# Биохимия

**Биохи́мия** (**биологик химия, йәки физиологик химия**) — тере күҙәнәк һәм организмдарҙың химик составын һәм уларҙың тереклеге нигеҙендә барған химик процестарҙы өйрәнеүсе фән. «Биохимия» төшөнсәһе һирәкләп XIX быуат уртаһынан ҡулланыла башлай. Классик мәғәнәһендә фәндә 1903 йылдан киң ҡулланышҡа инә. Башлап тәҡдим итеүсе һәм ғилми мөхиткә индереүсе ғалим — немец химигы Карл Нейберг..

Биохимия — биология һәм химия фәндәре киҫелешендә барлыҡҡа килгән сағыштырмаса йәш фән.

## Үҫеш тарихы

Ван Гельмонт
Үҙаллы фән булараҡ биохимия 100 йыл элек барлыҡҡа килгән. Әммә асылын аңламаған хәлдә лә, кешелек биохимик процестарҙы бик борондан ҡулланған. Нигеҙендә биохимик процесстар ятҡан *икмәк бешереү, сыр ҡайнатыу, шарап етештереү, тире эшкәртеү* технологиялары бик борондан билдәле булған.

Төрлө ауырыуҙар менән көрәш организмда матдәләр алмашыныуы, дарыу үләндәренең шифаһы тураһында уйланырға мәжбүр итә.

Үҫемлектәрҙе аҙыҡ итеп ҡулланыу, төрлө буяуҙар һәм туҡымалар етештереү технологиялары, үҫемлектәрҙән алынған матдәләр үҙенсәлеген аңларға ынтылыш була.

Боронғо аҡыл эйәләре йәшәү өсөн һауа һәм аҙыҡтың ниндәй роль уйнағаны турыһында фекер йөрөткән. Былар барыһы ла биохимия фәненә башланғыс биргән.

X быуаттағы боронғо фарси ғалимы Әбүғәлисина «табип фәне ҡанундары» китабында күп кенә дарыу матдәләре тураһында ентекләп яҙған.

XVII быуатта ван Гельмонт аш һеңдереү процессында ҡатнашҡан химик реагентты билдәләү өсөн ҡулланышҡа фермент терминын керетә.

XVIII быуатта М. В. Ломоносов һәм А. Л. Лавуазье хеҙмәттәре донъя күрә. Улар асҡан масса һаҡланыу законы һәм быуат аҙағында йыйылған эксперименталь тикшереүҙәр нәтижәһендә, һулыш алыуҙың асылы һәм был процеста кислородтың роленә аңлатма бирелә.

Уильям Праут портреты, рәссамы Генри Виндхам Филипс
1827 йылда уҡ химия өлкәһендәге тикшеренеүҙәр һөҙөмтәһендә биологик молекулаларҙы аҡһым, майҙар, углеводтарға бүлеп йөрөтә башлайҙар. Инглиз химигы Уильям Праут был бүленештең авторы булып һанала.

1828 йылда немец химигы Ф. Вёлер мочевины синтезлай: тәүҙә — циан кислотыһы һәм аммиактан (барлыҡҡа килгән аммоний цианаты эретмәһен быуға әйләндеү юлы менән). Һуңғараҡ, әммә ошо уҡ йылда мочевинаны углекислый газ һәм аммиактан алыу юлын таба.

Шулай итеп, организмға хас булған матдәләрҙе, организмдан ситтә лә, яһалма юл менән алып була икәне иҫбатлана. Вёлер хеҙмәттәре, барлыҡ органик ҡушылмаларҙа ла «йәшәү көсө» бар тип иҫәпләгән виталистар тәғлимәтен, беренсе тапҡыр инҡар итә.

Артабан лабораторияла липидтарҙы синтезлау (1854 йылда — П. Бертло, Франция) һәм формальдегидтан углевод алыу (1861 — А. М. Бутлеров, Россия) химияның был йүнәлешенә ҡеүәтле этәргес көс бирә.

Бутлеров органик матдәләрҙең төҙөлөшө тураһында тәғлимәтен тәҡдим итә.

Луи Пастерҙың әсеү процессын өйрәнеү өлкәһендәге эштәре биологик химияға яңы этәргес көс бирә. 1935 йылда Эдуард Бухнер әсетке экстартында барған шәкәр ферментацияһы биологик процесс ҡына түгел, күберәге химик процесс икәнен иҫбат итә.

