creativity: Models, Problem-solving, Discourse",1986
• M. V. Kulkarni, S. S. Thonte, S. S. Rathod, N. B. Ghiware."Biochemistry",2008
• Gerald Litwack."Human Biochemistry and Disease",2008
• Joe Rosen,Lisa Quinn Gothard."Encyclopedia of Physical Science" (Facts on File Science Library),2009