Alm. Biochemie (f.), Fr. biochimie (f.), İng. biochemistry.
Canlı sistemin fonksiyonlarını ve kimyasal yapısını inceleyen ilim dalı.
Biyokimya, bitki, hayvan ve mikroorganizma biçimindeki bütün canlıların yapısında yer alan kimyasal maddeleri ve canlının yaşamı boyunca sürüp giden kimyasal süreçleri inceleyen bilim dalıdır.
Biyokimyanın gayesi organizmadaki kimyasal reaksiyonları inceleyerek canlının yapısını aydınlatmaktır.
Biyokimyanın amacı her şeyden önce, hücre nin temel bileşenleri olan protein, karbonhidrat, lipit gibi organik bileşiklerin ve yaşamsal önem taşıyan kimyasal tepkimelerde en büyük rolü oynayan DNA nükleik asitlerin, vitaminlerin ve hormonların yapısal ve nicel çözümlemesini yapmaktır. Canlılardaki protein bileşimi, besinlerin enerjiye dönüşmesi, kalıtsal özelliklerin kimyasal mekanizmalarla iletilmesi gibi yaşam süreçlerinin araştırılması da yine biyokimyanın ilgi alanına girer.
Canlı sistemlerin bazı kısımları doğrudan gözle görülebilir. Daha küçük bazı kısımları ise mikroskobiktir. Ancak ışık veya elektron mikroskobu ile görülebilmektedir. Bunların haricinde canlıdaki sistemlerin elektron mikroskobu ile görülemeyecek kadar küçük ve ince bir yapısı vardır. Bu sebeple biyokimyanın incelediği yapılara ultramikroskobik yapılar adı verilir. Bu ultramikroskobik yapı, moleküller, molekül toplulukları ve iyonlardır. Biyokimya, incelemesini iki bölümde yapar. Birincisi yapının incelenmesidir ki, burada canlıyı meydana getiren maddeler ve bunların organizmadaki dağılışı incelenir. Diğer kısımda bu maddelerin fonksiyonel (yaptıkları işin) incelenmesi yapılır.
Biyokimya, önceleri organik kimyanın bir kolu olarak başlamıştır. Modern kimyanın kurucusu Lavoisier'in organik maddelerin yanmasıyla CO2 ve H2O (karbondioksit ve su)nun meydana geldiğini göstermesinden sonra, organik kimyacıların havyani ve nebati kaynaklı çeşitli bileşiklerin ayrılıp tanınması için yaptıkları çalışmalar, biyokimyanın başlangıcını teşkil etmiştir. Pasteur'un fermantasyon (mayalanma) üzerindeki geniş araştırmaları Buchner'i çağdaş enzim kavramına yöneltmiş, bu arada pH kavramı ve vücuttaki nötralizasyon reaksiyonlarına ait fikirler geliştirilmiştir. Daha sonraları nükleik asidler keşfedilmiş ve organizmanın en önemli enerji maddesi olan "adenozin trifosfat" (ATP) kastan elde edilmiştir.
Metabolizma reaksiyonlarının aydınlatılması gayesiyle de araştırmalar yapılmış; Knoop, yağ asitlerinin organizmada Beta-Oksidasyon ile yakıldığını; Krebs ve Hanseleit, vücutta amonyaktan üre sentezinin "Ornitin Siklusu" adı verilen bir seri metabolizma reaksiyonu ile meydana geldiğini göstermişlerdir. Virüslerin nükleoprotein yapısında olduğunun gösterilmesi canlılık ve cansızlık kavramları arasında kesin bir sınır olmadığını zihinlere yerleştirmiştir. Bazı vitaminlerin enzim işleyişinde görevli maddelerle olan ilişkilerinin açığa çıkarılması, vitaminlerin canlıdaki görevlerine bir derece açıklık getirmiştir. Proteinler ve nükleik asitler gibi makromoleküllerin yapılarının yeni metodlarla daha ayrıntılı biçimde aydınlatılması, biyokimya alanında en parlak gelişmelerdir.
Biyokimyanın ayrı bir bilim dalı olarak ortaya çıkması iki ana sebepten dolayıdır. Birincisi, kimya sadece kimyasal yapı ve olaydan bahsederken, biyokimyanın her molekülün hayati fonksiyonunu araştırmasıdır. Diğer önemli sebep biyokimyanın kimyadan çok daha ayrı ve ileri tekniklere ihtiyaç göstermesidir. Biyokimya, kimyanın bütün tekniklerini kullandıktan başka biyolojik materyallerden de faydalanmaktadır.
Yaşayan cisimlerin muhtevası: Yaşayan cisimlerin ana yapıları başlıca karbonhidratlar, yağlar, proteinler ve nükleik asitlerden meydana gelmiştir. Hücrede temel maddelerin oranları; protein % 50-60, nükleik asitler % 10-20, karbonhidratlar % 5, yağlar % 10-20 şeklindedir. Ayrıca miktar olarak çok az bulunmasına karşı hayati önem arz eden maddeler de bulunmaktadır. Bunların başında enzimler (fermentler) gelir. Bütün bu organik maddelerin dışında hücre ve dokuların hepsinde potasyum, sodyum, kalsiyum, mağnezyum, fosfor ihtiva eden tuzlar vardır. Demir, mangan, bakır, çinko, kobalt, selenyum ve sulfatlar da küçük miktarlarda bulunur.
Enzimler canlı organizmada kimyasal reaksiyonların olmasında rol oynayan organik maddelerdir. Enzimler çok değişik sayı ve türde olup, her kimyasal reaksiyonda veya her ayrı tip reaksiyonda ayrı bir enzim (ferment) rol alır. Bütün enzimlerin ana yapısı protein olup az bir kısmı protein olmayan bölümler de ihtiva ederler. Enzimleri, biyokimyanın bir dalı olan "Enzimoloji" inceler.
