Dandanes se izsledki biokemije uporabljajo na številnih področjih odgenetike domolekularne biologije in odpoljedelstva domedicine. Ena prvih praktičnih rab biokemijskih procesov je bila verjetno uporabakvasovk pri vzhajanjukruha, kar so poznali že pred 5000 leti.
Sistematska povezava med biokemijo, genetiko in molekularno biologijo
Raziskave v biokemiji uporabljajo specifične tehnike, ki so značilne le za biokemijo, vendar se kljub temu povezuje tudi s tehnikami in idejami izgenetike,molekularne biologije inbiofizike. Nikoli ni bilo čisto jasne meje med temi področji, vsebino in tehnikami, vendar so člani vsakega področja zelo natančno določili in sistematizirali te pojme.
Biokemija proučuje področje kemijskih substanc v življenjskih procesih, ki se pojavljajo v živih organizmih.
Genetika je področje, ki proučuje različne genetske razlike med organizmi. Po navadi se ukvarja tudi z genskimi napakami,mutacijami ...
Molekularna biologija je področje preučevanja biomolekul - kako se le-te sintetizirajo, prepisujejo in prevajajo v genski material. Glavni cilj molekularne biologije je preučitev prepisovanja genskega materiala vRNK ter prevajanje le-te vbeljakovine.
Dve najpomembnejši funkciji ogljikovih hidratov so skladiščenje energije in ustvarjanje struktur. Ogljikove hidrate poznamo po sladkorju, a ogljikovi hidrati vsebujejo tudi drugačne molekule, ki vsebujejo dedni material, prenašajo podatke.Monosaharid,fruktoza,dekstroza so običajni izrazi za ogljikove hidrate. Monosaharid ali glukoza je večinoma ali vsaj delno v ciklični obliki z različnimi števili ogljikovih atomov. Z procesom dehidracije se lahko poveže monosaharide z kemično glikozno vezjo v disaharide alipolisaharide. Ti tako oblikujejo verigo polimerov, ki vsebujejo velike količine energije. Navaden sladkor ali sukroza je povezava glukozne molekule in fruktozne mulekule v izmenjavi ali samo kot disaharid. Značilne dolge verige ogljikovih hidratov so glikogen inceluloza. Celuloza ni pomemben del prebavljanja v človeku, a je sestavni del strukture sten rastlinskih celic.Glikogen ljudje prebavljajo in je tako skladiščenje energije v živalih, ki ga lahko ljudje použijejo.
Struktura nekaj običajnih lipidov. Na vrhu jeholesterol and oleinska kislina.[1] Srednja struktura je triglicerid iz olein, steroilne in palmoilne verige, ki se priključi glicerolu. Čisto na dnu je značilen fosfolipid, fosfatidilholin.[2]
Lipidi sestavljajo zelo različen zbir molekul, ki jih lahko opišemo predvsem kot v vodi netopne, nepolarne kemične spojine organskega izvora. Tu sovoski, maščobne celice,maščobne kisline,fosfolipidi,glikolipidi,retinoidi,steroidi). Delijo se na linearne in ciklične, aromatske in nearomatske, fleksibilne in rigidne.
Lipidi so sestavni del naše prebave, saj je večina mlečnih in oljnih izdelkov sestavljena iz lipidov. So pomemben delkozmetike infarmacije, saj pomagajo skladiščiti ali topiti različne učinkovine v stabilno zmes, ki se razdeli šele v procesu prebave.
Splošna struktura alfa-aminoklisline. Amino skupina na levi in karboksilna skupina na desni strani.
Beljakovine so zelo velike molekule, makro biopolimeri, ki jih sestavljajo aminokisline (monomeri). Aminokisline se med seboj povežejo zpeptidno vezjo. To ustvarjanje vezi z dehidracijo poveže lahko ogromno molekul v eno samo veliko, ki sestavlja tudi 200 monomerov ali več. Da razlikujemo med proteini in polipeptidi (tudipeptidi) se za polipeptide uporablja izraz verige, ki je manjša od 30 členov. Proteini jih lahko vsebujejo preko 500.[3]
Splošna aminokislina (1), nevtralna nereaktivna(2) kot bi fiziološko obstajala, (3) slika prikazuje dipeptidno vez.Shemahemoglobin. Rdeča in modra soglobin; zelena strukturaheme.
Aminokisline so lahkonevrotranzmiterji, proteini pa zaradi večjih struktur lahko opravljajo tudi zelo komplekse operacije. Aktin inmiozin oskrbujeta krčenje skeletnih mišic. Protein je lahko posebno telo namenjeno imunskemu sistemu. Mogoče najbolj pomembna skupina proteinov v telesu so encimi.Encimi so katalizatorji kemičnih reakcij, pospešujejo kemične reakcije med določenimi spojinami in pri tem varčujejo pri potrebni aktivacijski energiji, ki bila potrebna za razbijanje prej obstoječim kemijskih vezi.[4] Substratne molekule se spremenijo, ker pridejo v stik s encimom, reakcija pa se pospeši glede na naravni potek tudi 1011 krat hitreje;[4] glede na obstoječe pogoje bi sekunda interakcije z encimom kot katalizatorjem odtehtala 3000 let sobivanja spojin v zmesi.[5] Ker se encim ne spreminja, ostane proces neokrnjen. Delovanje encima se lahko še dodatno pospeši ali ustavi z spreminjanjem pogojev, kar lahko spreminja tudi samo celico v kateri je encim.[4]
Ker gre za ogromno strukturo, se protein opisuje na več načinov. Praviloma se uporabi štiri ravni definiranja. Kot verigo se opiše protein z opisom vsake aminokisline v verigi. To je primarna struktura. Sekundarna struktura preučuje strukturo (morfologija molekul) in tako opisuje prostorski opis ravnin, struktur kot je vijačnica. Terciarna struktura opiše protein v 3d prostoru. Veriga v takem opisu prikaže kakšne lastnosti ima protein, ko lebdi. Sprememba ene izpostavljene verig aminokisline v proteinu spremeni lastnosti samega proteina. Na četrtem nivoju se opisuje protein po pod-enotah, ki imajo neko značilno lastnost glede napeptidno vez. Četrta raven ni nujno resnična za vse proteine.[6]
Ko se proteine prebavi, se mnoge vezi razbijejo in nastanejo novi proteini in različne aminokisline. Ljudje in večina sesalcev nekatere aminokisline ne morejo izdelati v svojem telesu.
Tako jih imenujemo zaesencialne aminokisline. Pogojno velja tu tudi zaarginin inhistidin. Transaminaza encimi lahko poškodovano (odvzeta ji je amino skupina) aminokislino obnovijo z tranzaminacijo. Ko se protein razdrobi v aminokisline, kot stranski produkt ostaja amino NH4+ delec, ki je sicer strupen. Praviloma se telesne tekočine očistijo te snovi in se izloči koturin.
The structure ofdeoxyribonucleic acid (DNA), the picture shows the monomers being put together.
Nukleinska kislina je splošno ime za družino polimerov, ki se najpogosteje nahaja v celičnem jedru. Gre za zapleteno strukturo polimerov, ki so veliki po zgradbi in vsebujejo veliko informacij, kot jih razume celica za gradnjo in strukturo in svojo presnovo. Monomer se imenuje nukleotid in je sestavljen iz nitrogene heterociklične baze (2xpurin ali 3xpirimid), sladkorja riboze in skupine fosfata.[7]
Strukturni elementi nukleinske kisline so nukleotidi. Fosfatne skupine so lahko različne, a nujne.
