Biyokimya

0
1554
Biyokimya

Biyokimya, bitki, hayvan ve mikroorganizma biçimindeki bütün canlıların yapısında yer alan kimyasal maddeleri ve canlının yaşamı boyunca sürüp giden kimyasal süreçleri inceleyen bilim dalı.

Biyokimyanın amacı her şeyden önce, hücrenin temel bileşenleri olan protein, karbonhidrat, lipit gibi organik bileşiklerin ve yaşamsal önem taşıyan kimyasal tepkimelerde en büyük rolü oynayan nükleik asitlerin, vitaminIerin ve hormanların yapısal ve nicel çözümlemesini yapmaktır. Canlılardaki protein bire şimi, yiyeceklerin enerjiye dönüşmesi, kalıtsal özelliklerin kimyasal mekanizmalarla iletilmesi gibi yaşam süreçlerinin araştırılması da gene biyokimyanın ilgi alanına girer.

Biyokimya

Biyoloji bilimleri ile fizik bilimleri arasındaki sınır bölgede yer alan biyokimya, yaşamın kimyasını araştırırken hem fizyolojinin, hem de analitik, organik ve fiziksel kimyanın tekniklerinden yararlanır. Vücuda enerji sağlamak üzere maddelerin yıkımından, yaşam için gerekli karmaşık moleküllerin yapımına kadar, canlıda gerçekleşen kimyasal değişikliklerin tümüne birden metabolizma denir. Bu kimyasal değişiklikler, enzim adı verilen organik katalizörler aracılığıyla olur; enzimlerin oluşumu ise hücrenin genetik malzemesine bağlıdır. Bu nedenle biyokimya, beslenme, genetik ve tarımın yanı sıra ilaçların etkisi ve hastalıklardan ileri gelen kimyasal değişiklikler gibi çeşitli tıp konularının araştırılmasına da katkıda bulunur.

Tarihsel gelişme: Fizyolojik kimya ve biyolojik kimya gibi daha eski iki terimle eşanlarnlı olan biyokimya, 1900’lerden bu yana bu adla tanınan oldukça yeni bir bilim dalı olınasına karşın, başlangıcı çok eskilere
dayanır. Biyokimyanın tarihsel gelişmesindeki en büyük dönüm noktası, biyolojik olguların kesin kimyasal temellere oturtulmasıdır. Kimyanın tıp ve tarıma yeterince yararlı olabilmesi için, günlük sorunlarla uğraşmaktan kurtulup bağımsız ve kuramsal bir bilim dalı olarak örgütlenmesi gerekliydi. Bu süreç 16S0’de, kimyanın gerçek amacının maddelerin bileşimini belirlemek olduğunu düşünen Robert Boyle’un çalışmalarıyla başladı ve 1780’de, çağdaş kimyanın babası sayılan Antoine-Laurent Lavoisier’nin araştırmalarıyla doruğa ulaştı. Boyle’un çağdaşı olan John Mayow, organik bir maddenin havada yanmasıyla (yükseltgenmesi) bir hayvanın solunum u arasındaki temel benzerliği saptadı. Ardından Lavoisier, kimyasal yükseltgenmenin özünü kavrayarak, solunum süreci ile arasındaki benzerliği nicel olarak gösterdi. 18. yüzyılın sonia” rında kimyacıların ilgisini çeken biyolojik olgulardan biri de fotosentezdi. Joseph Priestley, Jan Ingenhousz ve Jean Senebier’nin ortak çalışmalarıyla, fotosentezin kuralolarak solunurnun tam tersine gelişen bir süreç olduğunun bulunması, biyokimyasal düşüncenin gelişmesinde bir dönüm noktası oldu.