Hücrede enerji yapımı:
Hücrenin enerji ihtiyacı iki türlü karşılanır. Bunlardan birisinde oksijen kullanılarak enerji kaynağı olan maddelerden (karbonhidratlar gibi) karbondioksit ve su çıkışıyla enerji sağlanır. Diğer yolda ise oksijen kullanılmaksızın şekerler daha küçük moleküllere (laktik asit, butanol, asetik asit) parçalanarak hücreye enerji sağlanır.
Yeşil bitkilerde karbondioksit ve güneş enerjisinden şekerlerin yapılması, hayatın en önemli kimyasal reaksiyonlarındandır. Bu, "fotosentez" adıyla anılır. Reaksiyonun denklemi şöyledir:
(ışık)
6CO2 + 6H2O ¾¾® C6H12O6 (glikoz) + 6O2
Bazı boyalı madde ihtiva eden bakterilerde de çok benzer bir fotosentez olayı vardır:
(ışık)
6CO2 + 6H2O ¾¾® C6H12O6 (glikoz) + 12O
Daha sonra oksijen atomlarından;
12O+12H2 ® 12H2O denklemi gereğince su meydana gelir.
Hormonlar da biyokimyanın gelişmesi ile incelenmiş olan, canlıların hayatlarını devam ettirmeleri için mutlak lüzumlu maddelerdir. Hormonlar iç salgı bezlerinde salgılanarak kana verilirler ve "Hedef Organ"larda çeşitli te'sirler yaparlar. Mesela büyüme hormonu (GH, STH) bütün hücrelerde protein sentezini arttırarak büyümeyi sağlar.
Biyokimyanın pratikte kullanılışı:
Biyokimya ilmi tıp, veterinerlik, tarım ve çeşitli endüstri alanlarında insanlara yardımcı olmaktadır. Tıp ve veterinerlik biyokimyası idrar ve kan gibi vücut sıvılarının bileşimlerindeki değişiklikleri inceleyerek teşhise yardımcı olur. Aynı tetkikler hastalık süresince de devam ettirilerek, hastalığın gidişi ve tedavinin tesiri konusunda fikir edinilmiş olur. Zirai biyokimya; tohum ıslahı, bitki hastalıkları, yemlerde besin oranları gibi işlerle uğraşır. İlaç imalinde de biyokimyanın rolü büyüktür.
Canlı organizmanın temeline inilmesi biyokimyadaki ilerlemelerle paralel olarak gitmektedir. Canlılarda her bir molekül ve atomun belli görevi yapmak için yaratıldığı ve ilahi nizamın inceliği, biyokimya sayesinde gözler önüne serilmektedir.
Her yaşam bilimi ve kimya ile uğraşmakta olan fakültede (tıp, eczacılık, biyoloji, ziraat, veteriner vs.) ilgili biyokimya kürsüsü bulunur.
İnsan sağlığıyla ilgili bilimler de iki alanda incelenir:
1. Temel biyokimya
2. Klinik biyokimya.
Klinik biyokimya laboratuvar uzmanlığı ise, klinik laboratuvar bilimi ve teknolojisinin hasta bakımı için kullanıldığı bir tıp disiplini olup, sağlık ve hastalıktaki biyokimyasal mekanizmaları, hastalıkların önlenmesi, tanı ve ayırıcı tanı, prognoz ve tedavinin izlenmesindeki testleri, laboratuvar sonuçlarının tıbbi yorumlarını, klinisyenlere konsültasyonunu ve laboratuvar tanıyı içeren, tıbba ve kliniğe özgün bir laboratuvar bilimi ve uzmanlık alanıdır. Ülkemizde tüm tıp uzmanlık alanlarında olduğu gibi, bu alanın uzmanları da 1219 sayılı Tababet ve Şuabatı San'atlarının Tarzı İcrasına Dair Kanun'un 9 uncu maddesine göre, 19/06/2002 tarih ve 24790 sayılı Resmi Gazetede yayımlanan Tıpta Uzmanlık Tüzüğü'ne göre yetişmektedirler.
Bu bilim alanının lisans eğitimi ülkemizde ilk olarak Ege Üniversitesi Biyokimya Bölümü'nde verilmeye başlanmıştır. Bölümde aynı zamanda biyokimya ağırlıklı biyokimyagerlik ve biyoteknoloji ağırlıklı biyokimyagerlik opsiyonları bulunmaktadır. 2011 yılında ise Cumhuriyet Üniversitesi de Biyokimya bölümünü Fen Fakültesi bünyesinde açmıştır.
21. yüzyılın biyolojik bilimler ve biyoteknoloji çağı olacağı kabul edilmektedir. Bilim ve teknolojinin amacı sağlıklı bir çevre ve sağlıklı bir yaşamdır. Bu nedenle bugün hayal bile edilemeyecek olanakların insanlığın hizmetine sunulmasında en büyük pay gelecekte bu meslek üyelerinin olacaktır. Son yılların Nobel bilim ödüllerinin büyük oranda biyokimyasal çalışmalara verilmiş olması bunun en güzel kanıtıdır. İş olanaklarının, biyokimya, biyoteknoloji ve gen teknolojisinde gözlenen gelişmelere paralel olarak yoğunlaşması gelişmiş ülkelerde yayınlanan bilimsel dergilerdeki iş ilanlarının büyük bir kısmının bu alanlara yönelik oluşu ile kanıtlanmaktadır
0 Yanıt
2139 Gösterim