Предмет и задачи курса биохимии. Развитие биохимии и ее связь с практикой. Разделы биохимии. Тема 1

1.

Предмет и задачи курса биохимии. Развитие
биохимии и ее связь с практикой. Разделы
биохимии. Связь биохимии с другими
научными дисциплинами.

2.

Биохимия – наука о химических основах процессов
жизнедеятельности. Биохимия изучает входящие в
состав
организмов
химические
вещества,
их
структуру, распределение, превращения и функции.
Предмет изучения – структура, биосинтез и
функции биоорганических соединений; энергетика и
стехиометрия биохимических процессов.

3.

4.

Развитие биохимии и ее связь с практикой.
Первые сведения по биохимии связаны с хозяйственной
деятельностью
человека
(обработка
растительного
и
животного сырья, использование различных типов брожения и
т. п.) и медициной.
1-й этап. Рождение биохимии как науки.
Принципиальное
значение
первый
природного
синтез
для
развития
органического
мочевины (Ф. Велер, 1828) путем
раствора цианата аммония,
биохимии
имел
вещества
—
упаривания водного
подорвавший представления о
«жизненной силе», участвующей якобы в синтезе различных
веществ организмом.

5.

2-й
этап.
Используя
достижения
общей,
аналитической
и
органической химии, биохимия в 19 в. сформировалась в
самостоятельную науку. На этом этапе происходило накопление
знаний о химической природе организма и выяснение роли
отдельных классов веществ: аминокислот, нуклеиновых кислот,
витаминов, гормонов, белков, ферментов.
3-й этап. Выяснение путей метаболизма. Создание карты
метаболизма. Изучение регуляции обмена веществ. Выяснение
механизмов
функционирования
биорегуляторов.
молекул
биополимеров
и

6.

7.

8.

9.

4-й этап. Внедрение в биологию идей и методов
физики
и
химии
и
стремление
биологические
явления,
изменчивость,
мышечное
как
объяснить
такие
наследственность,
сокращение
и
др.,
строением и свойствами биополимеров привело в сер.
20 в. к выделению из биохимии молекулярной
биологии.
Потребности
народного
хозяйства
в
получении, хранении и обработке различных видов
сырья привели к развитию технической биохимии.

10.

Разделы биохимии.
Можно привести различные подходы деления
биохимии на разделы:
По изучаемым классам веществ: биохимия белка,
биохимия углеводов, биохимия липидов, биохимия
нуклеиновых кислот и т.д.;
По
изучаемым
организмам:
биохимия
микроорганизмов, биохимия растений, биохимия
человека.
По практической направленности: медицинская и
клиническая биохимия, техническая биохимия.

11.

Связь биохимии с другими научными
дисциплинами.
Биохимия опирается на достижения химии (в первую
очередь, органической химии, физической химии).
Наряду с молекулярной биологией, биофизикой,
биоорганической химией биохимию включают в
комплекс наук — физико-химическую биологию.
Биохимия тесно связана с другими биологическими
дисциплинами: физиологией, иммунологией. На
биохимии
базируются
такие
науки,
как
фармакология,
токсикология,
химическая
микробиология
и,
в
значительной
степени
биотехнология.

12.

Молекуля́рная биоло́гия — комплекс биологических наук,
изучающих
механизмы
хранения,
передачи
и
реализации генетической информации, строение и функции
сложных
высокомолекулярных
составляющих
клетку:
соединений,
нерегулярных
биополимеров
(белков и нуклеиновых кислот).
К началу XXI века были получены данные о первичной
структуре
всей
организмов,
хозяйства
ДНК
наиболее
и
научных
человека
важных
и
для
целого
ряда
медицины,
исследований,
что
других
сельского
привело
к
возникновению нескольких новых направлений в биологии:
геномики, биоинформатики и др.

13.

14.

15.

16.

Фридрих Мишер (13 августа 1844 – 26
августа 1895) — швейцарский физиолог,
гистолог
и
биолог,
учился
в
Базеле,
Геттингене, Тюбингене и Лейпциге, в 1871 г.
приват-доцент,
в
1872г.
—
профессор
физиологии в Базеле. В 1869 году Фридрих
Мишер открыл ДНК. Вначале новое вещество
получило название нуклеин, а позже, когда
Мишер определил, что это «вещество»
обладает кислотными свойствами, вещество
получило название нуклеиновая кислота.
Фридрих
Мишер
проводил
также
исследования в области строения и состава
ядер в желтке куриного яйца, физиологии
спинного мозга, состава сперматозоидов
лосося (открытие вещества протамин), образа
жизни
рейнского
лосося
(изменения
в
химическом и анатомическом составе разных
органов во время образования оварий),
движений при дыхании, отношения между
высотой над морем и составом крови.

17.