Bu ilk temel buluşlara karşın, biyokimyanın hızla gelişmesi için, 19. yüzyıl biliminin en büyük başarılarından biri olan, yapısal organik kimyanın doğuşunu beklemek gerekti. Böylece biyokimya, organik ve fiziksel kimyanın yöntem ve kuramlarını fizyolojik olaylara uyguladı. Bu yöndeki gelişmeler, cansız maddeler için geçerli olan fizik ve kimya kurallarının, canlılardaki değişimleri açıklamakta yetersiz kalacağı yolundaki köklü önyargılar nedeniyle başlangıçta kesintiye uğradıysa da, Friedrich Wöhler’in 1828’de ilk kez bir organik bileşiği, üreyi, laboratuvarda elde etmesi bu önyargılara ağır bir darbe indirdi. Biyokimyanın bu ilk çarpıcı başarısını, sonraki yıllarda birçok doğal ürünün bireşimi izledi.
19. yüzyılda bir yandan organik ve fiziksel kimya güçlü bir kuramsal yapı oluştururken, bir yandan da hekimlerin, ezcacıların ve tarımcıların gereksinimleri, güncel sorunların çözümünde yeni kimyasal bulgulardan yararlanmak için bir itici güç oluşturuyordu. Kimyanın biyoloji araştırmalarına başarıyla uyarlanmasında en büyük pay, 19. yüzyılın büyük bilim adamlarından Justus von Liebig ile Louis Pasteur’ündür. Liebig, doğadaki temel çevrimleri gün ışığına çıkardı ve fotosentez yapan bitkiler olmasaydı hayvanların da yeryüzünden silineceğini, çünkü hayvanların beslenmesi için gerekli olan karmaşık organik bileşiklerin yalnızca bitkiler tarafından bireşimlenebildiğini gösterdi. Liebig, mayalanma, çürüme ve bulaşı cı hastalıklar arasındaki benzerliğin farkına varmıştı ama, bu üç olgunun da mikroorganizmalardan ileri geldiğini bulan Pasteur oldu.

19. yüzyıl sonlarında Eduart Buchner, enzimlerin, başta mayalanma olmak üzere bütün biyokimyasal süreçlerdeki katalizleyici işlevini kanıtladı. 1926’da, ilk kez bir enzimin (üreaz) katışıksız kristaller halinde ayrılmasıyla enzimlerin kimyasal yapısı açıklanabiidi. Sonraki yıllarda da, hücredeki kimyasal tepkimelerde enzimlerin etkili olabilmesi için birçok vitaminin gerekli olduğu anlaşıldı.

1929’da, kas hücresinden ayrılarak elde edilen ve hücredeki solunum süreçleri sırasında açığa çıktığı anlaşılan adenozin trifosfatın (ATP), birçok hücredeki enerji alışverişinin ortak biçimi olduğu 1940’ta Lipmann tarafından öne sürüldü. 1935’te, maddelerin vücuttaki dolaşım yollarını izlemek üzere radyoaktif izotopların kullanılmaya başlaması, yaşam süreçlerindeki karmaşık kimyasal değişikliklerin anlaşılabilmesinde en önemli aşamalardan biriydi. Aynı dönemde, organlar, doku dilimleri ve en sonunda hücre elemanları üzerinde yapılan araştırmalarla, metabolizma tepkimelerinin vücuttaki başlıca merkezleri belirlendi.

1869’da iltihap hücrelerinin çekirdeğinden elde edilen ve nükleik asit adı verilen, sonradan dezoksiribonükleik asit (DNA) olduğu kanıtlanan maddenin temel kalıtım malzemesi olduğu ancak 1944’te anlaşılabildi. Bunu izleyen 10 yıl içinde Watson ve Crick tarafından ikili sarmal yapısı açıklanan DNA’nın hücre bölünmesindeki ve genetik özelliklerin belirlenmesindeki rolü aydınlığa kavuşturularak , genetik biliminin altın çağına girildi. Bugüne değin sürdürülen çalışmalarla ve santrifüjleme, elektroforez, kromatografi, radyoaktif izotoplarla işaretleme gibi gelişmiş biyokimya tekniklerinin katkısıyla proteinlerin kimyasal bireşimle elde edilmesi, bazı enzimlerde atomların yerleşimini gösteren ayrıntılı haritaların çıkarılması, metabolizmayı düzenleme mekanizmalarının ve hormonların bu düzenlemedeki rolünün anlaşılması, kan serumu proteinlerinin yapısının çözümlenmesi, bağışıklık tepkimelerinin açıklığa kavuşturulması gibi biyokimyanın büyük başarılarına tanık olunmuştur.

CEVAP VER

Please enter your comment!
Please enter your name here