したがって、生化学は化学の枝です。生化学は、過去 100 年以内に動的科学として出現しました。 1500 年から 1800 年代にかけて、反応速度論や分子の原子組成など、基本的な化学原理の理解が急速に進歩しました。生体内で生成される多くの化学物質は、19 世紀までに識別されていました。それ以来、生化学の成長と他の分野への影響は 20 世紀も続いた.
生化学は、生命や生き物の中で起こる分子と化学反応の研究です。この用語から、この研究は生物学と化学という 2 つの主要な科学を組み合わせることに関するものであると推測できます。しかし、生化学の本当の定義は、分子レベルでの生物学である別の科学を説明するために化学の言葉を使用することです.
生化学の研究は、同じ化合物と同じ中心的な代謝プロセスが、バクテリアや人間と同じように遠い関係にある生物にも見られることを示しています。科学者は通常、研究の焦点を特定の生物に集中させますが、これらの研究の結果はしばしば他の種に適用されます.
生化学者の目標の 1 つは、大量の知識を生命の分子的説明に統合することです。分野としての生化学は、孤立して存在するのではなく、生理学、遺伝学、細胞生物学などの他の多くの分野に関連しています。その結果、生化学のサブブランチは、動物および植物の生化学、免疫学、遺伝学、免疫学、および酵素学になります。
以下も検索できます:
- 物理化学の分野
- 分析化学の分野
- 無機化学の分野
- 有機化学の分野
1.動物生化学
この生活における動物の多様性は、世界で最も重要な側面の 1 つです。古来より、科学者はそれらの多様性の秩序化と分類に関心を持ってきました。最初は構造とプロセスしか認識できませんでしたが、生物学の発展とともに電子顕微鏡を発見した技術の発展により、科学者は分子というより深いレベルで多様性を研究できるようになりました.
言い換えれば、生化学は生命の中で起こる分子と化学反応の研究を意味し、動物生化学は生命そのものの特定の意味を研究し、それを動物として解釈することを意味します。動物生化学の研究は動物を分析することです
この研究は、獣医学と畜産にとって非常に重要です。動物生化学は、生化学の最初のサブブランチです。この研究は特に、動物の代謝と機能を理解することで、動物の健康と死を理解するのに役立ちます。
2.植物生化学
植物生化学は、植物の生命の分子メカニズムを調べます。植物生化学の主要なトピックの 1 つは、主に葉で起こる光合成です。光合成は、太陽エネルギーを伝達して、水、二酸化炭素、硝酸塩、硫酸塩から炭水化物とアミノ酸を合成するプロセスです。維管束系を介して、これらの産物の大部分は葉から茎を通って植物の他の領域に運ばれ、そこで例えば根を構築してエネルギーを供給するために必要とされます.
動物とは対照的に、植物は非常に大きな表面積を持っています。 CO2 の拡散経路を維持するために薄い葉を持つことが多い できるだけ多くの光をキャッチできるように短時間で。広い表面を持つことの欠点は、干ばつ、暑さ、寒さ、さらには霜などの極端な条件が発生したとき、さらには過剰な放射エネルギーが発生したときに植物を露出させるため、植物を脆弱にします.
- 光合成
1771 年の初めに、英国人のジョセフ・プリーストリーは、植物が日光の存在下で酸素を発生させることを発見し、酸素は光合成の産物であり、酸素を生成するという意味で空気を浄化すると結論付けました。さらに後の 1937 年に、ロバート ヒルは、光合成の明期における分子状酸素の発生源が水であることを実証しました。彼の発見はヒル反応として知られています。
植物やシアノ バクテリアが太陽光や紫外線を取り込み、そのエネルギーを利用して CO2、硝酸塩、硫酸塩などの無機化合物から有機化合物を合成し、細胞物質を合成すると、光合成が始まります。この能力は光独立栄養と呼ばれます。光合成では、酸素と水素が光子エネルギーによって水から分離され、後者の結合は NADPH と呼ばれます。光反応と呼ばれるこのプロセスでは、膜に埋め込まれた光合成反応センターで発生します。
ATP の合成に関連する電子の輸送が関与します。一方、NADPH と ATP は、CO2 から炭水化物を合成するいわゆる暗反応で消費されます。植物とシアノバクテリアの光合成は、化石燃料と大気中の酸素の堆積物を含むバイオマスを地球上に作り出しました.
