ჩვენი პლანეტის ბიომასა შედგება ველური ბუნების ყველა სამეფოს წარმომადგენლებისგან: ცხოველები, მცენარეები, სოკოები, ვირუსები, ბაქტერიები. თითოეული სამეფოს წარმომადგენელთა რიცხვი იმდენად დიდია, რომ შეიძლება მხოლოდ გაინტერესებდეს, როგორ ვჯდებით ყველანი დედამიწაზე. მაგრამ, მიუხედავად ასეთი მრავალფეროვნებისა, პლანეტაზე ყველა ცოცხალ არსებას აქვს რამდენიმე ძირითადი თვისება.
ყველა ცოცხალი არსების საზოგადოება
მტკიცებულება მომდინარეობს ცოცხალი ორგანიზმების რამდენიმე ძირითადი მახასიათებლიდან:
- მოთხოვნილება კვების (ენერგიის მოხმარება და მისი გარდაქმნა ორგანიზმში);
- სუნთქვის (ბიოოქსიდაციის) საჭიროებები;
- რეპროდუცირების უნარი;
- ზრდა და განვითარება მთელი ცხოვრების ციკლის განმავლობაში.
ნებისმიერი ზემოაღნიშნული პროცესი ორგანიზმში წარმოდგენილია ქიმიური რეაქციების მასით. ყოველ წამს ნებისმიერ ცოცხალ არსებაში და მით უმეტეს ადამიანში, ორგანული მოლეკულების სინთეზისა და დაშლის ასობით რეაქცია ხდება. სტრუქტურა, ქიმიური მოქმედების თავისებურებები, ერთმანეთთან ურთიერთქმედება, ორგანული და არაორგანული მოლეკულების ახალი სტრუქტურების სინთეზი, დაშლა და აგება - ეს ყველაფერი შესწავლის საგანია.დიდი, საინტერესო და მრავალფეროვანი მეცნიერება. ბიოქიმია არის ახალგაზრდა პროგრესული ცოდნის სფერო, რომელიც სწავლობს ცოცხალ არსებებში მიმდინარე ყველა ქიმიურ პროცესს.
ობიექტი
ბიოქიმიის შესწავლის ობიექტია მხოლოდ ცოცხალი ორგანიზმები და მათში მიმდინარე სასიცოცხლო აქტივობის ყველა პროცესი. კერძოდ, ქიმიური რეაქციები, რომლებიც ხდება საკვების შეწოვის, ნარჩენების გამოყოფის, ზრდისა და განვითარების დროს. ასე რომ, ბიოქიმიის საფუძვლები არის შესწავლა:
- არაუჯრედული სიცოცხლის ფორმები - ვირუსები.
- ბაქტერიების პროკარიოტული უჯრედები.
- მაღალი და ქვედა მცენარეები.
- ცხოველები ყველა ცნობილი კლასის.
- ადამიანის სხეული.
ამავდროულად, თავად ბიოქიმია საკმაოდ ახალგაზრდა მეცნიერებაა, რომელიც წარმოიშვა მხოლოდ ცოცხალი არსებების შინაგანი პროცესების შესახებ საკმარისი ცოდნის დაგროვებით. მისი გაჩენა და გამოყოფა თარიღდება მე-19 საუკუნის მეორე ნახევრიდან.
ბიოქიმიის თანამედროვე დარგები
განვითარების ამჟამინდელ ეტაპზე ბიოქიმია მოიცავს რამდენიმე ძირითად განყოფილებას, რომლებიც წარმოდგენილია ცხრილში.