XIX быуат аҙағы һәм XX быуат башында немец биохимигы Э. Фишер тикшереүҙәр үткәрә. Ул аҡһымдарҙың төҙөлөшөн аңлатыусы пептид тәғлимәтен нигеҙләй. Аҡһым составындағы барлыҡ аминокислоталарҙың үҙенсәлеген билдәләй.

1926 йылда Джеймс Самнер уреза исемле беренсе ферментты айырып алыуға өлгәшә һәм ферменттың аҡһым булыуын иҫбат итә.

Холдейн, Михаэлис, Ментен һәм башҡа биохимиктар хеҙмәттәре арҡаһында биология фәнендә математика ҡулланыла башлай. Биохимиктар фермент кинетикаһына аңлатма биреүсе Михаэлис-Ментен тигеҙләмәһен аса..

1935 йылда Фредерик Гриффит юғары температурала үлгән бактерияларҙың патоген үҙенсәлеге хәүефһеҙ бактерияларға күсеү мөмкинлеген асыҡлай. Бактериялар трансформацияһын өйрәнеү ауырыу тыуҙырыусы агентты таба, был агент аҡһым тугел, нуклеин кислотаһы булып сыға.

Нуклеин кислотаһы зарарлы түгел, ул тик микроорганизмдың патогенлығын һәм башҡа үҙенсәнлектәрен тапшырыусы ген булып тора.

1953 йылда америка биологтары Дж. Уотсон һәм инглиз физигы Ф. Крик, М. Уилкинс һәм Р. Франклин хеҙмәттәренә таянып ДНК структураһын асып бирә.

ДНК — нәҫелсәнлек мәғлүмәтен тапшырыуҙы аңлатып биргән асҡыс. Был асыш фәндә яңы йүнәлешкә — молекуляр биология фәненә башланғыс бирә.

1958 йылда Джордж Бидл һәм Эдуард Тейтем бәшмәктәрҙә тәжрибә үткәреп, *«бер ген — бер фермент»* тигән гипотеза өсөн Нобель премияһын алалар.

1988 йылда Колин Питчфорк ДНК-дактилоскопия ярҙамында кеше үлтереүсе икәне иҫбат ителгән тәүге енәйтсе һәм беренсе хөкөм ителеүсе була. Ул, шулай уҡ, дактилоскопия процедураһын киң ҡулланып тотолған тәүге енәйәтсе була.

РНК-интерференцияһын асҡан өсөн Эндрю Файер һәм Крейг Мелло Нобель премияһына лайыҡ булалар.

## Сиктәш фәндәр

Биохимия XIX быуат аҙағында тереклекте өйрәнеүсе торған фән булараҡ барлыҡҡа килә. Уның башланғысы булып органик химияның йылдам үҫеше һәм уңыштары тора.

Әммә, биохимия, органик химиянан айырмала булараҡ, тик тере организмдарҙа, башлыса күҙәнәктә барған химик процестарҙы өйрәнә. Шуға ла, биохимия күҙәнәк биологияһын һәм молекуляр биологияны ла берләштерә.

Молекуляр биологтар, күпселек осраҡта, нуклеин килоталары менән эшләй, уларҙың төҙөлөшөн һәм функцияларын өйрәнә.

Ә биохимиктар аҡһым, биохимик реакциялар катализаторҙары булған ферменттарҙы өйрәнә.

Һуңғы йылдарҙа «биохимия» һәм «молекуляр биология» йыш ҡына синонимдар кеүек ҡулланыла.

