La bioquímica es una rama que estudia la composición química de la estructura de la materia biológica y los cambios químicos en diversos procesos biológicos de la vida.
Los diferentes objetos biológicos se pueden dividir en bioquímica vegetal, bioquímica animal, microbiología, bioquímica, bioquímica de tejidos o procesos de insectos, bioquímica muscular, neuroquímica, inmunología, bioquímica y bioenergía. La investigación sobre diferentes aspectos se puede dividir en diferentes sustancias, química de proteínas, química de ácidos nucleicos y enzimología. La investigación sobre diversas sustancias naturales, química y química bioorgánica se puede dividir en diversas química bioinorgánica inorgánica o biológica inorgánica funcional en la disciplina biológica.
Desde la década de 1960, la integración de la bioquímica con otras disciplinas - algunas disciplinas punteras como la bioquímica, la farmacología, la paleontología, la ecología química o las ciencias aplicadas, la bioquímica médica, la biología, la química, la agronomía, la bioquímica industrial y la bioquímica nutricional.
Una breve historia de la bioquímica
El término bioquímica apareció a finales del siglo XIX y principios del XX, pero sus orígenes se remontan a un período anterior de la historia. Historia temprana de la fisiología y la química. Por ejemplo, en la década de 1880, Lavoisier demostró la respiración, la combustión y la oxidación, y casi al mismo tiempo, los científicos también descubrieron que la fotosíntesis es esencialmente el proceso inverso de la respiración animal. Otro ejemplo es que en 1828 Waller produjo en el laboratorio la primera materia prima sintética orgánica, urea. Romper lo orgánico sólo puede producir una perspectiva biológica y un duro golpe a la vitalidad.
En 1860 Pasteur demostró que la fermentación era causada por microorganismos, pero creía que era necesario vivir de levaduras. En 1897, los hermanos Broth descubrieron que no existía extracto celular ni fermentación de levadura, lo que demostró que las células vivas también pueden realizar actividades vitales complejas, como la fermentación, derrocando la regla de la "vitalidad".
El desarrollo de la bioquímica se puede dividir a grandes rasgos en tres etapas.
La primera etapa, desde finales del siglo XIX hasta la década de 1930, es principalmente la etapa de descripción estática, aislamiento biológico, purificación, identificación estructural, síntesis y propiedades físicas y químicas de cada parte. La estructura de Fisher determina los azúcares y los aminoácidos y, por tanto, la configuración de los azúcares, y afirma que las proteínas son enlaces abdominales. En 1926, Sumner preparó cristales de ureasa, demostrando que se trataba de una proteína.
Cuatro o cinco años después, Northrop y otros cristalizaron hidrolasas continuas en proteínas y señalaron que, sin excepción, todos establecieron un concepto de proteína, y las enzimas son proteínas. A través del análisis de alimentos y la investigación nutricional, descubrimos las vitaminas y dilucidamos sus estructuras.
Al mismo tiempo, otro tipo de sustancia juega un papel menos importante en la comprensión de las cantidades de hormonas. Aportadas desde el exterior, se diferencian de las vitaminas, que no dependen del propio animal y actúan por sí solas. Epinefrina, insulina y hormonas adrenocorticales en esta fase. Además, el bioquímico chino Wu Xian, 1931, desarrolló el concepto de cambio de sexo de las proteínas.
La segunda etapa del siglo XX, entre los 30 y los 50 años, se caracteriza principalmente por los cambios en las sustancias biológicas del organismo y el estudio de las rutas metabólicas, que es la llamada etapa bioquímica dinámica. . El rendimiento sobresaliente determina la glucólisis, el ciclo del ácido cítrico y el metabolismo de las grasas. La conversión de energía en la respiración, la fotosíntesis y el trifosfato de adenosina (ATF) son posiciones clave para una comprensión más profunda.
Por supuesto, la división de esta etapa es relativa. La comprensión de las vías biosintéticas llegó mucho más tarde. En las décadas de 1950 y 1960, sólo había vías biosintéticas claras para aminoácidos, purinopiridinas y ácidos grasos.
La tercera etapa se inició en los años 50, estudiando las principales características de la estructura y función de las macromoléculas biológicas. En esta etapa de desarrollo, la bioquímica penetró en la fisiología humana, las ciencias técnicas, la microbiología, la genética, la citología, la biología molecular y la bioquímica.
Además de agua y sales inorgánicas, las células vivas de materia orgánica están compuestas principalmente por átomos de hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo, azufre y carbono, y se dividen en dos categorías: moléculas pequeñas y macromoléculas. El primero incluye proteínas, ácidos nucleicos, polisacáridos y lípidos unidos, mientras que el segundo incluye vitaminas, hormonas, intermediarios metabólicos y aminoácidos, nucleótidos, azúcares, ácidos grasos, glicerina, etc., necesarios para la síntesis de macromoléculas biológicas.