| სექცია | განმარტება | შესწავლის ობიექტი |
| დინამიური ბიოქიმია | შეისწავლის ქიმიურ რეაქციებს, რომლებიც ეფუძნება მოლეკულების ურთიერთგარდაქმნას სხეულში | მეტაბოლიტები - მარტივი მოლეკულები და მათი წარმოებულები, წარმოქმნილი ენერგიის გაცვლის შედეგად; მონოსაქარიდები, ცხიმოვანი მჟავები, ნუკლეოტიდები, ამინომჟავები |
| სტატიკური ბიოქიმია | იკვლევს ორგანიზმების ქიმიურ შემადგენლობას და მოლეკულების სტრუქტურას | ვიტამინები, ცილები, ნახშირწყლები, ნუკლეინის მჟავები, ამინომჟავები, ნუკლეოტიდები, ლიპიდები, ჰორმონები |
| ბიოენერგია | ჩართულია ცოცხალ ბიოლოგიურ სისტემებში ენერგიის შთანთქმის, დაგროვებისა და გარდაქმნის შესწავლით | დინამიური ბიოქიმიის ერთ-ერთი განყოფილება |
| ფუნქციური ბიოქიმია | შეისწავლის სხეულის ყველა ფიზიოლოგიური პროცესის დეტალებს | კვება და საჭმლის მონელება, სუნთქვა, მჟავა-ტუტოვანი ბალანსის რეგულირება, კუნთების შეკუმშვა, ნერვული იმპულსების გამტარობა, ღვიძლისა და თირკმელების რეგულირება, იმუნური და ლიმფური სისტემების მოქმედება და ასე შემდეგ |
| სამედიცინო ბიოქიმია (ადამიანის ბიოქიმია) | იკვლევს მეტაბოლიზმის პროცესებს ადამიანის ორგანიზმში (ჯანმრთელ ორგანიზმებში და დაავადებებში) | ცხოველებზე ჩატარებული ექსპერიმენტები საშუალებას გვაძლევს განვავითაროთ პათოგენური ბაქტერიების სუფთა კულტურები, რომლებიც იწვევენ ადამიანებში დაავადებებს და ვიპოვოთ მათთან ბრძოლის გზები |
ამგვარად, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ ბიოქიმია არის მცირე მეცნიერებათა მთელი კომპლექსი, რომელიც მოიცავს ცოცხალი სისტემების ყველაზე რთული შიდა პროცესების მთელ მრავალფეროვნებას.
ქალიშვილი მეცნიერებები
დროთა განმავლობაში დაგროვდა ამდენი განსხვავებული ცოდნა და ჩამოყალიბდა ამდენი სამეცნიერო უნარი კვლევის შედეგების დამუშავებაში, ბაქტერიების კოლონიების გამრავლებაში, დნმ-ისა და რნმ-ის რეპლიკაციაში,გენომის ცნობილი მონაკვეთების ჩასმა სასურველი თვისებებით და ა.შ., რამაც შექმნა დამატებითი მეცნიერებების საჭიროება, რომლებიც არის ბავშვთა მეცნიერებები ბიოქიმიისთვის. ეს არის მეცნიერებები, როგორიცაა:
- მოლეკულური ბიოლოგია;
- გენეტიკური ინჟინერია;
- გენური ოპერაცია;
- მოლეკულური გენეტიკა;
- ენზიმოლოგია;
- იმუნოლოგია;
- მოლეკულური ბიოფიზიკა.
ცოდნის ჩამოთვლილი სფეროებიდან თითოეულს აქვს უამრავი მიღწევა ცოცხალ ბიოლოგიურ სისტემებში ბიოპროცესების შესწავლაში, ამიტომ ის ძალიან მნიშვნელოვანია. ყველა მათგანი ეკუთვნის XX საუკუნის მეცნიერებებს.
ბიოქიმიისა და მასთან დაკავშირებული მეცნიერებების ინტენსიური განვითარების მიზეზები
1958 წელს ყურანმა აღმოაჩინა გენი და მისი სტრუქტურა, რის შემდეგაც, 1961 წელს, გენეტიკური კოდი გაიშიფრა. შემდეგ შეიქმნა დნმ-ის მოლეკულის სტრუქტურა - ორჯაჭვიანი სტრუქტურა, რომელსაც შეუძლია რედუპლიკაცია (თვითრეპროდუქცია). აღწერილია მეტაბოლური პროცესების ყველა დახვეწილობა (ანაბოლიზმი და კატაბოლიზმი), შესწავლილია ცილის მოლეკულის მესამეული და მეოთხეული სტრუქტურა. და ეს არ არის მე-20 საუკუნის გრანდიოზული აღმოჩენების სრული სია, რომლებიც ქმნიან ბიოქიმიის საფუძველს. ყველა ეს აღმოჩენა ეკუთვნის ბიოქიმიკოსებს და თავად მეცნიერებას, როგორც ასეთს. ამიტომ მისი განვითარების მრავალი წინაპირობა არსებობს. მისი დინამიზმისა და ფორმირების ინტენსივობის რამდენიმე თანამედროვე მიზეზი არსებობს.