Па́уль
Э́рлих
(нем.
Paul
Ehrlich;
14
марта
1854,
Штрелен,
Силезия
—
20
августа 1915, Бад-Хомбург, Германия) — немецкий
врач,
иммунолог,
бактериолог,
химик,
основоположник химиотерапии. Лауреат Нобелевской
премии (1908). Эрлих работал в различных областях
медицинской
биологии,
химии,
экспериментальной
патологии
и
терапии.
Он
установил наличие различных форм лейкоцитов,
значение
костного
мозга
для
образования
гранулоцитов,
дифференцировал
определённые
формы
лейкозов
и
создал дуалистическую теорию кроветворения. В этот
же период он открыл так называемые тучные клетки;
впервые
обнаружил
существование
гематоэнцефалического
барьера;
предложил
специфический
метод
окрашивания микобактерий туберкулёза, Создал
первую сывороточно-контрольную станцию. Высказал
идею
о
том,
что
клетки,
ответственные
за
иммунные
реакции,
имеют
на
поверхности антигенраспознающие структуры —
рецепторы. Эта идея, сыгравшая огромную роль в
развитии иммунологии, нашла полное подтверждение.

18.

Леонор Михаэ́лис (нем. Leonor Michaelis; 16
января 1875, Берлин — 8 октября 1949, НьюЙорк)
немецкий
биохимик,
физикохимик и физик. Член Национальной академии
наук США (1943), известен, главным образом,
благодаря совместной работе с Мод Ментен в
области кинетики ферментативных реакций и
разработке уравнения Михаэлиса-Ментен.
Несмотря на разнообразие и высокое
значение работ, наибольшую известность
Михэлису принесла совместная статья с Мод
Ментен,
посвящённая
кинетике
работы
инвертазы, опубликованная на немецком
языке в 1913 г. в журнале Biochemische
Zeitschrift.

19.

Мод Леонора Ментен – канадский врач и
биохимик.
Родилась
в
Порт-Лэмбтоне.
Изучала медицину в университете Торонто
(доктор медицины, 1911). С 1912 г.
занималась
научной
работой
под
руководством
Леонора
Миаэлиса
в
Берлинском
университете
(доктор
философии, 1916). Работала в университете
Питсбурга (1923-1950) и в Медицинском
исследовательском
институте
Британской
Колумбии (1951-1953). Важнейшие научные
работы относятся к биохимии и физиологии.
Совместно с Михаэлисом изучала кинетику
ферментативных реакций и
предложила
уравнение
зависимости
скорости
ферментативной реакции от концентрации
субстрата
в
стационарном
состоянии (уравнение Михаэлиса – Ментен).

20.

КРЕБС Ханс Адольф, сэр (Krebs, Sir Hans
Adolf; 1900, Хильдесхайм, Германия, –
1981,
Оксфорд,
Великобритания),
английский биохимик. В 1925 г. окончил
Гамбургский университет. До 1930 г.
работал у О.Г. Варбурга в Берлине, затем в
медицинском институте города Фрайбург. В
1933 г., после прихода к власти нацистов,
эмигрировал в Англию, вел научную работу
в Кембриджском университете, где в 1934
г. получил степень магистра, а затем в ряде
английских
университетов,
занимался
исследованием
циклических
реакций
метаболизма
клетки
(в
годы
Второй
мировой войны изучал также проблемы
авитаминоза). С 1947 г. Кребс — член
Лондонского королевского общества, в
1958 г. возведен в дворянство. С 1967 г. он
был профессором Королевской больницы в
Оксфорде.

21.

Кребсу
принадлежит
одно
из
важнейших биохимических открытий
20
в.
—
установление
последовательности
окислительных
превращений лимонной и других три- и
ди-карбоновых
кислот
в
живых
организмах (цикл Кребса). Он описал
также
орнитиновый
цикл
синтеза
мочевины в печени животных. Его
научные достижения были отмечены
Нобелевской
премией
(1953).
Кребс был почетным доктором многих
зарубежных университетов, в том
числе
Еврейского
университета
в
Иерусалиме.

22.

Питер Митчелл родился в Митчеме, Суррее
29 сентября 1920 года. Отец - Кристофер
Гиббс Митчелл, государственный служащий,
мать - Кейт Беатрис Дороти (урожденная)
Таплин. Питер Митчелл получил образование
в
Королевском
колледже
(Тонтон)
и
Колледже Иисуса (Кембридж), где обучался
естественным наукам со специализацией на
биохимию.
В 1942 году она начал исследовательскую
работу на кафедре биохимии в Кембридже. В
начале 1951 года получил степень доктора
философии за изучение механизма действия
пенициллина . В 1955 году он был приглашен
профессором Майклом Свонном создать
биохимические
исследовательское
подразделение в Департаменте зоологии
Эдинбургского университета, где он был
назначен старшим лектором в 1961 году. В
1963 году Митчелл был вынужден подать в
отставку по состоянию здоровья.

