ВАЖНЕЙШИЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ СОВРЕМЕННОЙ БИОХИМИИ

Курилова Н.С.

84 просмотров

Курилова Н.С.

ВАЖНЕЙШИЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ СОВРЕМЕННОЙ БИОХИМИИ *

Аннотация:
после выхода в свет первых учебников по биохимии (1842-1846) она интенсивно развивается. Подробно изучается химический состав живой материи на уровне организма, органа, тканей и клеток. Разрабатываются новые методы биохимического анализа. Подробно исследуются закономерности реакций ассимиляции и диссимиляции в живом организме при самых различных условиях. На современном этапе интересы человечества выдвигают перед биологическими науками задачи, состоящие в выяснении сущности явлений жизни, вскрытии биологических закономерностей развития органического мира, изучении физики и химии живого, разработке различных способов управления жизненными процессами, в частности обменом веществ, наследственностью и направленными изменениями организмов, биохимического контроля экологической обстановки

Ключевые слова:
эволюционная биология, методология, физико-химические методы

УДК 37

Курилова Н.С.

Педагогическое образование

Естественно-научное и экологическое образование (гр. M2122-44.03.01)

Дальневосточный федеральный университет

(г. Владивосток, Россия)

ВАЖНЕЙШИЕ НАПРАВЛЕНИЯ

РАЗВИТИЯ СОВРЕМЕННОЙ БИОХИМИИ

Аннотация: после выхода в свет первых учебников по биохимии (1842-1846) она интенсивно развивается. Подробно изучается химический состав живой материи на уровне организма, органа, тканей и клеток. Разрабатываются новые методы биохимического анализа. Подробно исследуются закономерности реакций ассимиляции и диссимиляции в живом организме при самых различных условиях. На современном этапе интересы человечества выдвигают перед биологическими науками задачи, состоящие в выяснении сущности явлений жизни, вскрытии биологических закономерностей развития органического мира, изучении физики и химии живого, разработке различных способов управления жизненными процессами, в частности обменом веществ, наследственностью и направленными изменениями организмов, биохимического контроля экологической обстановки.

Ключевые слова: эволюционная биология, методология, физико-химические методы.

Как самостоятельная наука биохимия сформировалась примерно 100 лет назад, однако биохимические процессы люди использовали ещё в глубокой древности, не подозревая, разумеется, об их истинной сущности. В самые отдалённые времена уже была известна технология таких основанных на биохимических процессах производств, как хлебопечение, сыроварение, виноделие, выделка кож. Необходимость борьбы с болезнями заставляла задумываться о превращениях веществ в организме, искать объяснения целебным свойствам лекарственных растений. Использование растений в пищу, для изготовления красок и тканей также приводило к попыткам понять свойства веществ растительного происхождения.[5,7]

Новый толчок развитию биологической химии дали работы по изучению брожения, инициированные Луи Пастером. В 1897 г. Эдуард Бyхнер доказал, что ферментация сахара может происходить в присутствии бесклеточного дрожжевого экстракта, и это процесс не столько биологический, сколько химический. На рубеже XIX и XX веков работал крупнейший немецкий биохимик Э. Фишер. Он сформулировал основные положения пептидной теории строения белков, установил структуру и свойства почти всех входящих в их состав аминокислот. Но лишь в 1926 г. Джеймсу Самнеру удалось получить первый чистый фермент, yреазу, и доказать, что фермент - это белок. [3,4]

С конца ХХ в. в биохимии все шире применяются методы молекулярной и клеточной биологии, в особенности искусственная экспрессия и нокаут генов в модельных клетках и целых организмах. Определение структуры всей геномной ДНК человека выявило приблизительно столько же ранее неизвестных генов и их неизученных продуктов, сколько уже было известно к началу XXI века благодаря полувековым усилиям научного сообщества. Оказалось, что традиционный химический анализ и очистка ферментов из биомассы позволяют получить лишь те белки, которые в живом веществе присутствуют в сравнительно большом количестве.[1]

В настоящее время основные проблемы, разрешаемые биохимией – это связь между строением и биологической функцией, пути переноса информации, пространственное и временное распределение биомолекул в клетках и во всем организме, проблема расшифровки механизмов эволюции как биохимического процесса. [5]

Основные разделы биохимии: [2]

Статическая биохимия – изучение химической природы и свойств компонентов клеток.
Динамическая биохимия – изучение метаболизма.
Частная (функциональная) биохимия – изучение функционирования отдельных органов и тканей методами биохимии.

Современная биология — комплексная наука, для которой характерно взаимопроникновение идей и методов различных биологических дисциплин, а также других наук — прежде всего физики, химии и математики.

Выделяют три основных направления развития современной биологии. [8]

Классическая биология. Ее представляют учёные-натуралисты, изучающие многообразие живой природы. Они объективно наблюдают и анализируют все, что происходит в живой природе, изучают живые организмы и классифицируют их. Неправильно думать, что в классической биологии все открытия уже сделаны. Во второй половине XX в. не только описано много новых видов, но и открыты крупные таксоны, вплоть до царств (Погонофоры) и даже надцарств (Архебактерии, или Археи). Эти открытия заставили ученых по-новому взглянуть на всю историю развития живой природы, Для настоящих ученых-натуралистов природа — это самоценность. Каждый уголок нашей планеты для них уникален. Именно поэтому они всегда среди тех, кто остро чувствует опасность для окружающей нас природы и активно выступает в ее защиту.