- გამოვლინდა ცოცხალ ორგანიზმებში მიმდინარე ქიმიური პროცესების უმეტესობის საფუძველი.
- ჩამოყალიბებულია ფიზიოლოგიური და ენერგეტიკული პროცესების უმეტესობაში ერთიანობის პრინციპიყველა ცოცხალი არსებისთვის (მაგალითად, ისინი ერთნაირია ბაქტერიებისა და ადამიანებისთვის).
- სამედიცინო ბიოქიმია უზრუნველყოფს მრავალი რთული და საშიში დაავადების მკურნალობის გასაღებს.
- ბიოქიმიის დახმარებით შესაძლებელი გახდა ბიოლოგიისა და მედიცინის ყველაზე გლობალური საკითხების გადაჭრასთან მიახლოება.
აქედან დასკვნა: ბიოქიმია არის პროგრესული, მნიშვნელოვანი და ძალიან ფართო სპექტრის მეცნიერება, რომელიც საშუალებას გაძლევთ იპოვოთ პასუხი კაცობრიობის ბევრ კითხვაზე.
ბიოქიმია რუსეთში
ჩვენს ქვეყანაში ბიოქიმია ისეთივე პროგრესული და მნიშვნელოვანი მეცნიერებაა, როგორც მთელ მსოფლიოში. რუსეთის ტერიტორიაზე არის ბიოქიმიის ინსტიტუტი ა.ი. A. N. Bach RAS, ბიოქიმიისა და მიკროორგანიზმების ფიზიოლოგიის ინსტიტუტი. G. K. Skryabin RAS, ბიოქიმიის კვლევითი ინსტიტუტი SB RAS. ჩვენს მეცნიერებს დიდი როლი და მრავალი დამსახურება აქვთ მეცნიერების განვითარების ისტორიაში. მაგალითად, აღმოჩენილია იმუნოელექტროფორეზის მეთოდი, აღმოაჩინეს გლიკოლიზის მექანიზმები, ჩამოყალიბდა ნუკლეოტიდების კომპლემენტარობის პრინციპი დნმ-ის მოლეკულის სტრუქტურაში და გაკეთდა არაერთი მნიშვნელოვანი აღმოჩენა. XIX საუკუნის ბოლოს და XX საუკუნის დასაწყისში. ძირითადად, არა მთელი ინსტიტუტები, არამედ ბიოქიმიის განყოფილება ჩამოყალიბდა ზოგიერთ უნივერსიტეტში. თუმცა, მალე გაჩნდა საჭიროება ამ მეცნიერების შესწავლის სივრცის გაფართოების შესახებ მის ინტენსიურ განვითარებასთან დაკავშირებით.
მცენარეთა ბიოქიმიური პროცესები
მცენარეთა ბიოქიმია განუყოფლად არის დაკავშირებული ფიზიოლოგიურ პროცესებთან. ზოგადად მცენარეთა ბიოქიმიისა და ფიზიოლოგიის შესწავლის საგანია:
- ვეგეტატიური აქტივობაუჯრედები;
- ფოტოსინთეზი;
- სუნთქვა;
- მცენარეთა წყლის რეჟიმი;
- მინერალური კვება;
- მოსავლის ხარისხი და მისი წარმოქმნის ფიზიოლოგია;
- მცენარის წინააღმდეგობა მავნებლებისა და არახელსაყრელი გარემო პირობების მიმართ.
ღირებულება სოფლის მეურნეობისთვის
მცენარის უჯრედებსა და ქსოვილებში ბიოქიმიის ღრმა პროცესების ცოდნა შესაძლებელს ხდის კულტურული სასოფლო-სამეურნეო მცენარეების მოსავლის ხარისხისა და რაოდენობის გაუმჯობესებას, რომლებიც წარმოადგენენ მთელი კაცობრიობისთვის მნიშვნელოვანი საკვების მასობრივ მწარმოებლებს. გარდა ამისა, მცენარეთა ფიზიოლოგია და ბიოქიმია შესაძლებელს ხდის მოძებნოს გზები მავნებლების ინფიცირების პრობლემების გადასაჭრელად, მცენარეთა წინააღმდეგობის გაწევის არახელსაყრელი გარემო პირობების მიმართ და შესაძლებელს გახდის მოსავლის წარმოების ხარისხის გაუმჯობესებას.
