Curs 1 biochimie

CURS 11

INTRODUCERE

Biochimia este o stiinta moderna, cu caracter complex, care are drept material de studiu materia vie si fenomenele specifice acesteia, din punct de vedere al organizarii, compozitiei si structurii biomoleculelor componente, precum si al proceselor complexe de transformare a acestora, in corelatie cu efectele energetice asociate reactiilor metabolice.

Cunoasterea substratului biochimic al materiei vii, si a mecanismelor reactiilor biochimice ofera cheia intelegerii stiintifice a fenomenelor particulare lumii vii cum ar fi: procesele fiziologice normale sau patologice, formarea speciilor, variabilitatea, ereditatea, reproductibilitatea, adaptabilitatea etc., si proiectarea posibilitatilor de interventie si de aplicare a unor alternative optime.

Datorita interesului suscitat, dar mai ales a posibilitatilor fizico-chimice moderne de investigare, biochimia s-a dezvoltat in ultimii ani foarte mult, facand posibila evaluarea structurii moleculare a vietii, deschizand porti spre domenii noi de cercetare, cum ar fi: secventionarea ADN, obtinerea unor noi combinatii genetice, elucidarea mecanismului de control al metabolismului si al proceselor de transport prin membranele celulare etc.

Caracteristici biochimice ale materiei vii

Materia vie este constituita din aceleasi elemente chimice care alcatuiesc materia lumii minerale, organizate in structuri care se supun acelorasi legi, fizice si chimice, care guverneaza lumea nevie.

In constitutia organismele vii, vegetale si animale, sunt reprezentate un numar de aproximativ 60 din cele peste o suta de elemente chimice cunoscute. Dintre acestea 12 elemente chimice (99,9%) se regasesc in structura tuturor celulelor vii si sunt denumite macrobioelemente: C, H, O, N, P, S, Cl, Si, Mg, K, Na, Ca.

Un numar de patru elemente chimice: C, O, H, N, reprezentand peste 99% din masa totala a organismelor vii se gasesc in proportii diferite in plante, in animale si in organismul uman.

In proportii mai reduse, (aproximativ 1%), dar manifestand un important rol biocatalitic in procesele metabolice, se gasesc o serie de microbioelementele (oligobioelemente): B, V, Mn, Co, Ni, Mo, Cu, Zn etc.

De ordinul milionimilor de procente au fost identificate in cenusa plantelor si ultrabiomicroelemente: Au, Ag, Hg, Pb, Ge etc.

Desi este constituita pornind de la molecule mici, cu compozitie elementala simpla, (H2O, CO2, NH3, aminoacizi, monoglucide, lipide simple etc.), materia vie este total diferita prin proprietati de cea minerala, caracterizandu-se printr-un inalt grad de complexitate si organizare, intr-o mare varietate de forme, rezultat al procesului de evolutie indelungat.

Cu toata varietatea si complexitatea chimica a organismelor, materia vie este organizata dupa un principiu unitar. Componentii celulari nu alcatuiesc o serie continua, marimea si complexitatea biomoleculelor nu variaza treptat. Majoritatea constituentilor celulari sunt compusi macromoleculari si doar un numar relativ redus de biomolecule au dimensiuni mici, in timp ce speciile moleculare cu dimensiuni intermediare sunt practic absente. Aceasta discontinuitate intre marimea si gradul de complexitate a celor doua tipuri de biomolecule este rezultatul mijloacelor pe care celulele le utilizeaza pentru edificarea lor. Intr-o prima

etapa, printr-o mare diversitate de reactii biochimice, organismele vii sintetizeaza biomolecule primordiale: cateva tipuri de monozaharide, 20 de aminoacizi, opt nucleotide, cativa acizi grasi si alcooli.