Կենսաքիմիա

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից

Կենսաքիմիան երբեմն կոչվում է կենսաբանական քիմիա, որը ուսումնասիրում է քիմիական գործընթացներ կապված կենդանի օրգանիզմների հետ:[1] Կենսաքիմիական պրոցեսները բացահայտում են կյանքի բարդությունը՝ կառավարելով կենսաբժշկական ազդանշանների ինֆորմացիայի հոսքը  և նյութափոխանակության ընթացքում քիմիական էներգիայի հոսքը: 20-րդ դարի վերջին տասնամյակներում կենսաքիմիան դարձավ ամենահմուտը կենսական գործընթացները բացատրելիս, իսկ հիմա գրեթե բոլոր բնական գիտությունները՝ բուսաբանությունը, բժշկությունը, գենետիկան հիմնվում են կենսաքիմիական հետազոտությունների վրա:[2] Այսօր  հիմնական ուղղությունը մաքուր կենսաքիմիայի կենսաբանական մոլեկուլների առաջացման գործընթացն է, որը տեղի է ունենում կենդանի բջիջների ներսում ,[3] որը իր հերթին հիմնականում  ուսումնասիրում է  հյուսվածքներ, օրգաններ և ամբողջ օրգանիզմը[4], այսինքն ՝ բոլոր կենսաբանությունը:

Կենսաքիմիան սերտորեն կապված է մոլեկուլային կենսաբանության հետ, որը մոլեկուլային մեխանիզմների գիտություն է, որը ուսումնասիրում է, թե ինչպես է ԴՆԹ-ում պարփակված գենետիկ ինֆորմացիան հանգեցնում կյանքի:[5] Կախված ճշգրիտ օգտագործվող տերմիններից, մոլեկուլային կենսաբանությունը կարող է ուսուցանվել որպես կենսաքիմիայի ճյուղ, կամ կենսաքիմիան գործիք, որով կարող ենք ուսումնասիրել մոլեկուլային կենսաբանությունը:

Կենսաքիմիայի մեծ մասը հիմնված է կառուցվածքների, գործառույթների և փոխազդեցությունների վրա, օրինակ՝ սպիտակուցներ, նուլեինաթթուներ, ածխաջրեր և լիպիդներ, որոնք ապահովում են բջիջների կառուցվածքը և կատարում են մի շարք գործառույթներ կյանքի հետ կապված: Բջջի քիմիան նույնպես կախված է փոքր մոլեկուլների և իոնների փոխազդեցությունից: Սրանք կարող են լինել անօրգանական, օրինակ՝ ջուր և մետաղական իոններ, կամ օրգանական, օրինակ՝ ամինաթթուներ, որոնք սպիտակուցի սինթեզին են մասնակցում: Այն մեխանիզմները, որով բջիջները շրջապատի էներգիա են կլանում  քիմիական ռեակցիաների միջոցով կոչվում է նյութափոխանակություն: Կենսաքիմիայի հիմունքները բաշխված են բժշկությունում, սնուցումում և գյուղատնտեսությունում: Բժշկությունում կենսաքիմիկները ուսումնասիրում են հիվանդությունների առաջացման պատճառները և բուժումը: Սնուցումում նրանք ուսումնասիրում են՝ ինչպես լավացնեն առողջությունը ճիշտ սնուցման միջոցով: Գյուղատնտեսությունում կենսաքիմիկները հայտնագործում են բերքի շատացման, պահպանման և կառավարման զարգացման համար ճանապարհներ:

Պատմություն[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Gerty Cori և Carl Coriնմիասին շահեցին Նոբելյան մրցանակ1947 թվականին Cori cycle at RPMI-ի հայտնաբերման համար:

Իր ամենլայն բացատրությամբ կենսաքիմիան կարող է անվանվալ մասնիկների ուսումնասիրման գիտություն, ինչպես են նրանք միանում կենդանի դառնալու համար և կենսաքիմիայի պատմությունը կարող է գնալ այնքան հետ, ինչքան Հին Հույները: Այնուամենայնիվ կենսաքիմիան որպես հատուկ գիտության ճյուղ ունի իր սկիզբը 19-րդ դարից կամ ավելի շուտ կախված կենսաքիմիայի, որ բաժնի վրա ենք կենտրոնանում: Որոշները պնդում են, որ կենսքիմիայի սկիզբն առաջին ֆերմենտների հայտնաբերումն է, մինչդեռ մնացածը համարում են Էդուարդ Բաչների առաջին հայտնաբերումը բարդ կենսաքիմիական պրոցեսների: 