## Биохимия бүлектәре

* **Статик биохимия** (**Биоорганик химия** ) — организмдың химик составы, уның төҙөлөшөндәге молекулаларһы (аҡһымдар, амнонокислоталар, нуклеин кислоталары, углеводтар, витаминдар, гормондар) өйрәнеүсе фән.
	+ **Аминокислоталар биохимияһы** — аминокислоталарҙың химик составы тураһында фән
	+ **Аҡһымдар биохимияһы** — аҡһымдарҙың химик составы тураһында фән
	+ **Ферменттар биохимияһы** — феремнттарҙың химик составы тураһында фән
	+ **Углеводтар биохимияһы** — углеводтарҙың химик составы тураһында фән
	+ **Нуклеин кислоталары биохимияһы** — нуклеин кислоталары тураһында фән
	+ **Нуклеотид биохимияһы** — нуклеотидтарҙың химик составын өйрәнеүсе фән
	+ **Липидтар биохимияһы** — липидтарҙың тәьҫир ителеше, организмда липидтар етмәгәндә йәки артыҡ булғында организмдың ҡаҡшауын өйрәнеүсе фән
	+ **Витаминдар биохимияһы** — витаминдарҙың тәьҫир ителеше, организмда витаминдар етмәгәндә йәки артыҡ булғында организмдың ҡаҡшауын өйрәнеүсе фән
	+ **Гормондар биохимияһы** — гормондарҙың тәьҫир ителеше, организмда гормондар етмәгәндә йәки артыҡ булғында организмдың ҡаҡшауын өйрәнеүсе фән
* **Динамик биохимия** — организмда матдәләр алышын (метоболизм), молекулаларҙ әүерелешен, реакциялар механизмын өйрәнеүсе фән.
	+ **Молекуляр биология** - организмдың эшмәкәрлеген молекуляр кимәлдә өйрәнеүсе фән.
	+ **Биоэнергетика**  — биологик системалар энергия ҡулланыу, уны аккумуляциялау, барлыҡҡа килеүен өйрәнеүсе динамик биохимия бүлеге.
* **Функциональ биохимия** — ағзала, туҡымала, дөйөм организмда барған химик әүерелеште өйрәнеүсе фән.
	+ **Микроорганиздар биохимияһы** (**Бактериялар биохимияһы** ) – микроорганизмдарҙың состав һәм матдәләр әүерелешен өйрәнеүсе фән.
	+ **Үҫемлектәр биохимияһы** – үҫемлек организмында барған молекуляр процестарҙы өйрәнеүсе фән .
	+ **Хайуандар биохимияһы** – тере организмдың күҙәнәгендә барған молекуляр процестарҙы өйәрнеүсе фән .
	+ **Кеше биохимияһы** – кеше организмында барған матдәләр алмашы законын өйрәнеүсе биохимия бүлеге

## Зарур химик элементтар

Тәбиғи хәлдә тәбиғәттә осраған 90 элементтың, йәшәү өсөн ни бары сиреге генә зарур. Күпселек һирәк осрай торған элементтар ( селен һәм иодтан башҡа) организмға йәшәү өсөн мотлаҡ түгел.

Тәбиғәттә күп таралған алюминий һәм титан күпселек организмдар өсөн зарур түгел. Тереклек өсөн мотлаҡ булған элементтар исемлеге юғары таксондарҙа бер үк түгел. Барлыҡ хайуандар дә өсөн натрий зарур булһа ла, ә ҡайһы бер үҫемлектәр унһыҙ ҙа тереклек итә ала.

Үҫемлектәр өсөн бор һәм кремний булыуы мотлаҡ, ә хайуандар өсөн мотлаҡ түгел (йәки ультрамикроскопик миҡдарҙа ғына).

Ни бары алты элемент ( *макронутрииенттар* , йәки *органоген элементтар* ) кеше организмыны массаһының 99% тәшкил итә. Был элементтар углерод, водород, азот, кислород, кальций һәм фосфор. Был алты элементтан башҡа кеше организмы өсөн микроскопик күләмдә 19 элемент зарур : натрий, хлор, калий,магний, көкөрт, тимер, фтор, цинк, кремний, баҡыр, иод, бор, селен, никель, хром, марганец, молибден, кобальт , бром.

## Биомолекулалар

Углеводтар, липидтар, аҡһымдар, Нуклеин кислоталары һәм уларҙың протеогликан, гликопротеин, липопротеин кеүек гибридтары — биохимия фәне өйрәнгән дүрт төп молекула булып тора. Күпселек биомолекулалар ябайыраҡ төҙөлөшлө биомолекулаларҙан торған полимер (макромолекула) булып торалар. Мәҫәлән, полисахарид ябай шәкәр молекулаларынан төҙөлгән, аҡһымдар аминокислоталарҙан төҙөлгән. Биологик полимерҙар күпселек осраҡта,төҙөлөшө биологик функцияға ярашлы комплекс барлыҡҡа килтерәләр
й. Тере системаларҙың химик ҡатмарлылығы иерархияҙында макромолекулалар химик элементтар, функциональ төркөмдәр, ябай биомолекулаларға ҡарағанда юғарыраҡ торалар. Матдәләр алышыныу, күҙәнәк, күп күҙәнәкле организмдар һәм экосистема — иерархияның юғарыраҡ баҫҡысы.

