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Biochemie

Biochemie ist der Naturwissenschaft an der Schnittstelle von Biologie und Chemie. Sie untersucht die Zusammensetzung, Funktionen und Wechselwirkungen von Moleküle die dazu beitragen Struktur und Operation des Lebens Organismen. Biochemiker verwenden die Methoden und Terminologie der Chemie, um verschiedene Aspekte von Zellen und Lebewesen zu beschreiben und zu erklären.

Biochemie ist hauptsächlich eine praktische Wissenschaft. Erkenntnisse aus der biochemischen Forschung werden in verschiedenen Bereichen angewendet, insbesondere in der Medizin, Ernährung, Industrie und Landwirtschaft. Die Biochemie hat zur Aufklärung von Krankheitsphänomenen beigetragen und liefert Wissen über Enzyme Einsatz in industriellen Anwendungen, u. a. zur Herstellung von Biokraftstoffe oder für die Synthese von Medikamente.

Die chemischen Hauptbestandteile eines Lebewesens sind Protein, Kohlenhydrate, Lipide und Nukleinsäuren. Diese Moleküle erfüllen verschiedene Funktionen, die für das Überleben eines Organismus unverzichtbar sind, wie zum Beispiel die Katalyse von Reaktionen, die Umwandlung von Energie und die Speicherung genetischer Informationen. Auch kleinere Verbindungen, sowohl anorganische (z.B Mineralien) als Bio (z.B. Hormone) sind hier wichtig.

Die Biochemie hat sich seit Mitte des 20. Jahrhunderts stark entwickelt. Dank Innovationen in analytische Chemie, Molekularbiologie und Mikroskopie Biochemiker konnten Bildung, Umwandlung und Abbau (Stoffwechsel) biologisch relevanter Moleküle sehr detailliert. Zahlreiche Probleme der modernen Lebenswissenschaften konnten auf Basis biochemischer Methoden gelöst werden.^[1]

Name

Biochemie ist eine neologische Kontraktion der Wörter Biologie und Chemie (Chemie). Der Begriff wurde erstmals verwendet von Felix Hoppe-Seyler 1877 im Vorwort zur ersten Ausgabe von Zeitschrift für Physiologische Chemie, in dem er sich für die Einrichtung von Instituten für diesen Bereich einsetzte.^[2] Vom deutschen Chemiker Carl Neuberg Es wird jedoch oft gesagt, dass er den Begriff 1903 tatsächlich eingeführt hat.^[3]^[4]

Geschichte

Gerty Coric und Carl Coric erhielten 1947 den Nobelpreis für ihre Entdeckung des Cori-Zyklus, ein wichtiger Stoffwechselweg

Biochemie erklärt, welche Komponenten und Prozesse zugrunde liegen und lebende Kreatur. In diesem Sinne reicht die Geschichte der Biochemie bis in die Griechische Antike, in dem Gelehrte über Material philosophierten.Elemente' aus der Natur. Die Biochemie als eigenständige wissenschaftliche Disziplin begann jedoch erst im 19. Jahrhundert. Nach Meinung vieler Historiker war der Beginn der Biochemie durch die Entdeckung des ersten Enzym (Diastase) im Jahr 1833 von Anselme Payen.^[5] über andere nachdenken Eduard Büchners Demonstration von alkoholische Gärung, ein biochemischer Prozess, im Jahr 1897 als Geburtsstunde der Biochemie.^[6]

Vom Mittelalter bis zum 18. Jahrhundert glaubte man, dass hinter jeder Lebensform eine wesentliche „Kraft“ oder „Energie“ steckt; die sogenannte Fisch vitalis. Nur Lebewesen waren dank dieser Lebenskraft in der Lage, organische Moleküle herzustellen und zu nutzen. Der deutsche Chemiker Friedrich Wohler, die durch einen künstlichen Prozess Harnstoff aus anorganischen Materialien synthetisiert, bewies diese Annahme als falsch.^[7] Seine Entdeckung markierte den Beginn der organische Chemie und führte viele Wissenschaftler dazu, Lebensprozesse aus chemischer Sicht zu untersuchen.

Ab Mitte des 20. Jahrhunderts gewann die Biochemie an Fahrt. Viele neue Techniken wurden entwickelt, wie z Chromatographie, Röntgenbeugung, NMR-Spektroskopie, Elektronenmikroskopie und Rechenmethoden (z. Molekulardynamik). Diese Techniken ermöglichten es den Forschern, die vielen Moleküle und Stoffwechselwege der Zelle genau zu analysieren. Es führte zu einem Verständnis der Funktionsweise von Organismen auf molekularer Ebene.

Wichtige Verbindungen

Das wichtigste chemische Verbindungen (Biomoleküle) innerhalb der Biochemie sind:

Protein (einschließlich Enzyme und Peptide). Das Bausteine von Proteinen und Peptiden sind die Aminosäuren.
DNA und RNA. Das Bausteine von DNA und RNA sind die Nukleotide.
Komplexe Kohlenhydrate (Polysaccharide). Das Bausteine des Komplexes Kohlenhydrate sind die Monosaccharide.
Fette.