動物と人間は食物としての炭水化物やその他の有機化合物の供給に依存しており、従属栄養状態になったり、それ自体でエネルギーを作り出すことができなくなったりします.
彼らは、最初に植物によって生成されたバイオマスを酸化することによって、生命プロセスに必要なエネルギーを生成します.酸素が消費されると、CO2 が生成されます。このように、植物が捉えた光エネルギーは、動物の生命活動のエネルギー源です。
3.分子および細胞生物学
地球上のすべての生物は、1 つまたは複数の細胞で構成されています。細胞は、周囲の構造またはいわゆる原形質膜によって囲まれた、溶解および懸濁物質を含む水滴と見なすことができます。
生きている細胞は、活動の生物学的単位です。それは、生物に関連するさまざまな特性を示す生物の最小部分を表します。したがって、生化学における細胞の理解は非常に基本的であり、やらなければならないことです。細胞はさまざまなサイズと形状で存在しますが、すべての細胞は真核細胞と原核細胞の 2 つのカテゴリに分類できます。
- 原核細胞
原核細胞の内部構造は複雑ではなく、真核細胞よりも小さい。原核生物は通常、細菌などの単細胞生物です。 大腸菌の初期の研究では、 科学者はこの生物で多くの生化学反応を発見し、この生物を生物学的システムのモデルとして表現しています。
Eのようなバクテリアで.大腸菌 タンパク質合成に関与する、または既知のリボソームとしての RNA タンパク質複合体は、サイトゾルに懸濁されます。ほとんどの原核細胞生物では、原核細胞膜が、共有結合した炭水化物とペプチド鎖の強固なネットワークでできた細胞壁に囲まれていることがわかっています.
細胞壁に加えて、一部の細菌は脂質、タンパク質、多糖類に結合した脂質からなる外膜を持っています。サイズが小さいことは原核細胞にとって利点であり、単純な拡散をもたらす体積に対する表面積の比率が高くなります。単純拡散は、細胞全体に十分な栄養素を分配するプロセスです。
- 真核細胞
真核細胞は複雑な内部構造を持っており、非常に複雑であるため、内部に顕著な核があります。真核細胞は、植物、動物、菌類、および多くの単細胞生物に見られます。真核細胞のほとんどは原核細胞よりも大きく、通常は原核細胞の 1000 倍の大きさです。そのサイズと複雑さのために、細胞内から細胞媒体外への迅速な輸送と通信メカニズムが必要です.
真核細胞にはオルガネラと呼ばれる膜があり、細胞骨格にはこれらの膜が独自の機能を持っています。細胞骨格は細胞の形状と細胞内トラフィックの管理に機能を持ち、オルガネラはしばしば細胞の物理的特性に関連して機能します.
