Biokhimia_cheloveka_Marri_tom_1 (1123306), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Массовое обследование новорожденных на ФКУ позволяет в случае надобности начать лечение незамедлительно. 3. Кнстозный фнброз — наследуемая болезнь экзокринных, и в частности потовых, желез. Причина болезни неизвестна. Кистозный фиброз является одной из наиболее распространенных генетических болезней в Северной Америке. Он характеризуется аномально вязкими секретами, которые закупоривают секреторные протоки поджелудочной железы и бронхиолы.
Страдающие этой болезнью чаще всего погибают в раннем возрасте от легочной инфекции. Поскольку молекулярная основа болезни неизвестна, возможно только симптоматическое лечение. Впрочем, можно надеяться, что в недалеком будущем с помощью технологии рекомбинантных ДНК удастся выяснить молекулярную природу заболевания, что позволит найти более эффективный способ лечения.
ФОРМАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ БИОХИМИИ Биохимия, как следует из названия (от греческого Иол — жизнь),— это химия жизни, или, более строго, наука о химических основах процессов жизнедеятельности. Структурной единицей живых систем является клетка, поэтому можно дать и другое определение: биохимия как наука изучает химические компоненты живых клеток, а также реакции и процессы, в которых они участвуют. Согласно этому определению, биохимия охватывает широкие области клеточной биологии и всю молекулярную биологию.
ЗАДАЧИ БИОХИМИИ Главная задача биохимии состоит в том, чтобы достичь полного понимания на молекулярном уровне природы всех химических процессов, связанных с жизнедеятельностью клеток. Для решения этой задачи необходимо выделить из клеток многочисленные соединения, которые там находятся, определить их структуру и установить их функции. В качестве примера можно указать на многочисленные исследования, направленные на выяснение молекулярных основ мышечного секрашепнн и ряда сходных процессов.
В результате были выделены в очищенном виде многие соединения различной степени сложности и проведены детальные структурно-функциональные исследования. В итоге удалось выяснить ряд аспектов молекулярных основ мышечного сокращения.
Еще одна задача биохимии заключается в выяснении вопроса о происхождении жизни. Наши представления об этом захватывающем процессе далеки от исчерпывающих. ОБЛАСТИ ИССЛЕДОВАНИЯ Сфера биохимии столь же широка, как и сама жизнь. Всюду, где существует жизнь, протекают различные химические процессы. Биохимия занимается изучением химических реакций, протекающих в микроорганизмах, растениях, насекомых, рыбах, птицах, низших и высших млекопитающих, и в частности в организме человека.
Для студентов, изучающих биомедицинские науки, особый интерес пред- Биохими» и медицина ставляют два последних раздела. Однако было бы недальновидно совсем не иметь представления о биохимических особенностях некоторых других форм жизни: нередко эти особенности существенны для понимания разного рода ситуаций, имеющих прямое отношение к человеку. БИОХИМИЯ И МЕДИЦИНА Между биохимией и медициной имеется широкая двусторонняя связь.
Благодаря биохимическим исследованиям удалось ответить на многие вопросы, связанные с развитием заболеваний, а изучение причин и хода развития некоторых заболеваний привело к созданию новых областей биохимии. Биохимические исследования, направленные па выявление причин заболеваний В дополнение к указанным выше мы приведем еще четыре примера, иллюстрирующих широту диапазона возможных применений биохимии. 1. Анализ механизма действия токсина, продуцируемого возбудителем холеры, позволил выяснить важные моменты в отношении клинических симптомов болезни (диарея, обезвоживание).
2. У многих африканских растений содержание одной или нескольких незаменимых аминокислот весьма незначительно. Выявление этого факта позволило понять, почему те люди, для которых именно эти растения являются основным источником белка, страдают от белковой недостаточности. 3. Обнаружено, что у комаров— переносчиков возбудителей малярии — могут формироваться биохимические системы, наделяющие их невосприимчивостью к инсектицидам; это важно учитывать при разработке мер по борьбе с малярией. 4. Гренландские эскимосы в больших количествах потребляют рыбий жир, богатый некоторыми полиненасыщенными жирными кислотами; в то же время известно, что для них характерно пониженное содержание холестерола в крови, и поэтому у них гораздо реже развивается атеросклероз.
