什么是生物化学,生物化学有什么作用,想知道吗?

作者:亚博yabo888vip网页版登录发布时间:2023-04-19 01:18

本文摘要:生物化学的特色与生长历程剖解学是从大要水平研究生物体的结构与功效,组织胚胎学在细胞水平,通过显微镜、电子显微镜来相识生物体细胞的结构与功效。而生物化学实际上是更深一个条理,在细胞分子水平研究生物体的结构与功效。生物化学有200多年历史,随着技术的生长,生物化学与其他学科有交织,如遗传学、生物工程学、生物信息学等。生物化学是一门古老的学科,也是一门新兴的学科,还是一门边缘学科、交织学科。 生物化学研究的最终目的是在分子水平展现生命运动的本质,以及致病机制和治疗原理。

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生物化学的特色与生长历程剖解学是从大要水平研究生物体的结构与功效,组织胚胎学在细胞水平,通过显微镜、电子显微镜来相识生物体细胞的结构与功效。而生物化学实际上是更深一个条理,在细胞分子水平研究生物体的结构与功效。生物化学有200多年历史,随着技术的生长,生物化学与其他学科有交织,如遗传学、生物工程学、生物信息学等。生物化学是一门古老的学科,也是一门新兴的学科,还是一门边缘学科、交织学科。

生物化学研究的最终目的是在分子水平展现生命运动的本质,以及致病机制和治疗原理。凭据其研究阶段差别,可以分为静态生物化学、动态生物化学以及功效生物化学3个生长阶段。

静态生物化学是研究生物体内物质的化学组成、理化性质和生物学功效。动态生物化学是关注生物体代谢历程。

功效生物化学则是研究生物大分子结构与功效的关系。一、生物化学的特色生物化学相比其他的化学学科有其奇特的特点,主要有:①研究工具为生物体内的化学物质。

因此,具有显着的化学特色,与其他的化学学科交织,但更重视其体内物质的生物学活性或生物学意义。②差别生物大分子其合成、结构和功效等方面各有特色。③代谢历程是分步举行的,而且受到准确的调控。如葡萄糖在空气中燃烧生成CO2和H2O是猛烈的放热反映,而在体内,却在温和的条件下举行,经由3大途径(葡萄糖剖析为丙酮酸、丙酮酸氧化为乙酰CoA和乙酰CoA氧化)、20多个一连反映才气完成,反映历程受酶及代谢物等准确控制。

④生物氧化历程主要以脱氢方式举行(如乙醇脱氢酶),而直接加氧反映在生物体代谢历程具有特殊的意义。⑤强调剖析代谢与合成代谢的偶联,物质代谢与能量代谢的偶联,合成代谢所需能量泉源于剖析代谢(能量守恒定律)。⑥关注生物大分子的结构与功效的关系。其中,卵白质结构与功效、核酸结构与功效、核酸的复制和卵白质的生物合成更具有生物化学特色。

⑦注重代谢历程的调控,使生物体内物质剖析与合成历程有条不紊地举行。⑧没有局限于分子水平研究生命现象,也在细胞或细胞器水平研究生命现象。如生物体的代谢调控可以在细胞、分子水平举行。

高等动植物还可以通过激素举行调控。酶活力调治是典型的分子水平调治,生物体内酶促反映(代谢历程)受反馈抑制影响。

酶含量的调治可发生在细胞水平。生物历程中酶的合成受诱导与阻遏的控制。⑨生物体内的代谢调控具有时空性。代谢调治受物种遗传基因的影响,情况因素也会影响基因的表达(如双胞胎或多胞胎患病情况有差异)。

简朴地说,生物体通过核酸、卵白质等生物大分子的复制、合成来控制生命运动的历程。生命现象通过卵白质功效实现。但从调控的时空分析,DNA是真正的出发点,而RNA是卵白质合成历程中不行或缺的中间体,它到场遗传物质的转录与翻译。核糖体是卵白质的合成场所。

转录历程将隐藏在DNA的分子信息转录到mRNA的三联体密码上,再通过tRNA翻译其中的遗传密码指导卵白质合成。二、生物化学的生长历程1.静态生物化学阶段(叙述生物化学阶段)生物化学早期是从生理学学科中分出来的。

生理学是以研究人体生理功效为主的学科,如心血管功效、消化道功效、骨骼功效、内排泄功效、肌肉功效等。在功效基础上,深入研究后就进入到细胞水平,生物化学就因此形成了一门独立的学科,最初叫生理生物化学,这一阶段主要为静态生物化学阶段,也称叙述生物化学阶段。

这一阶段的特点是对生命现象有零星的相识,主要研究生物体的化学组成,包罗糖类、脂类、卵白质和核酸等有机物组成,并对生物体种种组成身分举行分散、纯化、结构测定、合成及理化性质的研究,客观形貌组成生物体的物质含量、漫衍、结构、性质与功效。虽然也有生物体内的一些化学历程被发现,并举行过研究,但总的来说,还是以分析和研究生物体的组成身分为主,是生物化学的萌芽时期。2.动态生物化学阶段从20世纪初期开始,生物化学进入了蓬勃生长阶段。

