1. Предмет и задачи биологической химии. Обмен веществ и энергии, структурная организация, гомеостаз и самовоспроизведение как важнейшие признаки живой материи.

Биохимия – это наука о химическом составе живой материи, химических процессах, происходящих в живых организмах, а также связи этих превращений с деятельностью органов и тканей.

Таким образом, биохимия состоит как бы из трех частей:
1) статическая биохимия (это анализ химического состава живых организмов);
2) динамическая биохимия (изучает совокупность превращения веществ и энергии в организме);
3) функциональная биохимия (исследует процессы, лежащие в основе различных проявлений жизнедеятельности).

Главным для биохимии является выяснение функционального, то есть биологического назначения всех химических веществ и физико-химических процессов в живом организме, а также механизм нарушения этих функций при разных заболеваниях.

Современная биохимия решает следующие задачи:
1. Биотехнологическую, т.е. создание фармацевтических препаратов (гормонов, ферментов), регуляторов роста растений, средств борьбы с вредителями, пищевых добавок.
2. Проводит разработку новых методов и средств диагностики и лечения наследственных заболеваний, канцерогенеза, природы онкогенов и онкобелков.
3. Проводит разработку методов генной и клеточной инженерии для получения принципиально новых пород животных и форм растений с более ценными признаками.
4. Изучает молекулярные основы памяти, психики, биоэнергетики, питания и целый ряд других задач.

Биологическая химия изучает молекулярные процессы, лежащие в основе разви­тия и функционирования организмов. Биохимия использует методы «молекуляр­ных» наук — химии, физической химии, молекулярной физики, и в этом отноше­нии биохимия сама является молекулярной наукой. Однако главные конечные задачи биохимии лежат в области биологии: она изучает закономерности биоло­гической, а не химической формы движения материи. С другой стороны , «молекулярные изобретения» природы , открываемые биохимиками, находят приме­нение в небиологических отраслях знания и в промышленности (молекулярная бионика, биотехнология). В таких случаях биохимия выступает в роли метода, а предметом исследований и разработок являются проблемы, выходящие за пре­делы биологии.

---

Живые организмы находятся в постоянной и неразрывной связи с окружающей средой. Эта связь осуществляется в процессе обмена веществ. Обмен веществ включает 3 этапа: поступление веществ в организм, метаболизм и выделение конечных продуктов из организма.

Поступление веществ в организм происходит в результате дыхания (кислород) и питания. В ЖКТ продукты питания перевариваются (расщепляются до простых веществ). При переваривании происходит гидролиз полимеров (белков, полисахаридов и других сложных органических веществ) до мономеров, всасывающихся в кровь и включающихся в промежуточный обмен.

Промежуточный обмен (внутриклеточный метаболизм) включает 2 типа реакций: катаболизм и анаболизм.

Катаболизм - процесс расщепления органических молекул до конечных продуктов. Конечные продукты превращений органических веществ у животных и человека - СО₂, Н₂О и мочевина. В процессы катаболизма включаются метаболиты, образующиеся как при пищеварении, так и при распаде структурно-функциональных компонентов клеток.

Реакции катаболизма сопровождаются выделением энергии (экзергонические реакции).

Анаболизм объединяет биосинтетические процессы, в которых простые строительные блоки соединяются в сложные макромолекулы, необходимые для организма. В анаболических реакциях используется энергия, освобождающаяся при катаболизме (эндергонические реакции).

Практически любое заболевание начинается с по­вреждения (нарушения) одной реакции в метабо­лизме клетки, а затем оно распространяется на ткань, орган и целый организм. Нарушение метабо­лизма ведет к нарушению гомеостаза в биологичес­ких жидкостях организма человека, что сопровож­дается изменением биохимических показателей.

Большое значение клинико-биохимических методов исследования био­логических жидкостей велико в медицине и важно для подготовки медицинских лаборатор­ных техников. Достаточно напомнить, что только в крови человека можно определить современными методами биохимических исследований около 1000 показателей метаболизма.