En diferentes organismos existen diversos metabolitos secundarios, como terpenos, alcaloides, toxinas y antibióticos.
Aunque la identificación biométrica de firmas bioquímicas se encuentra en sus primeras etapas de desarrollo, a día de hoy seguimos buscando nuevos materiales. ¿Descubrió que los interferones y otras nucleósidos fosforilasas acíclicas son calmodulina? La fibronectina y las lectinas se han convertido en un importante tema de investigación.
También se sabe que los compuestos pueden encontrar nuevas funciones. La L-carnitina se descubrió en el siglo XX y no se supo que fuera un factor de crecimiento hasta principios de los años cincuenta. También se ha observado que en el siglo XX la edad de 60 años era portadora de oxidación biológica. ¿Cree que las diversas funciones fisiológicas que se encuentran en los productos de degradación de las poliaminas, como la putrescina, la cadaverina, la espermina y la espermidina, como la participación en la síntesis de ácidos nucleicos y proteínas, tienen un efecto estabilizador en la regulación? ADN superenrollado, regulación de la diferenciación celular.
Metabolismo, anabolismo y catabolismo. El primero es el proceso de obtener sustancias del medio ambiente y convertirlas en nuevas sustancias en el organismo, también llamados organismos de asimilación. Entre ellos, también se les llama organismos catabólicos. En el proceso de asimilación y disimilación, a través de una serie de pasos intermedios. Vías metabólicas intermedias químicas.
También se acompaña de cambios en los metabolitos energéticos. La energía mecánica, la energía química, el calor, la luz, la electricidad y otras energías del cuerpo se convierten en metabolismo energético, y el ATP desempeña un papel central en este proceso. Regulación ordenada del metabolismo biológico. La gran mayoría de las regulaciones de la vida se logran mediante efectos alostéricos.
Las diferentes funciones de las macromoléculas biológicas están estrechamente relacionadas con sus estructuras específicas. Sus principales funciones son la catálisis, transporte y almacenamiento de proteínas, equipamiento mecánico, movimiento, protección inmune, recepción y transmisión de información, regulación del metabolismo y expresión genética. Debido a los avances tecnológicos en el análisis estructural, diversas funciones a nivel molecular, un estudio en profundidad del movimiento molecular de las proteínas y las diversas funciones que realizan.
A principios de los años 80, ¿las proteínas podían cambiar la estructura de una molécula de proteína en una región específica? Gen de proteína transformadora. Esta tecnología no es sólo un nuevo método para estudiar la relación entre la estructura y función de las proteínas, sino que también abre funciones especiales y tiene amplias perspectivas de aplicación para sintetizar nuevas proteínas según sea necesario.
El estudio de la estructura y función de los ácidos nucleicos contribuye a dilucidar la naturaleza de los genes y comprender el flujo de información genética en los organismos. La forma principal del par correspondiente de moléculas de ácido nucleico es la interacción de moléculas de información que es la base de la estructura del ácido nucleico.
La expresión génica controlada es un tema central en la investigación de genética molecular y una parte importante del estudio de la estructura y función de los ácidos nucleicos. Se discutió desde diferentes perspectivas la comprensión de la expresión de genes procarióticos que regulan la expresión de genes eucariotas. La activación de la cromatina de la heterocromatina; los cambios conformacionales están regulados durante el ADN y las modificaciones químicas, como el procesamiento de los ARN potenciadores y reguladores y la regulación traduccional de las secuencias de ADN.
Hidratos de carbono de los organismos vivos, incluidos polisacáridos, oligosacáridos y monosacáridos. Las estructuras de polisacáridos, celulosa y quitina, materia vegetal y animal, almidón y glucógeno almacenan nutrientes. Los azúcares simples son la principal fuente de energía del cuerpo. La importancia de los oligosacáridos estructurales y funcionales se conoce desde los años 1970. Los oligosacáridos y las proteínas o lípidos pueden formar glicoproteínas, proteoglicanos y glicolípidos.
Debido a la complejidad de las estructuras de las cadenas de azúcar, tienen una gran capacidad de información y juegan un papel importante en el reconocimiento específico de determinadas sustancias e interacciones que afectan al metabolismo celular. ¿Desde la perspectiva de las tendencias de desarrollo? Agrupa azúcar, proteínas, ácidos nucleicos, enzimas e investigaciones bioquímicas. Está determinada por la estructura química de las macromoléculas biológicas y su síntesis puede realizarse en el laboratorio. Las macromoléculas biológicas y sus análogos sintéticos ayudarán a comprender la relación entre estructura y función. Algunos análogos tienen una mayor actividad biológica y pueden usarse en aplicaciones. La síntesis química de ADN genético artificial se puede obtener mediante los siguientes métodos y también se puede utilizar en ingeniería genética. Las proteínas obtenidas y sus análogos tienen importantes fuentes de energía.
