ביוכימייה

עמוד:71

ביוכימייה מדע העוסק בחקר ההרכב הכימי של התמרים המצויים בגופיהם של צמחים ובעלי - חיים ושל התהליכים הכימיים המתחוללים בהם . מקורו של המנח בצרוף המלה ביום שפרושו חיים - עם המלה כימיה . הביוכימיה היא ענף של הכימיה , המשתמש אף בידע שנצבר במדע הביולוגיה . מדע זה כולל את חקר המבנה והתפקוד של המולקולות בעולם החי , את התהליכים המדיקים שבהם נוצרות או מתפרקות מולקולות אלה ואת תפקידם במעגל החיים . עם התפתחות הטכנולוגיה המדעית כוללת הביוכימיה בשנים האחרונות גם פתוח שיטות ליצור מולקולות במעבדה , שנוצרו בעבר אך ורק על ידי יצורים חיים . שלבים בהתפתחות הביוכימיה הביוכימיה המודרנית החלה להתפתח במאה ה - 18 , עם גלוי החמצן על ידי המדען הבריטי ג'וזף פריסטלי בשנת 1700 . אחריו הראה המדען הצרפתי אנטואן לוואזיה , כי החמצן נחוץ לגוף החי לצרך תהליכי הנשימה והבערה וכי בגוף מתרחשים תהליכי " חמצון " - כלומר קשור החמצן לחמרים מסימים לצרך הפקת אנרגיה ובנין הגוף . התפתחות נוספת חלה כאשר הכימאי השודי קרל של הפיק לראשונה חמצה לקטית ( חמצת חלב ) , חמצה ציטרית ( חמצת לימון ) וחמצה אורית ( חמצת שתן ) ממקורות ביולוגיים . צעד חשוב בהתפתחות הביוכימיה נעשה כאשר המדען הגרמני פרידריך וולר יצר בשנת 828 ו בדרך מלאכותית את מולקולת השתנן ( אוראה ) , מולקולה שבעבר יצרה רק על ידי יצורים חיים . התפתחות מהירה ארעה בביוכימיה בכל פעם שהתגלו חמרים חדשים , ובעקר עם גלוי האיזוטופים , שהם חמרים רדיואקטיביים שבעזרתם נתן לעקב אחרי חמר כימי לארך כל השנויים החלים בו . על ידי סמון חמר מסים באיזוטופ נתן לעקב אחרי התהליכים הביוכימיים המתרחשים בגוף ולגלות את חמרי הבינים ואת התוצר הסופי שנוצר ממולקולה מסימת . קפיצה אדירה בשטח הביוכימיה נעשתה בתחלת המאה ה - 20 כאשר המדען הגרמני אמיל פישר ותלמידיו גלו את קיום האנזימים - חמרים טבעיים המשמשים כמעין " בתי חרשת " קטנים ליצור או פרוק חמרים טבעיים . צעד חשוב נוסף נעשה בשנת 1926 על ידי הביוכימאי האמריקני ג'ימס סמנר , אשר בודד את האנזים אוראז והוכיח כי הוא עשוי מחלבון , כלומר שרשרת של חמצות אמיניות שונות הקשורות זו לזו . בתחלת שנות ה - 50 של המאה ה - 20 גלה המדען האמריקני לינס פולינג , כי לא רק הרכב המולקולות הביוכימיות בחלבון חשוב , אלא גם הצורה שבה הן מסתדרות במרחב , כלומר - צורתן התלת ממדית . מכאן קלה היתה הדרך להבין את תהליכי יצירת החלבונים על ידי הגוף החי וכיום - בעזרת ההנדסה הגנטית - גם ליצרם בדרך מלאכותית . חשיבות הביוכימיה כאמור , הביוכימיה עוסקת בלמוד מבנה המולקולות של עולם החי , כיצד הן נבנות , מה תפקידן ומתי הן פועלות . למוד תהליכים אלה הביא לפענוח תהליכי חיים שלא היו מובנים בעבר , להבנת הסבות למחלות רבות , להבנת פעילות המערכת החסונית והורמוני הגוף . יתרה מכך , פצוח ההרכב והמבנה של החמרים הללו ולמוד אפן הבניה שלהם הביאו לפתוח ענפים חדשים העוסקים בבידוד וביצור חמרים ביוכימיים , שנתן לנצלם לרפוי ( למשל יצור אינסולין והצלת חיי חולי סכרת , בידוד הורמון בלוטת התריס - התירוקסין ושפור חיי חולים בחסר הורמון זה ) , לשפור התזונה וליצור חמרים המשמשים אותנו בחיי היום - יום - כמו מוצרי הפלסטיק . איזוטופ אינסולין אנזימים ביולוגיה הורמונים הנדסה גנטית חסון חלבונים חמצן חמצות אמיניות כימיה לוואזיה , אנטואן לורן מולקולה פלסטיק שתנן ביולוגיה מדע העוסק בהקר היצורים החיים , מן הירודים ביותר ועד המין המפתח ביותר - המין האנושי . שני ענפי הביולוגיה העקריים הם הבוטניקה - חקר הצמחים , והזואולוגיה - חקר בעלי - החיים . משמעות המלה ביולוגיה היא מדעי החיים : ביוס פרושו - חיים , ולוגוס - תורה . בעת העתיקה ובימי הבינים עסקו החוקרים בתחום הביולוגיה בעקר בהתבוננות בצמחים ובבעלי - חיים ובתאורם . התפתחות גדולה חלה בביולוגיה כאשר החוקרים הוסיפו על התצפיות גם את הנסויים . בעזרת הנסויים הקפדניים והמבקרים שעשו הם יכלו לאסף מידע מדיק , לנתח ולהשוות אותו . מכשירי עזר שונים , ובראשם המיקרוסקופ , תרמו גם הם תרומה גדולה להרחבתו של תחום מחקר זה תחומי המחקר של הביולוגיה הביולוגיה כוללת מספר רב של ענפים : זואולוגיה , בוטניקה , וירולוגיה - חקר הוירוסים , מיקולוגיה - חקר הפטריות , אלגולוגיה - חקר האצות , מיקרוביולוגיה - חקר החידקים והחד - תאיים . הביולוגיה עוסקת גם בחקר מבנה התא היחיד - מדע הנקרא ציטולוגיה - ובודקת כיצד הוא מתחלק , כיצד הוא מיצר חמרים , וכיצד הוא נהפך לתא רגיל , לתא עצב או לתא של שריר , כבד , כליה ועוד . תחום נוסף וחשוב הנכלל בביולוגיה הוא האקולוגיה . תחום זה חוקר את פעלותיהם ותגובותיהם של היצורים החיים ביחסיהם עם כל הגורמים הנמצאים בסביבתם , כגון : רכוז החמצן , הפחמן הדו - חמצני , עצמת האור , עצמת הרוח , כמות המשקעים , מליחות המים ועוד . התחום המודרני ביותר , שהתפתח בעקבות התפתחות מדע הביוכימיה , הוא הביולוגיה המולקולרית . ביולוגיה מולקולרית היא תחום מדעי , העוסק בברור תופעות ותהליכים ביצורים חיים על סמך התגובות בין חמרים שונים , ביניהם חלבונים , שמנים , סכרים וחמצות גרעין . המחקרים בתחום הזה מוכיחים שיש בסיס משתף לכל צורות החיים הביולוגיה המולקולרית היא אמן - הורתן של ההנדסה הגנטית ושל הביוטכנולוגיה , המשמשת במפעלים

קודם  |  הבא