Эти наблюдения навели на мысль о возможности применения полиненасыщенных жирных кислот для снижения содержания холестерола в плазме крови. Изучение болезней способствует развитию биохимии Наблюдения английского врача сэра Арчибальда Гаррода еще в начале 1900-х гг. за небольшой группой пациентов, страдавших врожденными нарушениями метаболизма, стимулировали исследование биохимических путей, нарушение которых происходит при такого рода состояниях.
Попытки понять природу генетического заболевания под названием семейная гииерхолестеролемия, приводящего к развитию тяжелого атеросклероза в раннем возрасте, спо- собствовали быстрому накоплению сведений о клеточных рецепторах и о механизмах поглощения холестерола клетками. Интенсивное изучение онкогенов в раковых клетках привлекло внимание к молекулярным механизмам контроля роста клеток. Изучение низших организмов и вирусов Ценная информация, которая оказалась весьма полезной для проведения биохимических исследований в клинике, была получена при изучении некоторых низших организмов и вирусов.
Например, современные теории регуляции активности генов и ферментов сформировались на базе пионерских исследований, выполненных на плесневых грибах и на бактериях. Технология рекомбииантиых ДНК зародилась в ходе исследований, проведенных на бактериях и бактериальных вирусах. Главным достоинством бактерий и вирусов как объектов биохимических исследований является высокая скорость их размножения; это существенно облегчает проведение генетического анализа и генетических манипуляций.
Сведения, полученные при изучении вирусных генов, ответственных за развитие некоторых форм рака у животных (вирусных оикогеиов), позволили лучше понять механизм трансформации нормальных клеток человека в раковые. БИОХИМИЯ И ДРУГИЕ БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ Биохимия нуклеиновых кислот лежит в самой основе генетики; в.свою очередь использование генетических подходов оказалось плодотворным для многих областей биохимии. Физиология, наука о функционировании организма, очень сильно перекрывается с биохимией. В иммунологии находит применение большое число биохимических методов, и в свою очередь многие иммуиологические подходы широко используются биохимиками.
Фармакология и фармация базируются на биохимии и физиологии; метаболизм большинства лекарств осуществляется в результате соответствующих фермеитативных реакций. Яды влияют на биохимические реакции или процессы; эти вопросы составляют предмет токсикологии. Как мы уже говорили, в основе разных видов патологии лежит нарушение ряда химических процессов. Это обусловливает все более широкое использование биохимических подходов для изучения различных видов патологии (например, воспалительные процессы, повреждения клеток и рак).
Многие из тех, кто занимается зоологией и ботаникой, широко используют в своей работе биохимические подходы. Эти взаимосвязи не удивительны, поскольку, как мы знаем, жизнь во всех своих проявлениях зависит ог разнообразных биохимических реакций и процессов. Барьеры, существовавшие ранее между биологическими науками, фактически разрушены, и биохимия все в большей степени становится их общим языком.
Глава 2 Биомолекулы и биохимические методы Роберт Марри ВВЕДЕНИЕ ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА Элемент % Элемент % ОСНОВНЫЕ КЛАССЫ ПРИРОДНЫХ БИОМОЛЕКУЛ Углерод Кислород Водород Азот Кальций Фосфор Калий Сера Натрий Хлор Магний Железо Марганец Иод 50 20 1О 8,5 4 2,5 ! 0,8 0,4 0,4 О,! 0,0! 0,00 ! 0,00005 Эта глава состоит из пяти основных разделов. В первом разделе рассматриваются состав оргапнзма н основные классы молекул, из которых он построен. Об этих молекулах будет идти речь на протяжении всей книги.
Основной структурной и функциональной единицей биологических систем является клетка. Именно в клетках протекает большинство химических реакций. Поэтому во втором разделе приведена краткая характеристика компонентов клетки и способов их выделения; значительная часть этой книги будет посвящена детальному описанию функций этих компонентов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