23.

Френсис Крик. Английский
биофизик, удостоенный в 1962
Нобелевской
премии
по
физиологии
и
медицине
(совместно с Дж.Уотсоном и
М.Уилкинсом)
за
открытие
молекулярной структуры ДНК.
Родился 8 июня 1916 в
Нортгемптоне. Окончил МиллХилл-Скул
и
Юниверситиколледж в Лондоне. В 1953
получил
степень
доктора
философии в Кембриджском
университете.
В 1937-1939 и с 1947 работал в Кембриджском университете (с
1963 - заведующий лабораторией молекулярной биологии). Во
время Второй мировой войны был сотрудником научного отдела
Адмиралтейства, участвовал в создании магнитных мин. В 19531954 работал в Бруклинском политехническом институте (НьюЙорк) в рамках программы по изучению структуры белков, в
1962 - в Лондонском университете.

24.

Основные работы Крика посвящены изучению
молекулярной структуры нуклеиновых кислот.
Проанализировав полученные М.Уилкинсом
данные по рассеянию рентгеновских лучей на
кристаллах ДНК, он вместе с Дж.Уотсоном
построил в 1953 модель трехмерной структуры
этой молекулы (модель Уотсона - Крика).
Открытия Крика и Уотсона составили основу
молекулярной генетики и позволили изучать
живые организмы на молекулярном уровне.
Крик - автор книг О молекулах и человеке (Of
Molecules and Men, 1966) и Жизнь как она есть
(Life Itself, 1981), в которой он обсуждает
возможность
внеземного
происхождения
жизни.

25.

Уотсон Джеймс Дьюи, американский
биохимик,
специалист
в
области
молекулярной биологии. Получил в
1962
Нобелевскую
премию
по
физиологии и медицине (совместно с
Ф.Криком и М.Уилкинсом) за открытие
молекулярной структуры ДНК. Родился
6 апреля 1928 в Чикаго. В возрасте 15
лет поступил в Чикагский университет,
окончил его в 1947. В 1950 получил
степень
доктора
философии
в
университете Индианы.
Работал в Копенгагенском университете (1950-1951), Кавендишской
лаборатории Кембриджского университета (1951-1953 и 1955-1956),
Калифорнийском технологическом институте (1953-1956). В 1956-1976
преподавал биологию и занимался исследованиями в Гарвардском
университете (с 1961 - профессор этого университета). С 1968 заведующий лабораторией количественной биологии в Колд-СпрингХарборе (шт. Нью-Йорк). В 1989-1992 возглавлял программу "Геном
человека", осуществляемую Национальными институтами здоровья
США.

26.

Бах Алексей Николаевич. Сов. биохимик и
революционный деятель, акад. АН СССР (с
1929). Р. в Золотоноше (ныне Черкасской
обл.). Учился в Киевском ун-те (1875—1878),
исключен
за
участие
в
политических
выступлениях студентов и сослан на три года
в Белозерск. В 1883 перешел на нелегальное
положение, а в 1885 выехал за границу. Вел
научную работу в Коллеж де Франс в Париже
(1890), работал в США (1891—1892), где
внедрял на винокуренных з-дах улучшенные
методы ферментации.
В 1894 переехал в Женеву и устроил у себя на квартире хим.
лабораторию. В 1917 возвратился в Россию. В 1918 организовал
Центральную
хим.
лабораторию
при
ВСНХ
РСФСР,
преобразованную в 1921 в Хим. ин-т им. Л. Я. Карпова (с 1931
— Физико-хим. ин-т им. Л. Я. Карпова). Директором этого ин-та
оставался до конца жизни. В 1920 создал Биохим. ин-т
Наркомздрава РСФСР, в 1935 совм. с А. И. Опариным — Ин-т
биохимии АН СССР (директор до 1946). В 1939—1945 акад.секретарь Отд. хим. наук АН СССР.

27.

Научные работы посвящены изучению
химизма ассимиляции углерода зелеными
растениями,
проблеме
окислительных
процессов в живой клетке, учению о
ферментах. Объяснил химизм (1893)
процесса ассимиляции углекислого газа
хлорофильными
растениями
с
образованием сахара тем, что в основе
этого процесса лежит сопряженная окисл.восстановит. р-ция, происходящая за счет
элем. воды. Показал, что источником
выделяющегося
при
ассимиляции
молекулярного кислорода является не
углекислый газ, как полагали прежде, а
перекисные соед. (надугольная к-та,
перекись водорода), которые образуются
при фотосинтезе. Пришел к выводу, что
перекиси играют исключительно важную
роль и в процессе дыхания, на основе
чего создал (1897) перекисную теорию
медленного окисления.