In questa lezione discuteremo di una scienza molto importante, che ha molti ruoli importanti nella nostra vita quotidiana. Questa scienza si chiama Biochimica. La biochimica ha svolto un ruolo importante nelle scienze mediche e della salute, nell'agricoltura, nell'industria, nella biologia molecolare, nella genetica. È una scienza molto importante, perché tutto ciò che ha a che fare con la nostra salute generale, l'alimentazione o la medicina, ha le sue radici in essa.
Impareremo:
- Cos'è la biochimica?
- Cosa studia la biochimica?
- Cosa sono le biomolecole e la loro funzione?
- Cosa sono le reazioni biochimiche?
- Cos'è il metabolismo?
- Applicazioni della biochimica.
- Filiali di biochimica.
Cos'è la biochimica?
La biologia è una scienza naturale che studia la vita e gli organismi viventi. La chimica è lo studio della materia e dei cambiamenti che la materia subisce. La scienza che riunisce queste due importantissime scienze è la Biochimica , detta anche chimica della vita. Questo è il motivo per cui la biochimica necessita di conoscenze precedenti di chimica e biologia di base. La biochimica è lo studio dei processi chimici all'interno e relativi agli organismi viventi. La biochimica è da qualche parte nel mezzo tra la chimica (che riguarda gli atomi) e la biologia (che riguarda le cellule). La biochimica è il dominio di grandi biomolecole composte da migliaia o più atomi, come carboidrati, lipidi, proteine, acidi nucleici ( DNA e RNA) . Si tratta di esplorare le loro interazioni e le reazioni chimiche che compaiono in ogni organismo vivente. Le reazioni chimiche che avvengono all'interno degli esseri viventi sono chiamate reazioni biochimiche. La somma di tutte le reazioni biochimiche in un organismo è indicata come metabolismo . Il metabolismo include reazioni cataboliche, che sono reazioni di rilascio di energia, o reazioni esergoniche; e reazioni anaboliche, che sono reazioni di assorbimento di energia o endergoniche. Gli enzimi (la maggior parte dei quali sono proteine) accelerano le reazioni biochimiche.
L'inizio della biochimica potrebbe essere stato segnato dalla scoperta del primo enzima, la diastasi nel 1833 da parte di Anselme Payen. Sebbene il termine "biochimica" sembri essere stato usato per la prima volta nel 1882, è generalmente accettato che la monetazione formale della biochimica sia avvenuta nel 1903 da Carl Neuberg (chimico tedesco).
Gli scienziati formati in biochimica sono chiamati biochimici. I biochimici studiano DNA, RNA, proteine, lipidi, carboidrati. Supportano la nostra comprensione della salute e della malattia, forniscono nuove idee ed esperimenti per capire come funziona la vita, contribuiscono con informazioni innovative alla rivoluzione tecnologica e lavorano a fianco di chimici, fisici, operatori sanitari e molti altri professionisti.
Cosa studia la biochimica?
In quanto sottodisciplina sia della biologia che della chimica, la biochimica si concentra sui processi che avvengono a livello molecolare. La biochimica studia le proprietà chimiche di importanti molecole biologiche , come proteine, acidi nucleici, carboidrati e lipidi. Esamina anche il modo in cui le cellule comunicano tra loro , ad esempio durante la crescita o la lotta contro le malattie. I biochimici devono capire in che modo la struttura di una molecola è correlata alla sua funzione, consentendo loro di prevedere come le molecole interagiranno. La biochimica si occupa delle reazioni chimiche che sono coinvolte in vari processi come la riproduzione, il metabolismo, la crescita, l'ereditarietà. La biochimica è strettamente correlata alla biologia molecolare (lo studio dei meccanismi molecolari dei fenomeni biologici).
Biomolecole e loro funzioni
Una biomolecola è qualsiasi molecola presente negli organismi viventi, comprese grandi macromolecole come proteine, carboidrati, lipidi e acidi nucleici, nonché piccole molecole come metaboliti primari, metaboliti secondari e prodotti naturali. Sono importanti per la sopravvivenza delle cellule viventi.
- I carboidrati sono biomolecole costituite da carbonio e acqua. Gli organismi viventi usano i carboidrati come energia accessibile per alimentare le reazioni cellulari e per il supporto strutturale all'interno delle pareti cellulari. Ecco perché i carboidrati sono molto importanti.
- I lipidi sono lunghe catene di molecole di carbonio e idrogeno. I tipi principali includono grassi e oli, cere, fosfolipidi e steroidi. I lipidi svolgono diverse funzioni nelle cellule. Sono responsabili della conservazione dell'energia, della segnalazione e agiscono come componenti strutturali delle membrane cellulari. La forma più comune di lipidi presenti negli alimenti sono i trigliceridi.
- Le proteine sono macromolecole, costituite da una o più lunghe catene di residui amminoacidici. Esistono 20 diversi tipi di aminoacidi che possono essere combinati per formare una proteina. Le proteine svolgono molti ruoli critici nel corpo. Svolgono la maggior parte del lavoro nelle celle. Inoltre, le proteine sono necessarie per la funzione, la struttura e la regolazione degli organi e dei tessuti del corpo. Le proteine sono un importante elemento costitutivo di ossa, muscoli, cartilagine, pelle e sangue.