Биохимические показа­тели биологических сред организма человека широко используются при:

1. постановке диагноза заболевания, особенно дифференциального диагноза;

2. выборе метода лечения;

3.контроле за правильностью назначенного ле­чения;

---

4.результаты биохимических анализов служат одним из критериев излеченности патологическо­го процесса;

5.скрининге (выявлении болезни на доклини­ческой стадии);

6.мониторинге (контроле за течением заболе­вания и результатом лечения);

7. прогнозе (информации о возможном исходе заболевания).

Важнейшим признаком всего живого является обмен веществ. Обмен веществ обеспечивает присущее живому организму как системе динамическое равновесие, при котором взаимно уравновешиваются синтез и разрушение, размножение и гибель. В основе реакций обмена веществ лежат физико-химические взаимодействия между атомами и молекулами, подчиняющиеся единым для живой и неживой материи законам. Сказанное означает, что сама возможность существования жизни, в первооснове своей, сводится к элементарным актам физико-химических процессов. Обмен веществ состоит из двух противоположных, одновременно протекающих процессов. Первый — анаболизм — объединяет все реакции, связанные с синтезом необходимых веществ, их усвоением и использованием для роста, развития и жизнедеятельности организма. Второй — катаболизм — включает реакции, связанные с распадом веществ, их окислением и выведением из организма продуктов распада. В целом же, обмен веществ представляет собой комплекс биохимических и энергетических процессов, обеспечивающих использование пищевых веществ для нужд организма и удовлетворения его потребностей в пластических и энергетических веществах.

Живой организм – сложная, упорядоченная иерархическая структурная организация. Уровень организации живой материи повышается в ходе эволюции. Формирование каждой следующей ступени иерархии уровней происходит на основе предыдущей, которая структурно в неё входит. Существует множество теорий о структурной организации живой материи. Наиболее известная из них оценивает иерархию по критерию масштабности. Согласно ей, жизнь имеет следующие уровни организации:

1. 
   Молекулярный уровень- отражает особенности химизма живого вещества, а также механизмы и процессы передачи генной информации
   
2. 
   Клеточный и субклеточный уровни- отражают особенности специализации клеток, а также внутриклеточные структуры. На этом уровне происходят процессы жизнедеятельности (обмен веществ, питание, дыхание, раздражимость и т. д.)
   
3. 
   Организменный и органно-тканевый уровни - отражают признаки отдельных особей, их строение, физиологию, поведение, а также строение и функции органов и тканей живых существ
   
4. 
   Популяционно-видовой уровень- образуется свободно скрещивающимися между собой особями одного и того же вида, совокупность особей одного вида
   
5. 
   Уровень биогеоценозов- структуры, состоящие из участков Земли с определенным составом живых и неживых компонентов, представляющих единый природный комплекс – экосистему
   
6. 
   Биосферный- вся совокупность живых организмов Земли вместе с окружающей их природной средой
   

---

Еще одним качеством, благодаря которому возможна жизнь - это свойство живых организмов к самовоспроизведению. Самовоспроизведение свойственно целым организмам, отдельным их органам, тканям, клеткам, клеточным включениям и многим органеллам. Самовоспроизведение осуществляется посредством вегетативного, полового и бесполого размножений, у животных - путем деления, живорождения, яйцерождения и яйцеживорождения. В основе самовоспроизведения лежит образование новых молекул и структур, которое обусловлено информацией, заложенной в нуклеиновой кислоте ДНК,. Самовоспроизведение тесно связано с явлением наследственности: любое живое существо рождает себе подобных, путем реализации механизма матричного синтеза ДНК. 

2. Биохимия как молекулярный уровень изучения структурной организации, анаболизма и катаболизма живой материи. Место биохимии среди других биологических дисциплин. Значение биохимии в подготовке врача и для медицины.

3. Аминокислоты, входящие в состав белков, их строение и свойства. Пептиды. Биологическая роль аминокислот и пептидов.