### Углеводтар

Сахароза молекулаһы (глюкоза + фруктоза) сахарид барыҡҡа килтерә
Углеводтар моносахарид тип аталған мономерҙарҙан торалар, мәҫәлән глюкоза (C6H12O6), фруктоза (C6H12O6), һәм дезоксирибоза (C5H10O4). Дисахарид молекулаһын синтезлағанда ике моносахарид молекулаһынан бер һыу молекулаһы барлыҡҡа килә. Полисахаридтар энергия туплаусы (үҫемлктәрҙә крахмал, хайуандарҙа гликоген) һәм төҙөлөш материалы булараҡ (мәҫәлән целлюлоза күҙәнәк тышсаһының төп компонеты
, ә хитин түбән төҙөлөшлө үҫемлектәрҙең, бәшмәктәрҙең һәм умыртҡаһыҙ хайуандарҙың (башлыса быуынтыҡ аяҡлы бөжәктәр һәм ҡыҫала һымаҡтарҙың) мөгөҙсә ташсаһының полисахариды булып тора.

### Липидтар

Триглицерид молекулаһы төҙөлөшө: глицерин молекулаһына өс май кислотаһы беркетелгән
**Липидтар** (майҙар), ҡағаҙә булараҡ бер (моноглицерид) йәки өс (триглицерид) май молекулаһы беркетелгән глицерин молекулаһы. Май кислоталары углеводород сылбыры оҙонлоғона һәм туйындырылыу дәрәжәһенә ҡарап (сылбырҙағы икеләтә бәйләнеш булыуы һәм иҫәбенә ҡарап) төркөмдәргә бүленә. Хайуандарҙа липидтар энергия туплаусы молекула булып хеҙмәт итәләр. Бынан тыш, уларҙың күҙәнәк сигналын һәм липофил молекулаларҙы тапшырыу функцияһы ла бар.

### Аҡһымдар

α-аминокислотаның структары төҙөлөшө. Амин-төркөмө һулда, карбоксил төркөмө уңда
Аҡһымдар, күп осраҡта *макробиополимер* тип аталған эре молекула булып тора. Амнокислоталар уларҙың мономерҙары булып торалар. Күпселек организмдар аҡһымды 20-гә яҡын төрлө аминокислоталарҙын синтезлау. Аминокислоталар бер-береһенән R-төркөмө булыуы менән айырылалар. Был төркөмдөң булыуы аҡһымға өс үлсәмле структураға уралыу өсөн бик мөһим. Амнокислоталар бер-береһе менән пептид бәйләнешкә инеп *полипептид* тигән оҙон сылбыр барлыҡҡа килтерәләр. Аминокислоталар эҙмә-эҙлеген сағыштырыу биохимиктарға аҡһымдың гомогенлығын билдәләргә мөмкинлек бирә.

## Иҫкәрмәләр

## Әҙәбиәт

* *Марри Р. и др* . Биохимия человека. — М., 1993.
* Введение в биохимическую экологию. — М.: Издательство Московского университета, 1986.
* *Fromm, Herbert J.; Hargrove, Mark.* Essentials of Biochemistry. — Springer, 2012. — ISBN 978-3-642-19623-2.
* *Hunter, Graeme K.* Vital Forces: The Discovery of the Molecular Basis of Life. — Academic Press, 2000. — ISBN 978-0-12-361811-5.
* *Tropp, Burton E.* Molecular Biology. — 4th. — Jones & Bartlett Learning, 2012. — ISBN 978-1-4496-0091-4.
* *Vasudevan, D. M. et al.* textbook&f=false Textbook of Biochemistry for Medical Students. — 7th. — JP Medical Publishers, 2013. — ISBN 978-9-3509-0530-2.
* *Collier, Leslie; Balows, Albert; Sussman, Max.* Topley and Wilson’s Microbiology and Microbial Infections / Mahy, Brian and Collier, Leslie. Arnold. — ninth edition. — Virology, 1998. — Т. 1. — ISBN 0-340-66316-2.
* *Северин, Е.С.* Биохимия: Учеб. для вузов / Под ред. Е.С. Северина. — ГЭОТАР Медиа, 2003. — 779 с. — ISBN 5-9231-0254-4.
* *Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф.* Биологическая химия: Учебник. — Медицина, 1998. — 704 с. — ISBN 5-225-02709-1.

## Һылтанмалар

* Ян Кольман, Клаус-Генрих Рем, Юрген Вирт Наглядная биохимия  2007 йыл 28 июль архивланған.
* Berg et al. Biochemistry
* Lodish et al. Molecular Cell Biology
* Видеоматериалы по Биохимии
* *Gerhard Michal‏, Dietmar Schombur.* Biochemical Pathways: An Atlas of Biochemistry and Molecular Biology. — Hoboken, New Jersey: Wiley, 2012. — 401 с. — ISBN 9780470146842.