真核細胞は、それ自体の特定の部分を持っています。それらのいくつかは次のとおりです:
- 核
細胞の最も明確な部分は、この場合の真核生物の生物の特徴付けの基準として知られている核です。核は、核膜によって構造的に定義されています。核膜は、タンパク質で裏打ちされた核孔で結合する 2 つの層を持つ膜です。核は細胞の制御センターであり、その DNA の 95% を含み、核内にある RNA への DNA の転写も含みます。 RNA 合成は核小体で起こり、RNA 合成核小体だけでなく、サブユニットからリボソームが組み立てられる部位でもあります。
- 小胞体とゴルジ装置
核膜の外側には小胞体があります。小胞体は、ルーメンと呼ばれる水性領域に囲まれています。細胞の小胞体はリボソームで覆われています。リボソームは、いくつかのタンパク質がそこから出てきて小胞体に結合し、それによってリボソームを膜に付着させるという重要な役割を果たします。このプロセスが続くと、タンパク質は膜を通って内腔に移動します。
そして、タンパク質合成の過程の最後に、小胞体に結合していないリボソームに存在するサイトゾルに残る運命にありました。ゴルジ体は小胞体の近くにあることが多く、ゴルジ体は複雑で、平らで、液体で満たされた膜状の嚢です。
- ミトコンドリアと葉緑体
この部分は両方とも、細胞のエネルギー変換器において重要な役割を果たしています。ミトコンドリアは、酸化エネルギー代謝の主要な部位であり、ほぼすべての真核細胞に見られます。葉緑体は、植物や藻類の光合成の場所です。ミトコンドリアは、内膜とマトリックスと呼ばれる二重の膜で囲まれています。マトリックスには、有酸素エネルギー代謝に関与する多くの酵素が含まれています。
葉緑体は、高度に折り畳まれた内部膜を囲む二重膜にも囲まれています。この内部膜は、扁平嚢のシステムまたは知られているチラコイド膜として形成されます。チラコイド膜には、太陽光エネルギーの捕捉に関与するクロロフィルやその他の色素が含まれています。
細胞について説明したように、多くの細胞から構成される生物のように、生物は複雑で高度に組織化されていることがわかりました。次に、これらの細胞は、マクロ分子と呼ばれる非常に大きなポリマー分子の複雑な集合体であるオルガネラと呼ばれる細胞内構造を保有しています。さらに、これらの高分子自体は、糖やアミノ酸などの三次元構造において非常に複雑な組織を示しています。コンフォメーションとして知られる高分子のこの複雑な三次元構造。このコンフォメーションは、個々の化学的性質に応じたモノメトリック ユニット間の相互作用の結果として発生しました。
生化学で分子というと、生物の元素組成である生体分子と関係があります。人体の原子の 99% 以上は水素、酸素、炭素、窒素で構成され、H と O のほとんどは H
生物の分子構成要素は、C、H、O、および原子を組み合わせるための無限の可能性をランダムに反映しているわけではありません。代わりに、多くの可能性の限られたセットのみが見つかり、これらのコレクションは、生きた状態の確立と維持に不可欠な特定の特性を共有しています.
4.代謝
代謝という言葉は、ギリシャ語の「変化」に由来します。したがって、代謝とは、栄養素、つまり生物を養うための原材料をエネルギーに変換し、細胞の完成品を化学的にコンパイルする化学変化の合計または量を意味します.
現代生物学の原則では、代謝は生物に似ているとされています。栄養のすべての形態とほとんどすべての代謝経路は、10 億年前に真核生物が出現する前の初期の原核生物で進化しました。たとえば、解糖、嫌気条件下でエネルギーがグルコースから放出され、ATP の形で捕捉される代謝経路。
- 野原
ほとんどの細胞は中心的な代謝経路の同じ基本セットを持っていますが、異なる細胞は、それらが発現する可能性のある代替経路によって特徴付けられます。炭素要件に基づく分類は、二酸化炭素を唯一の炭素源として使用できる生物である独立栄養生物と、人間の生物である他の必須炭素化合物を合成するためにグルコースなどの有機形態の炭素を必要とする従属栄養生物である2つの主要なグループを定義しました.
生物のさらなる分類は、エネルギー経路で酸素を電子受容体として使用できるかどうかです。これができる生物を好気性生物、できない生物を嫌気性生物といいます。 O2 の生物 彼らの生活のために義務付けられているのは偏性好気性生物と呼ばれ、人間は偏性好気性です。 E.coli などの通性嫌気性菌と呼ばれる嫌気性条件に適応できる生物の場合 .