Все разделы классической биологии объясняют свойства изучаемых объектов преимущественно строением этих объектов и свойствами составляющих их компонентов, в том числе химическими или физическими. Активное использование биологами достижений физики, химии, кибернетики приводило зачастую к невозможности чёткого отделения биологии от других наук, однозначного определения, где заканчивается одна наука и начинается другая. В результате, в последние десятилетия, в рамках классической науки, помимо традиционных разделов биологии (ботаника, зоология, анатомия, физиология и др.) сформировался целый ряд более современных разделов на так называемом «стыке»: биохимия, биофизика, молекулярная биология, генная инженерия и др. Общая биология изучает закономерности существования живых тел, общие для всех разделов биологии, как традиционных, так и более современных. Важнейшим понятием общей биологии является «жизнь». Оно настолько тесно взаимосвязано с понятием «организм», что они определяются друг через друга.

Эволюционная биология. На протяжении тысячелетий философы спорят, что было раньше: яйцо или курица? С точки зрения науки, важнее установить, кто (что) предшествовал появлению их обоих. Ответ на этот вопрос позволит однозначно разрешить данный спор и попутно выяснить, кто, что, как и даже когда появилось, кроме курицы и яйца. Такими вопросами занимается эволюционная биология — область, изучающая происхождение видов от общих предков, принципы наследования признаков и их изменения, — короче, всего того, что привело к существующему разнообразию биологических форм. Основоположник теории естественного отбора Чарлз Дарвин (1809-1882 г.)начинал как обычный натуралист: он путешествовал, наблюдал, описывал и коллекционировал живые организмы. Впоследствии он обобщил этот материал и результатом его работы стала теория, объясняющая разнообразие жизни на нашей планете, сделавшая его известным учёным. Изучение эволюции живых организмов активно продолжается учеными-эволюционистами и по сей день, а синтез эволюционной теории и генетики привёл к созданию так называемой синтетической теории эволюции. Благодаря применению передовых физико-химических методов также сделаны важные открытия о происхождении жизни на нашей планете. Новые открытия позволили дополнить теорию антропогенеза (происхождения человека). Исследования в этом направлении продолжаются.
Физико-химическая биология — это новое быстро развивающееся направление биологии, важное как в теоретическом, так и в практическом отношениях. Открытия, сделанные в этом направлении, позволят решить многие глобальные проблемы, стоящие перед человечеством (производство продуктов питания, поиск новых источников энергии, охрана окружающей среды и др.). На стыке биохимии, биологии и физики в 1950 гг. возникла новая наука -биофизика. Целью этой науки является объяснение ряда биологических явлений с точки зрения физики. Биофизики, рассматривая сложное биологическое явление, делают попытку расчленить его на несколько более элементарных, доступных для понимания актов – ступеней этого явления и исследуют затем их физические свойства. Методами биофизики было дано объяснение механизмам мышечного сокращения, проведения нервного импульса, актов ферментативного катализа; предложены модели многих автоколебательных процессов, наблюдаемых в биологии, объяснены тайны фотосинтеза. Биофизиков можно встретить сегодня в любой биологической лаборатории, начиная с экологической и заканчивая лабораторией молекулярной генетики. Спецификой биофизического знания является умение оперировать понятиями всех уровней биологии и биохимии.

Биофизика и биохимия осуществили давнюю мечту биологов об объединении знаний о структуре и функциях организма в целом. Однако, ни, биохимия, ни биофизика не могут дать ответа на основной вопрос биологии: чем живая материя отличатся от неживой и что является толчком при зарождении жизни.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

http://ru.wikipеdiа.оrgСтатья «Биохимия»
http://www.xumuk.ru/biоlоghim/
Шамин А.Н. «История химии белка», М. , «КомКнига», 2006
Шамин А.Н. Джабраилова Н.А «Развитие химии аминокислот» , М. , «Наука», 1974
Шамин А.Н. «История биологической химии. Формирование биохимии», М. , «КомКнига», 2006
http://mоikоmpаs.ru/соmpаs/prоtеinsоilсаrbоhydrаtеs
http://biоkhimijа.ru
http://vipеrsоn.ru/wind.php?ID=425690&sосh=1

Полная версия статьи PDF

Номер журнала Вестник науки №6 (63) том 3

Ссылка для цитирования:

Курилова Н.С. ВАЖНЕЙШИЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ СОВРЕМЕННОЙ БИОХИМИИ // Вестник науки №6 (63) том 3. С. 272 - 277. 2023 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/8984 (дата обращения: 17.05.2024 г.)

Альтернативная ссылка латинскими символами: vestnik-nauki.com/article/8984

Нашли грубую ошибку (плагиат, фальсифицированные данные или иные нарушения научно-издательской этики) ?
- напишите письмо в редакцию журнала: zhurnal@vestnik-nauki.com

* В выпусках журнала могут упоминаться организации (Meta, Facebook, Instagram) в отношении которых судом принято вступившее в законную силу решение о ликвидации или запрете деятельности по основаниям, предусмотренным Федеральным законом от 25 июля 2002 года № 114-ФЗ 'О противодействии экстремистской деятельности' (далее - Федеральный закон 'О противодействии экстремистской деятельности'), или об организации, включенной в опубликованный единый федеральный список организаций, в том числе иностранных и международных организаций, признанных в соответствии с законодательством Российской Федерации террористическими, без указания на то, что соответствующее общественное объединение или иная организация ликвидированы или их деятельность запрещена.