Տերմինը, "կենսաքիմիա" ինքնին բխում է կենսաբանության և քիմիայի համակցությունից: 1877 թվականին Ֆելիքս Гоппе-Зейлера օգտագործել է տերմինը (biochemie Գերմանիայում) որպես հոմանիշ ֆիզիոլոգիական քիմիայի համար և նա պնդում է, որ ստեղծելու է հաստատություններ, որտեղ իր հետազոտութունը կանի:

Հիմնական տարրերը, որոնցից բաղկացած է մարդու մարմինը ցույց են առավել տարածված է (ըստ զանգվածի) առնվազն առատ.

Կենսաքիմիայի ուսումնասիրման առարկան Կենսաքիմիա գիտությունը ուսումնասիրում է՝ 

1. Օրգանիզմների (կենդանի) քիմիական բաղադրությունը (ստատիկ կենսաքիմիա)։

2. Կենդանի օրգանիզմում նյութափոխանակության քիմիական ռեակցիաները և օրենքները, ըստ որոնց ընթանում են այդ փոխարկումները (դինամիկ կենսաքիմիա)։

3. Կյանքի պրոցեսների ֆիզիոլոգիական ֆունկցիայի վերածման օրենքները կամ հակիրճ ուսումնասիրում է նյութափոխանակության և օրգանիզմի կենսաբանական ֆունկցիաների կապը։ Համարվում է ֆունկցիոնալ կենսաքիմիայի բաժինը։


Կենսաքիմիայի բաժինները
1. Ընդհանուր կենսաքիմիա – ուսումնասիրում է կենսագործունեության պրոցեսներին մասնակցող քիմիական նյութերի կառուցվածքի, բաղադրության և փոխարկումների օրինաչափությունները։


2. Կենսաօրգանական քիմիա – բացահայտում է կենդանի բջջի կարևորագույն համակարգերի գործունեության ֆիզիկոքիմիական հիմունքները՝ օգտագործելով քիմիայիմեթոդները, գաղափարները, ներառելով կառուցվածքային և տարածական քիմիական անալիզը, բնական միացությունների և նրանց անալոգների մասնակի և լրիվ սինթեզը։


3. Կենսանօրգանական քիմիա – ուսումնասիրում է օրգանական մոլեկուլների հետ անօրգանական իոնների միջև առաջացած կոմպլեքս միացությունների ֆունկցիոնալ ակտիվությունը, նրանց մասնակցությունը կենսագործունեության պրոցեսներում։

4. Կենդանիների կենսաքիմիա – ուսումնասիրում է կենդանի օրգանիզմների բաղադրությունն ու նրանցում նյութերի և էներգիայի փոխակերպումները։

5. Բույսերի կենսաքիմիա – ուսումնասիրում է բուսական օրգանիզմների բաղադրությունը և նրանցում նյութերի և էներգիայի փոխարկումները։

6. Միկրոօրգանիզմների կենսաքիմիա – բացահայտում է նույն հարցերը, ինչ վերջին երկու բաժինները, սակայն ուսումնասիրության օբյեկտները հանդիսանում են միկրոօրգանիզմները։


7. Բժշկական կենսաքիմիա – ուսումնասիրում է մարդու օրգանիզմում նյութերի բաղադրությունն ու նրանց էներգիայի նորմալ և պաթոլոգիկ փոխարկումները։


8. Անասնաբուժական կենսաքիմիա – ուսումնասիրում է նույն հարցերը կենդանիների մոտ։


9. Տեխնիկական կենսաքիմիա – բացահայտում է հիմնական սննդանյութերի բաղադրությունը, նրանց փոխարկումները արտադրության և պահպանման ընթացքում։ Մշակում է նաև կենսաքիմիական պրոցեսների օգտագործման ձևերն արտադրությունում։


10. Ռադիացիոն կենսաքիմիա – ուսումնասիրում է օրգանիզմում իոնացող ճառագայթման ազդեցության տակ նյութերի բաղադրության և փոխանակման փոփոխությունը։

11. Քվանտային կենսաքիմիա – օրգանիզմում կենսաբանական նշանակության նյութերի հատկությունները, ֆունկցիաները և փոխարկման ուղիները համարում է քվանտաքիմիական հաշվարկներով ստացված նրանց (նյութերի) էլեկտրոնային բնութագրականների հետ։