代謝には、生命機能の生成と生体分子の合成という 2 つの基本的な目的があります。これらの目的を達成する場合、代謝は主に 2 つのプロセスで構成されます。異化作用は、エネルギー産生の特徴を持つ代謝プロセスですが、同化経路はエネルギーを必要とします。異化作用には、得られた複雑な栄養素分子の酸化分解が含まれます。異化作用が分解されると、乳酸、エタノール、二酸化炭素、尿素、アンモニアなどの単純な分子が生成されます。
アナボリズムは、タンパク質、核酸、脂質、多糖類などの多様で複雑な生体分子が、より単純な前駆体から組み立てられる合成プロセスです。この生合成プロセスには、新しい共有結合の形成と、そのような吸エルゴン プロセスを駆動するために必要な化学エネルギーの入力が含まれます。
- 化学薬品のリスト
- ヘリウムの使用
- 水素の使用
5.免疫学
1908 年、ロシアの生物学者 Ilya Ilyich Mechnikov は、彼の研究によって免疫学の研究を後押しし、その年のノーベル賞を受賞しました。免疫学は、人間だけに限らず、広い意味で生物の免疫システムについての学問です。
免疫学には研究の焦点としていくつかの分野があり、それらは免疫系の障害によって引き起こされる疾患の研究に焦点を当てた臨床免疫学です。
- 発生免疫学
年齢、抗原の種類、母体要因などの個人の特徴に基づいて、特定の抗原に反応する能力に焦点を当てた発生免疫学。
- 免疫療法
私たちが推測する免疫療法は、免疫システムを使用して病気や障害を治すことに焦点を当てています。診断免疫学は、抗原と抗体を用いて生体内の物質の存在を診断する研究です。
- がん免疫学
がん免疫学は、免疫系とがんの関係を研究しています。生殖免疫学では、生殖能力と免疫系との関係を研究しています。
6.遺伝学
ワトソンとクリックのモデルから、DNA が自己複製する性質を持っていること、および細胞がいつ分裂するかが明らかになりました。娘細胞は、明確に定義されたメカニズムを通じて遺伝情報全体を継承します。しかし、両親の DNA 間や染色体間で起こる組換えによる生物間の変異も見られます。
- 遺伝子分野
メンデルの遺伝法則によると、さまざまな形質はいくつかの要因によって制御されています。これらの要因は、遺伝子として知られるようになりました。 1950 年以来、分子生物学は驚異的な成長を遂げ、その結果、遺伝子の性質はより明確な用語で述べられるようになりました。
遺伝子はDNAでできています。これは、ヌクレオチドの直鎖状で分岐していないポリマーです。実際の意味での gen は DNA のセグメントであり、数千の塩基対で構成されている場合があります。遺伝子が特異的に機能するのは、特定の反応を触媒する酵素を生成するという理論であり、この理論は「1遺伝子1酵素」として知られていますが、一部の酵素は複数の鎖で構成されているため、この理論は「1遺伝子1ポリペプチド鎖」に変わります。 /P>
7.酵素
酵素の研究は、ワインの加工における微生物の利用の発見から始まりました。ルイーズ パスツールは、酵母がブドウ糖を分解することなく発酵できることを最初に証明しました。このプロセスは発酵と呼ばれます。それ以来、最新の発見まで、細胞には、酵素と呼ばれる細胞内のさまざまな化学反応を触媒できる化学物質が含まれています。
1926年にジェームス・サムナーがジャックビーンズからウレアーゼという酵素を抽出・結晶化することで発見した酵素の正体。この実験から、彼は例外なくすべての酵素が立体構造を持つタンパク質であることを突き止めました.
酵素のクラス:
- 酸化還元酵素: このクラスは、ある化合物が酸化され、別の化合物が還元される酸化還元反応に関するものです。
- 移籍: このクラスは、アルキル、メチル、カルボキシル、アミノアシルなどの化学基の転移を触媒します。
- 加水分解酵素: このクラスには、水の付加によって C-O、C-N、C-C を別の結合に分割する加水分解酵素が含まれます。
- リアーゼ: このクラスの酵素は、その基質からの特定の基の除去を触媒し、二重結合を導入します。
- イソメラーゼ: このクラスは、分子内の化学基の再分配を触媒し、異性体、エピマーなどを生成する酵素のグループです。
- リガーゼ: これらはシンターゼとも呼ばれ、ATP または任意のヌクレオシド三リン酸のリン酸結合の分解と相まって、2 つの分子の結合を触媒します。
一方、生化学のサブブランチは、新しい化合物を作成するために多くの分野で学ぶことが重要です。生化学には、動植物の生化学、免疫学、遺伝学、免疫学、酵素学の 7 つのサブブランチがあり、多くのアプリケーションで重要な役割を果たしています。
次も検索できます:Bsc Chemistry 後の就職の機会
