Biohemija

Biohemija (od grč. βιοχημεία biochēmeia, hemija života), ranije nazvana i fiziološka hemija, jeste grana hemije koja proučava hemijske procese u živim organizmima, odnosno njihovu razmjenu materija. U biohemiji, hemija je usko povezana sa biološkim i medincinskim naukama. Pomoću biohemije postalo je moguće objašnjavanje i liječenje bolesti metabolizma kao što je, naprimjer, nedostatak hormona (npr. dijabetes, hipovitaminoza i slično). Također, ljekari mogu mnogo brže pronaći uzroke bolesti pomoću enzimskih testova.

 Okvir proučavanja 
mini|desno|Struktura hemoglobina, jedne vrlo proširene biomolekule
Biohemija se bavi:
 proučavanjem strukture biomolekula: kako su one građene, kakva je molekularna organizacija nekog organizma, kako molekularne jedinice nastaju i kako jedne s drugim reagiraju.
 proučavanjem razmjene materija: kako se određene supstance mijenjaju djelovanjem živih bića, koje bioenergetske pretpostavke su neophodne za to, koji biokatalizatori su uključeni, kako djeluju određeni mehanizmi pretvaranja supstanci i kako se razmjena materija upravlja i kontrolira.
 proučavanjem razmjene informacija unutar nekog organizma kao i između organizama; kako se informacije skladište, pozivaju i dalje prosljeđuju, kako se koordiniraju različiti sistemi unutar neke ćelije, između različitih ćelija i između organizama.

U tom aspektu, ona se koncentrira na proučavanja određenih klasa supstanci kao što su nukleinske kiseline, bjelančevine, masti, ugljikohidrati kao i njihovi derivati, a one se općenito nazivaju i biomolekule. Pretežni dio biohemijski važnih procesa odigravaju se unutar živih bića odnosno u pretežno vodenom okruženju.

 Metode
U biohemiji se primjenjuju brojne metode iz različitih oblasti. Klasična biohemija najviše se oslanja prvenstveno na analitičku, organsku i fizikalnu hemiju kao i opću fiziku. Pri tom su među najvažnijim tehnikama u biohemiji u upotrebi (ultra-)centrifugiranje, SDS-gel-elektroforeza, hromatografija, elektroforeza, spektroskopija, radioaktivno obilježavanje (radioaktivni traser, marker), izotopske tehnike, kristalizacija, potenciometrijske, elektrometrijske, polarografske i manometrijske tehnike i druge. Posljednjih nekoliko godina do izražaja su došle i molekularnobiološke metode i metode iz oblasti informatike, mikrobiologije i drugih oblasti. Također, u modernoj biohemiji koriste se kvantitativna mjerenja i analize rezultata matematičkim metodama i postavljanje formalnih teorija pomoću matematike.

 Historija 
mini|desno|Justus von Liebig u svojoj laboratoriji 1840. u doba kada je današnja biohemija bila poznata kao fiziološka hemija. Šest godina kasnije otkrio je aminokiselinu tirozin.
Od početka 19. vijeka organski hemičari su sistematski počeli istraživali prve supstance iz biljnog i životinjskog svijeta. Iz biološkog materijala uspjeli su elementarnom analizom izdvojiti i odrediti udio ugljika, vodika, dušika i sumpora. Od 1860tih došlo se do hemijskih strukturnih formula supstanci preko njihovog elementarnog sastava, te je nakon toga započeto sa temeljitim proučavanjem bioloških tkiva u organizmima. To istraživanje nije bilo uvijek uspješno i zahtijevalo je dosta vremena, naročito zbog vrlo malehnog udjela biomolekula u supstanci i nedostatnim dokaznim metodama. Čak i elementarna analiza neke supstance zahtijevala je velike količine uzoraka. Tek nakon usavršavanja i poboljšanja rada analitičkih uređaja tokom 1950tih potraga za biomolekulama i njihova strukturna analiza postale su jednostavnije.

 Podjela 
U zavisnosti od načina posmatranja, dio biohemije koja se bavi bolestima čovjeka naziva se medicinska biohemija. Dalje, postoji i ekobiohemija koja se bavi ekosistemima. Biljna biohemija proučava biljke, dok imunološki sistem proučava imunologija, a neurohemija se bavi nervnim sistemom.

Također, prema grupama hemijskih spojeva biohemija se može podijeliti naprimjer na hemiju bjelančevina, biohemiju nukleinskih kiselina, biohemiju ugljikohidrata te biohemiju masti. Hemija prirodnih supstanci obuhvata grupu malih molekula. Enzimologija i provođenje signala (trandukcija) predstavljaju posebni fokus izučavanja biohemije.  Biofizikalna hemija proučava biomolekule i živa bića metodama fizikalne hemije.

