Biokemija

Izvor: Wikipedija

Biokemija je kemija života, most između biologije i kemije koji proučava kako kompleksne kemijske reakcije stvaraju život. Biokemija je hibridni dio kemije koji konkretno proučava kemijske procese u živim organizmima.

Ovaj članak opisuje samo kopnenu biokemiju, koja počiva na ugljiku i vodi. Kako svi oblici života koje danas imamo na planetu imaju zajedničko porijeklo, prema tome imaju i slične biokemije, kao što su genetski kod i stereokemija mnogih biomolekula. Nepoznato je da li su naizmjenične biokemije uopće i moguće.

Biokemija proučava strukturu i funkciju staničnih komponenti, kao što su proteini, ugljikohidrati, lipidi, nukleinske kiseline i ostale biomolekule. Iako postoji ogroman broj različitih biomolekula, oni se često sastoje od istih jedinica koje se ponavljaju monomera, ali koji se ponavljaju u različitim sekvencima. Nedavno, biokemija se počela fokusirati na proučavanje reakcija u kojima su katalizatori enzimi, i na proučavanje osobina proteina.

Biokemija metabolizma stanice i biokemija endokrinog sistema su dva domena koja su intezivno proučavana. Druga područja koje spadaju pod pojam biokemije su genetski kod (DNK, RNK), sinteza proteina, transport kroz staničnu membranu i transdukcija signala.

[uredi] Povijest

Biokemija danas uvelike proizlazi iz otkrića objavljenog od strane njemačkog znanstvenika Friedricha Wöhlera 1828. g. Wöhler je bio suvremenik Schleidena i Schwana. Revolucionarizirao je poimanje biologije i kemije dokazavši kako se urea (mokraćevina), organski spoj biološkog podrijetla, može sintetizirati u laboratoriju iz anorganske tvari, amonijeva cijanata. Do tada je bilo rašireno opće mišljenje da su živi organizmi svijet za sebe te da nisu pod utjecajem zakona kemije i fizike. Dokazavši kako se spoj koji stvaraju živi – biokemijski – organizmi može sintetizirati u laboratoriju kao bilo koja druga kemikalija, Wöhler je potpomogao brisanje pojmovnih razlika između živog i neživog svijeta te rušenje predodžbe da su biokemijski procesi na neki način izuzeti od zakona kemije i fizike.

Drugi se značajan napredak pojavio oko 40 godina kasnije, kada je Louis Pasteur povezao aktivnost živih organizama s pojedinim procesima pokazujući kako su žive stanice kvasca potrebne za odvijanje fermentacije (vrenja) šećera u alkohol. Nakon ovog opažanja je uslijedio pronalazak Eduarda i Hansa Buchnera iz 1897. koji su ustvrdili da se fermentacija može odvijati i potpomognuta samo izlučevinama stanica kvasca - fermentima. Postupno se otkrilo da su aktivni agensi u izlučevinama bili specifični biološki katalizatori, koji su otada prozvani enzimima.

Značajan napredak u našem razumijevanju funkcije stanice se dogodio 1920.-ih i 1930.-ih kada su razjašnjeni biokemijski putevi vrenja i sličnih staničnih procesa. To je bilo razdoblje tijekom kojeg su se istaknuli njemački biokemičari predvođeni Gustavom Embdenom, Otto Meyerhof, Otto Warburg, i Hans Krebs. Spomenuti su ovjekovječeni imenima biokemijskih puteva (primjerice Embden-Meyerhofov put glikolize i Krebsov ciklus). U otprilike isto vrijeme, Fritz Lipmann, američki biokemičar, otkriva da je visokoenergetski spoj adenozin trifosfat (ATP) ključni pohranitelj energije u većini stanica.

Važan napredak u proučavanju biokemijskih reakcija i puteva se događa kada se radioaktivni izotopi poput ³H, ¹⁴C, i ³²P počinju koristiti pri praćenju metaboličkih zbivanja pojedinih atoma i molekula. Melvin Calvin i njegovi kolege s kalifornijskog sveučilišta Berkeley, su bili pioniri na ovom polju budući da su prvi pratili zbivanja ¹⁴C-označenog ugljikova dioksida. ¹⁴CO₂, u osvijetljenim stanicama alge koje su aktivno fotosintetizirale. Njihov je rad iz 1940.ih i 1950.-ih, doveo do tumačenja Calvinova ciklusa.