科学家发现必须氨基酸、必须脂肪酸、多种维生素、激素等生物分子的结构,脲酶、胃卵白酶及胰卵白酶等酶也相继被分散纯化。在体内新陈代谢方面,由于化学分析及同位素示踪技术的生长与应用,如放射性核素示踪法,对生物体内主要物质代谢途径展开了深入研究并确定了部门生物分子的代谢历程,如糖酵解、三羧酸循环、脂肪酸β氧化及鸟氨酸循环等历程。

所以,此时期称为动态生物化学阶段。研究变得越发系统,主要研究大分子是什么?结构是什么?功效是什么?相识个体从发育到衰老历程的动态变化,细胞内的大分子的动态变化,更全面相识高分子化合物、小分子化合物的代谢途径、结构与功效。

3.功效生物化学阶段从20世纪中叶以来,生物化学生长的最显著特征是分子生物学的崛起。20世纪50年月后期展现了卵白质的生物合成途径,确定了合成代谢与剖析代谢网络组成的“中间代谢”。细胞内两类重要的生物大分子——卵白质与核酸成为研究焦点,核酸结构和卵白质生物合成途径被阐明。特别是在Jamdes D.Watson和Francis H.Crick提出DNA双螺旋结构后,证明晰遗传中心规则,推动分子生物学的生长并成为生物化学的主体。

X射线和多肽链氨基酸序列分析技术是20世纪50年月后分子生物学研究的两大技术支柱。1973年PaulBery、Herbert和Stanley Cohen建设了体外重组DNA技术,标志着基因工程的降生。1981年T.Cech发现了核酸酶,拓展了酶学研究内容。1985年Kary Mullis发现了聚合酶链反映(PCR)技术,使体外高效率扩增DNA得以实现。

1990年开始的人类基因组计划(human genome project,HGP)是生命科学领域的重大项目,2000年完成了人类基因组“事情框架图”。2003年4月,人类基因组序列图绘制乐成。三、我国对生物化学生长的孝敬在我国古代的夏禹时代,人们就可以乐成使用粮食举行酒类的酿造,到商周时期,酿酒与制酱技术已经十分盛行了,这些都是古代人民在无意识的情况下使用了生物活性物质——酶。

在公元前6世纪,春秋战国时期,我国就有使用曲举行消化疾病治疗的纪录;公元4世纪晋朝时,就有使用海藻(含碘)举行地方性甲状腺肿瘤的治疗;公元7世纪唐朝初期就有使用谷粮、中草药治疗雀目(即夜盲症)的纪录。可以说,在我国古代,人们虽然不清楚生物化学机理,但在无意识条件下,已经在生产、生活中以及医药领域中使用了生物化学知识,为生物化学的生长做出了庞大的孝敬。我国生物化学研究起步较晚,但在20世纪30~40年月我国生物化学事情者在临床生物化学、血液学、营养学、卵白质变性学及免疫学等学科或领域做了大量的事情,并取得了庞大的结果。我国生物化学的奠基人是吴宪(1893—1989),他率先提出了卵白质变性学说,对于研究卵白质大分子的高级结构有重要价值。

他还在血液分析、食物营养和免疫化学等领域作出了良好孝敬,至今在临床诊断方面还在使用他提出的血液系统分析法。特别是在1965年,我国科学家在世界上首次人工合成具有生物活性的牛胰岛素,1971年用X射线测定了猪胰岛素的分子结构,分辨率极高,到达了0.18nm。20世纪80年月中期对内源性吗啡物质举行了大量研究并乐成合成了内啡肽,所有这些结果都是由于我国生物化学家支付了庞大的努力才取得的。进入21世纪后,我国科学家到场了人类基因组计划,而且是唯一到场该计划的生长中国家,标志着我国生物化学研究处于世界的前列。

2014年开始,启动我国全部重大疾病人类卵白质组计划。由此,我国生物化学走在世界的前列,并成为世界卵白质组学的领头羊。生物化学研究的主要内容生物体的生命现象都是生物化学的研究内容,所有生命现象都与生物体的物质代谢、能量代谢及调控有重要关系。

生物化学研究的内容十分广泛,主要集中在以下几个方面。一、生物大分子的结构与生理功效生物体是由糖、脂类、氨基酸、卵白质、核酸和维生素与辅酶等生物分子在严密调控下形成的有序整体,生物体是由成千上万种化学身分组成。研究这些基本物质的化学组成、结构、理化性质、生物功效及结构与功效的关系是生物化学的研究重点。此外,生物大分子之间的互作机制也是生物化学的研究重点。

如卵白质与卵白质的相互作用在细胞信号转导历程中有重要作用,卵白质与核酸的相互作用以及核酸与核酸的相互作用是基因表达与调控的重要手段。分子结构、分子识别及分子调控是生物信息通报与功效表达的重要研究内容,而这些也是当前功效生物化学的研究热点。总体来说,当前生物化学研究的重点为生物大分子的结构与功效。