 Nobelovci iz ove oblasti 
U donjoj galeriji prikazani su neki od najznačajnijih naučnika, dobitnika Nobelove nagrade za istraživanja u oblasti biohemije (ili neke od srodnih disciplina):

 Biohemičar 
 Studij 
U većini evropskih zemalja postoje studijski odsjeci za biohemiju u tri stepena: diplomski, postdiplomski (magistarski) i doktorski. U Njemačkoj su diplomski studiji 2008. postepeno zamijenjeni uzastopnim magistarskim i doktorskim studijama:
 U redovnom studiju, dodiplomski stepen ima 9 ili 10 semestara, a najduže od 13 do 14 semestara te nakon njega student stiče titulu diplomirani biohemičar.
 Na magistarskom studiju, studij traje 6 do 8 semestara te nakon njega osoba stiče titulu magistar biohemijskih nauka.
 Doktorski studij po pravilu trajue 3 do 4 semestra, te nakon njega se dobija titula doktor biohemijskih nauka.

 Specijalistički studij biohemije 
U Njemačkoj postoji mogućnost da studenti nakon završetka medicinskog studija pohađaju specijalistički studij za biohemiju (njem. Facharzt). Za to je neophodna još jedna godina daljnjeg studija. Na to se još dodaje i jedna godina studiranja internističke medicine ili pedijatrije.

Na dan 31. decembar 2010. u Njemačkoj su bila registrirana 102 specijalista za biohemiju. Od njih 52 nisu vršila doktorsku praksu. U toku decenije od 2000. do 2010. broj registriranih stručnih medicinskih biohemičara smanjen je za gotovo 50%.

Reference

 Literatura 
 Knjige 
 Donald Voet et al.: Lehrbuch der Biochemie. Wiley-VCH, 2002, 
 Jeremy M. Berg, Lubert Stryer et al.: Biochemie. 5. izd. Spektrum Akademischer Verlag, 2003, , online verzija, engl.
 Manfred Schartl, Manfred Gessler, Arnold von Eckardstein: Biochemie und Molekularbiologie des Menschen. 1. izd. Elsevier: München 2009. 
 Philipp Christen, Rolf Jaussi: Biochemie. Eine Einführung mit 40 Lerneinheiten. Springer-Verlag, 2005, 
 Florian Horn et al.: Biochemie des Menschen – Das Lehrbuch für das Medizinstudium. 3. prošireno i dopunjeno izdanje. Thieme, Stuttgart, 2005, 
 Graeme K. Hunter: Vital Forces. The discovery of the molecular basis of life. Academic Press, London 2000,  (engl.)
 Joachim Rassow, Karin Hauser, Roland Netzker, Rainer Deutzmann: Biochemie. Georg Thieme Verlag, 2006, 
 David L. Nelson & Michael M. Cox: Lehninger Biochemie. Springer, 4. uređeno i prošireno izdanje 2011. [Prijevod 5. američkog izdanja]. 
 David L. Nelson & Michael M. Cox: Lehninger Principles of Biochemistry. W. H. Freeman, 6. međunarodno izdanje 2013. 
 Peter C. Heinrich et al.: Löffler/Petrides: Biochemie und Pathobiochemie. Springer, 9. prošireno i dopunjeno izdanje 2014.  (print);  (eBook)

 Historija organske hemije i biohemije 
 Paul Walden: Geschichte der organischen Chemie seit 1880, Springer-Verlag, Berlin*Heidelberg*New York 1972, 

 Biohemijski riječnik 
 Peter Reuter: Taschenwörterbuch der Biochemie. Deutsch - Englisch/Englisch - Deutsch, Birkhäuser Verlag, Basel/Boston/Berlin 2000, 

 Izvori na internetu 
 Online-Grundkurs 
 Online Biochemie Vorlesungen  
 Biochemistry Online – An Approach Based on Chemical Logic (engl.)
 Michael W. King: King's Biochemistry

 Časopisi 
 The Journal of Biological Chemistry - JBC (engl.) Časopis američkog društva za biohemiju i molekularnu biologiju 
 Biochemistry (engl.) 
 Biochemical Journal (engl.) 
 Chemistry and Biology (engl.) 
 Biological Chemistry (engl.) 
 FEBS Letters (engl.) 
 Biochimica et Biophysica Acta (engl.) 

 Vanjski linkovi 

 GBM - Gesellschaft für Biochemie und Molekularbiologie e.V. - Društvo za biohemiju i molekularnu biologiju
 Möglichkeiten für ein Biochemie-Studium und verwandte Studiengänge in Deutschland - Mogućnosti studiranja biohemije i srodnih grana u Njemačkoj
 Ringvorlesung Biochemie.

Kategorija:Biohemija
Kategorija:Biotehnologija
Kategorija:Molekularna biologija
Kategorija:Genomika