4. Первичная структура белков. Пептидная связь, ее характеристика. Зависимость

биологических свойств белков от первичной структуры. Нарушение первичной

структуры и функции гемоглобина А.

5. Конформация петидных цепей в белках (вторичная структура). Типы химических

связей, участвующих в формировании вторичной структуры. Супервторичные

структуры.

6. Конформация петидных цепей в белках (третичная структура). Типы химических

связей, участвующих в формировании и третичной структуры. Доменная

структура и ее роль в функционировании белков. Роль шаперонов (белки

теплового шока) в формировании третичной структуры белков in vivo.

7. Активный центр белков и его специфическое взаимодействие с лигандом как

основа биологической функции белков. Комплиментарность взаимодействующих

белков с лигандом. Обратимость связывания.

8. Четвертичная структура белков. Особенности строения и функционирования

олигомерных белков на примере гемоглобина. Кооперативные изменения

конформации протомеров. Возможность регуляции биологической функции

олигомерных белков аллостерическими лигандами.

9. Физико-химические свойства белков. Молекулярная масса, размеры и форма,

растворимость, ионизация и гидратация. Использование свойств белков в

---

методах выделения и исследования.

10. Методы выделения индивидуальных белков: методы осаждения солями и

органическими растворителями, гель-фильтрация, электрофорез, ионообменная и

аффинная хроматографии. Методы количественного определения белка.

11. Конформационная лабильность белков. Денатурация, факторы ее вызывающие.

Защита от денатурации специализированными белками теплового шока

(шаперонами).

12. Принципы классификации белков. Классификация по составу и биологическим

функциям, примеры представителей отдельных классов.

13. Иммуноглобулины, классы иммуноглобулинов, особенности строения и

функционирования. Многообразие антигенсвязывающих участков Н- и L-цепей

иммуноглобулинов.

14. Ферменты, определение. Особенности ферментативного катализа.

Специфичность действия ферментов, виды. Классификация и номенклатура

ферментов.

15. Строение ферментов. Каталитический и регуляторный центры. Взаимодействие

ферментов с лигандами. Механизм действия ферментов. Энергетические

изменения в ходе ферментативных реакций. Формирование ферментсубстратного комплекса. Гипотеза «ключ-замок» и гипотеза индуцированного

соответствия.

16. Кинетика ферментативных реакций. Зависимость скорости ферментативных

реакций от температуры, рН среды, концентрации фермента и субстрата.

Уравнение Михаэлиса-Ментен, Кm.

17. Кофакторы ферментов: ионы металлов их роль в ферментативном катализе.

Коферменты как производные витаминов. Коферментные функции витаминов В6,

РР и В2 на примере трансаминаз и дегидрогеназ.

18. Ингибирование ферментов: обратимое и необратимое; конкурентное и

неконкурентное. Лекарственные препараты как ингибиторы ферментов.

19. Регуляция метаболических процессов путем организации химических реакций в

метаболические пути. Роль пространственной локализации ферментов,

органоспецифичности, компартментализациии. Регуляция количества молекул

фермента в клетке, каталитической активности ферментов, роль доступности

молекул субстрата и коферментов.

20. Аллостерическая регуляция активности ферментов. Роль аллостерических

ферментов в метаболизме клетки. Аллостерические эффекторы и ингибиторы.

Особенности строения и функционирования аллостерических ферментов и их

локализация в метаболических путях. Регуляция активности ферментов по

---

Смотрите также файлы

• Практикум Антикоррупционный стандарт поведения сотрудников органов внутренних дел.docx

• Устойчивое финансовое состояние.docx

• Расписание движения пригородных электропоездов. Поля элемента списка название конечной станции, время отправления, время прибытия, стоимость билета.pdf

• Тема Морфологические нормы. Синтаксические нормы. Коммуникативные качества речи Задание Заполните предлагаемую ниже таблицу, включив в каждую графу не менее трех примеров речевых ошибок указанного типа..doc

• Мліметтерге.docx