12. Տիեզերական կենսաքիմիա – զբաղվում է տիեզերքի քիմիական պրոբլեմներով։ Նշված ցուցակը, այնուամենայնիվ, ամբողջովին չի ընդգրկում ժամանակակից բաժինները։ Կենսաքիմիայի ընդերքում՝ կենսաբանության, քիմիայի, ֆիզիկայի, մաթեմատիկայի և կիբերնետիկայի խաչման տեղում ծնվեց մոլեկուլային կենսաբանությունը՝ գիտություն կենդանի մատերիայի գոյությունն ապահովող մոլեկուլների կառուցվածքի և հատկությունների մասին։ 

Կենսամոլեկուլներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Չորս հիմնական կենսաքիմիայի մոլեկուլներն (հաճախ կոչվում է կենսամոլեկուլներ) են ածխաջրեր, լիպիդների, սպիտակուցներև նուկլոնաթթուներ.[6] Շատ կենսաբանական մոլեկուլներ պոլիմերներ են: Այս տերմինաբանության մեջ մոնոմերը համեմատաբար փոքր մակրոմոլեկուլներն են, որոնք կապված են՝ միասին ստեղծելով մակրոմոլեկուլներ , որը հայտնի է որպես պոլիմերներ: Երբ մոնոմերները կապված են միմյանց կենսաբանական պոլիմերներ են ստեղծում, այդ գործընթացը կոչվում է դեհիդրատացման սինթեզ: Տարբեր մակրոմոլեկուլներ կարող են հավաքվել մեծ համալիրներով, քանի որ հաճախ անհրաժեշտ են  կենսաբանական ակտիվության համար:Ամենատարածված նուկլեինաթթուների ռիբոզ (ԴՆԹ) և рибонуклеиновой թթու (ՌՆԹ).[7] Ի фосфатной խմբի եւ շաքար յուրաքանչյուր նուկլեոտիդի կապը միմյանց հետ, որպեսզի ձևավորել կորիզը нуклеиновой թթու, ինչպես հաջորդականությունը азотистых հիմքերի պահպանում տեղեկատվություն. Առավել ընդհանուր азотистые հիմնադրման դիրքում միանում է ադենին, ցիտոզին, գուանին, тиминեւ ուրացիլ հիմքերից մեկը. " Азотистые հիմնադրման յուրաքանչյուր թելիկ нуклеиновой թթու ձեւավորել ջրածնական կապի որոշ այլ азотистых հիմքերի կոմպլեմենտար շղթա нуклеиновой թթու (նման կայծակ). Դիրքում միանում է ադենին կապվում է тимином եւ урацилом; тимин կապում է միայն аденином; և ցիտոզին և գուանին կարող են կապվել ոչ միայն միմյանց հետ ։

Ցուցակները[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Հղումներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

  1. «Biochemistry»։ acs.org 
  2. Voet (2005), p. 3.
  3. Karp (2009), p. 2.
  4. Miller (2012), p. 62.
  5. Astbury (1961), p. 1124.
  6. Slabaugh (2007), pp. 3–6.
  7. Tropp (2012), pp. 5–9.

Գրականություն[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

  •  Fromm, Herbert J.; Hargrove, Mark (2012). Essentials of Biochemistry. Springer. ISBN 978-3-642-19623-2. •
  • Hunter, Graeme K. (2000). Vital Forces: The Discovery of the Molecular Basis of Life. Academic Press. ISBN 978-0-12-361811-5.
  •  Tropp, Burton E., Molecular Biology =4th, «Jones & Bartlett Learning», 2012, ISBN 978-1-4496-0091-4։
  •  Vasudevan, D. M. et al., Textbook of Biochemistry for Medical Students =7th, «JP Medical Publishers», 2013, ISBN 978-9-3509-0530-2։ 
  • Collier, Leslie; Balows, Albert; Sussman, Max., Topley and Wilson’s Microbiology and Microbial Infections, «Virology», 1998, ISBN 0-340-66316-2։
  •  Северин, Е.С., Биохимия: Учеб. для вузов, «ГЭОТАР Медиа», 2003 — 779, էջեր 779 — 779 էջ, ISBN 5-9231-0254-4=Под ред. Е.С. Северина։ 
  • Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф., Биологическая химия: Учебник, М., «Медицина», 1998 — 704, էջեր 704 — 704 էջ, ISBN 5-225-02709-1