- Gli acidi nucleici sono le macromolecole biologiche essenziali per tutte le forme di vita conosciute. Il termine acido nucleico è il nome generale di DNA (acido desossiribonucleico) e RNA (acido ribonucleico). Sono composti da nucleotidi. Un nucleotide è costituito da tre componenti: una base azotata, uno zucchero pentoso e un gruppo fosfato. Le funzioni degli acidi nucleici hanno a che fare con la conservazione e l'espressione dell'informazione genetica, codificano l'informazione genetica degli organismi.
A volte una biomolecola può contenere componenti di due delle classi principali, come la glicoproteina (carboidrati+proteine) o la lipoproteina (lipidi+proteine).
Oltre alle principali classi di biomolecole, ci sono molte molecole organiche relativamente piccole richieste dalle cellule per funzioni molto specifiche; come aiuto nella funzione degli enzimi o aiuto nelle vie metaboliche.
Applicazioni della biochimica
La biochimica è applicata in vari settori, tra cui la medicina, l'industria farmaceutica, l'agricoltura, la scienza dell'alimentazione, la genetica, ecc.
- Test : gravidanza, screening del cancro al seno, test genetici prenatali, esami del sangue, ecc. E molti altri test possono essere eseguiti. I test biochimici sono più spesso applicati a campioni di siero, plasma e urina. In questo test vengono misurati i livelli di sostanze chimiche specifiche ei risultati vengono confrontati con quelli rappresentativi di un individuo sano. Un aumento o una diminuzione di uno o più componenti particolari può aiutare a identificare un processo patologico. Con la diagnostica di laboratorio si salvano molte vite.
- Scienza dell'alimentazione : la biochimica riguarda le 4 macromolecole biologiche: proteine, carboidrati, lipidi e acidi nucleici. Il cibo è composto da queste cose, quindi ci sono molte applicazioni della biochimica nella scienza dell'alimentazione.
- L'industria farmaceutica si basa sulla biochimica perché la composizione chimica del corpo deve essere studiata in relazione alle sostanze chimiche che mettiamo nel nostro corpo quando usiamo i farmaci. Alcuni dei farmaci sono stati sviluppati proprio grazie alla ricerca biochimica.
- Genetica - La biochimica è unica nel fornire insegnamento e ricerca nell'ingegneria genetica.
- Agricoltura - In agricoltura, i biochimici studiano suolo e fertilizzanti. Altri obiettivi sono lo stoccaggio delle colture, il miglioramento della coltivazione delle colture e il controllo dei parassiti.
Filiali di biochimica
Il campo di studio della biochimica è ampio. I seguenti sono alcuni dei rami della biochimica:
- Biochimica animale . È una branca della biochimica che studia la struttura e la funzione dei componenti cellulari - proteine, carboidrati, lipidi, acidi nucleici - e altre biomolecole negli animali.
- Biochimica vegetale . È lo studio della biochimica degli organismi autotrofi come la fotosintesi e altri processi biochimici specifici delle piante.
- Biologia molecolare. La biologia molecolare è la branca della biologia che riguarda le basi molecolari dell'attività biologica all'interno e tra le cellule, compresa la sintesi molecolare, la modifica, i meccanismi e le interazioni.
- Biologia cellulare. La biologia cellulare (anche biologia cellulare o citologia) studia la struttura e la funzione della cellula, nota anche come unità di base della vita.
- Immunologia. L'immunologia copre lo studio del sistema immunitario in tutti gli organismi.
- Genetica. Questo ramo si occupa dello studio dei geni, della variazione genetica e dell'ereditarietà negli organismi.
- Enzimologia. L'enzimologia è lo studio degli enzimi, le molecole biologiche (tipicamente proteine) che accelerano significativamente la velocità di praticamente tutte le reazioni chimiche che avvengono all'interno delle cellule.
Riassumiamo!
- La biochimica è lo studio dei processi chimici all'interno e relativi agli organismi viventi.
- Questa scienza è tra chimica e biologia.
- La biochimica studia le proprietà chimiche di importanti molecole biologiche, la loro struttura, funzioni, interazioni, ecc.
- Una biomolecola è qualsiasi molecola presente negli organismi viventi e le biomolecole sono molto importanti per la sopravvivenza delle cellule viventi.
- Le principali classi di biomolecole sono proteine, carboidrati, lipidi e acidi nucleici.
- Le reazioni chimiche che avvengono all'interno degli esseri viventi sono chiamate reazioni biochimiche.
- Gli enzimi accelerano le reazioni biochimiche.
- La somma di tutte le reazioni biochimiche in un organismo è indicata come metabolismo.
- La biochimica è applicata in vari settori, tra cui la medicina, l'industria farmaceutica, l'agricoltura, la scienza dell'alimentazione, la genetica, ecc.
- Alcuni dei rami della biochimica sono la biochimica animale, la biochimica vegetale, la biologia molecolare, la biologia cellulare, l'immunologia, la genetica, l'enzimologia, ecc.