Casi todas las reacciones químicas del organismo están catalizadas por enzimas. Las enzimas funcionan con alta eficiencia catalítica y especificidad. Estas propiedades dependen de la estructura de la enzima. La cinética y el mecanismo de las reacciones enzimáticas, así como la regulación de la actividad, controlan la relación entre la estructura y función de la enzima.
¿Una enzima está estrechamente relacionada con la vida humana y las actividades productivas, y una enzima está estrechamente relacionada con la industria y la agricultura? Ha recibido amplia atención en la producción industrial, la defensa y las aplicaciones médicas.
Las membranas biológicas están compuestas por lípidos y proteínas, y generalmente contienen hidratos de carbono. Su estructura básica se puede utilizar para representar diferencias en las interacciones entre moléculas de lípidos, proteínas de membrana y lípidos y proteínas que pueden moverse lateralmente. ¿La biopelícula y la conversión de energía, la transferencia de material e información, la diferenciación y división celular, la conducción nerviosa y la respuesta inmune son campos de actividad estrechamente relacionados? en la investigación bioquímica.
Regulador del metabolismo hormonal. El sistema endocrino y el sistema nervioso son dos sistemas de comunicación principales que están estrechamente relacionados entre sí. Desde la década de 1970, las hormonas se han estudiado en el contexto del crecimiento y muchas hormonas han sido identificadas con sus estructuras químicas como hormonas peptídicas y esteroides. Comprender los principios de funcionamiento de las hormonas, los cambios en la permeabilidad, las actividades de algunas enzimas celulares y los efectos de algunas expresiones genéticas. Las vitaminas también tienen un impacto importante en el metabolismo y se pueden dividir en dos categorías: solubles en agua y solubles en grasa. Los cofactores o coenzimas de la mayoría de las enzimas son relevantes para la biología y la salud.
Teóricamente, la evolución de la vida en la Tierra es homóloga y se formó gradualmente durante un proceso evolutivo de unos 4 mil millones de años. Los avances en bioquímica lo demostraron claramente a nivel molecular.
Muchos avances importantes en el desarrollo bioquímico pueden atribuirse a grandes avances. Desde la década de 1990, la tecnología informática ha penetrado amplia y rápidamente en diversos campos. La bioquímica tiene tantos instrumentos analíticos, lo que mejora enormemente el grado de automatización y eficiencia. También proporciona nuevos medios para el estudio de macromoléculas biológicas en análisis estructural, predicción de estructuras de proteínas y relaciones estructura-función. Sin duda, la bioquímica seguirá beneficiándose de futuros desarrollos, tecnologías y métodos innovadores.
La profunda influencia de la bioquímica se refleja en primer lugar en la estrecha conexión entre citología, microbiología, genética, fisiología, etc. y otras disciplinas biológicas. Una investigación en profundidad sobre la estructura y función de las macromoléculas biológicas ha revelado intoxicación, conversión de energía y muchas misteriosas transmisiones de información genética, fotosíntesis, conducción nerviosa, contracción muscular, acción hormonal, inmunidad celular y comunicación. Por lo tanto, la comprensión de la naturaleza de la vida ha saltado a una nueva etapa. Parece que
en los campos de la taxonomía y la ecología
la biología y la bioquímica, e incluso cuestiones sociales como el suministro mundial de alimentos y la protección del medio ambiente, desde una perspectiva bioquímica, todos deben considerar estudios de control poblacional. "
Bioquímica, biología y física, cuestiones importantes y complejas, puentes entre vidas pasadas, mostradas al mundo, disciplinas ventajosas, bioquímica, biofísica, física cuántica, la investigación en física es rica en contenido y promueve los avances en la física. y Biología.
La práctica de la bioquímica creció y produjo resultados en los sectores médico, agrícola, industrial y de defensa, lo que a su vez contribuyó al desarrollo y la producción práctica de estas industrias. Muestra la fuerza de las industrias de fermentación biológica, alimentaria, textil, farmacéutica y del cuero, como el curtido, la depilación, el desgomado de la seda, el método enzimático de la pulpa de algodón, no la tecnología antigua, la industria de fermentación moderna, los productos biológicos, la industria farmacéutica y otras industrias, incluidos los antibióticos. , disolventes orgánicos, ácidos orgánicos, aminoácidos, enzimas, hormonas, productos sanguíneos y vacunas, todos han creado un enorme valor económico, especialmente las enzimas inmovilizadas y la tecnología de células inmovilizadas para promover el desarrollo de la industria y la industria de la fermentación. >Referencia: Ciencia