Einige spezifischere Beispiele für biochemische Verbindungen:

Wichtige Themen

Proteinsynthese
Photosynthese
Phospholipid
Polysaccharid
Signaltransduktion
Dissimilation von Proteinen, Fetten und Kohlenhydraten

omics-Bereiche

Die chemische Struktur der DNA

In den letzten Jahren hat sich in der Biochemie die omics-Bereiche (abgeleitet aus den Abschlussbriefen der Disziplinen) haben sich stark entwickelt. In diesen Bereichen werden Struktur, Funktionen und Zusammenhänge einer bestimmten Gruppe von Verbindungen untersucht.

Das wichtigste omicsBereiche sind:

Genomik wo man Genom (das Gene) Studien.
Proteomik wo man Proteom (das Proteine/Proteine).

Auch andere omicsBereiche sind in der Entwicklung, wie zum Beispiel:

Metabolomik wo man Metabolom (das Stoffwechselprodukte/ Stoffwechselprodukte).
Transkriptomik wo die Proteine und RNAMoleküle, die mit dem Transkription beteiligt sind studiert;
Membranomik wo die Struktur und Funktion von zellulären Membranen wird studiert.

Bildung

Ausbildungen in Biochemie sind Universität Niveau gegeben. Manchmal separat Bachelor und Master in Biochemie, oder als Meister das verbindet sich mit einem verwandten Bachelor-Abschluss, oder auch als Master-nach-Master, wenn man bereits einen Master in Chemie oder Biologie erworben hat. Auch innerhalb der Ausbildung Bioingenieur gibt es Spezialisierungen in der (angewandten) Biochemie sowie auf der Ebene Wirtschaftsingenieur "Industriewissenschaften - Biochemie". An folgenden niederländischsprachigen Universitäten kann man Biochemiker werden:

Verweise

↑(und) Fuß, D. & Fuß, JG, Biochemie, 3. John Wiley & Sons Inc., Hoboken, NJ (2005). ISBN 978-0-471-19350-0 .
↑(und) Kleinkauf H, Döhren H, Jaenicke L., Die Wurzeln der modernen Biochemie: Fritz Lippmanns Kringel und seine Folgen. Walter de Gruyter & Co (1988), p. 116. ISBN 978-3-11-085245-5 .
↑(und) Ben-Menahem, Aric, Historische Enzyklopädie der Natur- und Mathematikwissenschaften. Springer (2009), 2982. ISBN 978-3-540-68831-0 .
↑(und) Horton, Derek (Hrsg.), Fortschritte in der Kohlenhydratchemie und Biochemie, Band 70. Akademische Presse (2013). ISBN 978-0-12-408112-3 .
↑(und) Jäger, Graeme K., Vitalkräfte: Die Entdeckung der molekularen Grundlage des Lebens. Akademische Presse (2000). ISBN 978-0-12-361811-5 .
↑(und) Hamblin, Jacob Darwin, Wissenschaft im frühen 20. Jahrhundert: Eine Enzyklopädie. ABC-CLI (2005). ISBN 978-1-85109-665-7 .
↑(und) Kauffman G, Choljian S. (2001). Friedrich Wöhler (1800–1882), zu seinem 200. Geburtstag. Der Chemie-Lehrer 6 (2): 121–133. DOI: 10.1007/s00897010444a.

Literatur

(NL) Ampe, C. & Devreese, B., Allgemeine Biochemie. Herausgeber Acco (2015). ISBN 978-90-334-8988-4 .
(NL) Schuit, F. C., Medizinische Biochemie. Bohn Stafleu Van Loghum, Houten (2000). ISBN 90-313-3020-5 .
(und) Wörterbuch der Chemie, 6. Auflage. Oxford University Press (2008), 68-71. ISBN 978–0–19–920463–2 .

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[Voet-1] (und) Fuß, D. & Fuß, JG, Biochemie, 3. John Wiley & Sons Inc., Hoboken, NJ (2005). ISBN 978-0-471-19350-0 .

[2] (und) Kleinkauf H, Döhren H, Jaenicke L., Die Wurzeln der modernen Biochemie: Fritz Lippmanns Kringel und seine Folgen. Walter de Gruyter & Co (1988), p. 116. ISBN 978-3-11-085245-5 .

[3] (und) Ben-Menahem, Aric, Historische Enzyklopädie der Natur- und Mathematikwissenschaften. Springer (2009), 2982. ISBN 978-3-540-68831-0 .

[4] (und) Horton, Derek (Hrsg.), Fortschritte in der Kohlenhydratchemie und Biochemie, Band 70. Akademische Presse (2013). ISBN 978-0-12-408112-3 .

[5] (und) Jäger, Graeme K., Vitalkräfte: Die Entdeckung der molekularen Grundlage des Lebens. Akademische Presse (2000). ISBN 978-0-12-361811-5 .

[6] (und) Hamblin, Jacob Darwin, Wissenschaft im frühen 20. Jahrhundert: Eine Enzyklopädie. ABC-CLI (2005). ISBN 978-1-85109-665-7 .

[7] (und) Kauffman G, Choljian S. (2001). Friedrich Wöhler (1800–1882), zu seinem 200. Geburtstag. Der Chemie-Lehrer 6 (2): 121–133. DOI: 10.1007/s00897010444a.

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