二、物质代谢、能量代谢及代谢的调治组成生物体的物质不停地举行着多种有纪律的化学变化,即新陈代谢(metabolism)或物质代谢。新陈代谢是生物体的基本特征,也是医学与药学生物化学学习内容中最基本、最重要和最具特色的部门。

生物体在生长发育和繁殖及病理等历程中,除与外界情况举行能量与物质交流外,在生物体内还举行了大量的能量与物质代谢,以维持其生物体内情况的相对恒定。如生物体逐日需要从情况中获得营养物质,并经消化吸收后生成葡萄糖、脂、氨基酸、水、维生素及无机盐等物质和能量,并以这些物质举行生物大分子的合成。生物体的合成代谢和剖析代谢在正常情况下,是保持动态平衡的,物质代谢也是在生物体的调治控制之下有条不紊举行的。

若物质代谢发生紊乱则可引起疾病。因此,研究物质代谢与物质代谢相互间的关系和代谢调控也是生物化学的重要组成部门。

生物体内所有的生物化学历程均在酶的催化作用下有条不紊地举行,掌握生理条件下种种生物大分子的物质代谢及调控纪律,有利于研究代谢异常可能引发的相关疾病,如糖尿病、高脂血病、酮尿酸症、地中海贫血病、肥胖症、暮年性痴呆、骨质疏松等。研究物质代谢、能量代谢及代谢调控纪律是医药生物化学课程的主要内容,与病理学、药理学及临床相关学科有重要关联。三、基因复制、表达及基因调控基因信息以DNA为模板,通过DNA碱基序列的贮式储存在细胞核内染色体中,通过DNA复制、RNA转录和卵白质翻译实现基因的表达与调控。基因表达是基因通过转录和翻译等一系列庞大历程指导合成具有特定功效的产物,其调控有多个条理,如转录水平的调控、翻译水平的调控和翻译后水平的调控等,是一个错综庞大而协调有序的历程,基因信息的正确通报和翻译与细胞的增殖、分化、衰老、细胞凋亡等正常生理历程有重要关系,也与细胞的病理历程,如肿瘤、免疫疾病、高血压、心血管疾病、血液疾病等有重要关联。

在细胞水平和分子水平研究正常的生理及病理机制,视察药物对生理历程的干预机制,也是当前药学生物化学和医学生物化学的重要研究内容。对基因表达调控的研究将进一步阐明生物大分子的结构、功效及疾病发生生长机制,从而在分子水平上为疾病的预防、诊断及治疗提供科学依据和技术支持。现在,基因表达及其调控是生物化学与分子生物学研究最重要、最活跃的领域之一。生物化学与医药学的关系生物化学相比剖解学、组织学、病理学等课程的学习来说,由于学习内容的抽象性,学习难度相对要大一点。

医学生物化学或药学生物化学是应用化学结构式和反映式来研究生物体的生物大分子的结构与功效,形貌生物分子的性质以及生命历程中物质与能量的代谢纪律以及调控,而这些在生物细胞水平和分子水平研究的内容中无法直观展示。从分子水平探究生命本质,为研究疾病发生机制及其诊疗方法提供更为科学的依据。如现在国际上基于单核苷酸多态性(SNPs)分析发生的“个体化诊疗”特点与中医的“辨证论治”有相似之处,中医辨证论治治疗疾病时,相同的疾病,辨证分型差别,治疗方药也差别;而差别的疾病,辨证分型相同,可用相同方药治疗。

SNPs与疾病诊断和药物治疗的关联性分析不仅可通过检测出的SNPs来预测、确定与疾病有关的基因,还能够事先掌握患者个体对于某种药物的反映特点,选择治疗效果最好、不良反映少等危险性最小的治疗方案举行准确的疾病治疗。药学生物化学是研究与药学科学相关的生物化学理论、原理与技术及其在药物研究、药物生产、药物质量控制与药物临床应用的基础学科。20世纪末,以化学模式为主体的药学科学迅速转向与生物学和化学相联合的新模式,种种组学技术,如基因组学、卵白质组学、转录组学、代谢组学以及系统生物学的迅速生长为新药的发现和中医药研究提供了重要的理论基础和技术手段。

应用现代生化技术从生物体获得的生理活性物质可开发为生物药物。生物化学药物是运用生物化学的研究效果,将生物体的重要活性物质用于疾病防治的一大类药物,在临床应用的已达数百种。中草药学药效身分的分散纯化及作用机理的研究也应用了生物化学的原理与技术。

种种药用天然产物以及微生物活性物质的生物合成和生物转化技术正在成为开创现代绿色化学制药工业的有效手段。生物化学生长迅速,生物化学的理论和方法在基础医学学科中也获得广泛应用并衍生出许多新的学科分支。

总之,生物化学是现代药学科学的重要理论基础,是药学、药品生产技术等专业的学生学好专业课程及以后从事药物研究、生产、质量控制与药品临床应用等的重要基础。重点小结课后习题一、名词解释生物化学、静态生物化学、动态生物化学、功效生物化学。

二、简答题1.什么是生物化学?生物化学的研究内容主要有哪些?2.生物化学的生长分为哪几个阶段?3.生物化学的特色是什么?与医药学有什么关系?。


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