Быстрый поиск

Второй этап развития биохимии был кинетическим. Для этого периода характерно исследование кинетики основных химических превращений, происходящих в живой клетке, а также выяснение на молекулярном уровне механизмов отдельных химических реакций, протекающих в клетке. Методы решения задач подобного рода иллюстрирует описанный выше опыт Спалланцани. 

 
Второй этап развития биохимии
 
В начале XIX века было открыто явление катализа. Оказалось, что присутствие некоторых веществ (названных катализаторами) влияет на скорость химических реакций, при этом сами катализаторы не претерпевают никаких изменений. Исходя из этого, шведский химик Иене Берцелиус в 1836 году высказал предположение, что большинство химических процессов, происходящих в живой ткани, зависит от наличия в клетке особых веществ, которые катализируют эти реакции (позднее это полностью подтвердилось).
 
Последовали горячие споры с участием виднейших химиков того времени. Предметом спора был вопрос, могут ли химические реакции, характерные для живой материи, воспроизводиться вне клетки — в пробирках. Эти споры одним ударом были разрешены в 1897 году братьями Бухнер. Они провели следующие эксперименты: тщательно растерли пестиком в ступке дрожжевые клетки и отделили «сок», который образовался после не подлежащего сомнению «умертвления» живых клеток. И этот «мертвый» сок оказался способным осуществлять спиртовое брожение — превращение сахара в спирт — процесс, характерный для живых дрожжей. Катализатору, присутствующему в дрожжевом соке и выполняющему функции живых дрожжевых клеток, было дано название фермента. Дальнейшие исследования показали, что по природе своей это вещество является белком. Со временем было открыто и выделено из живых клеток большое количество подобных катализаторов, и вся эта обширная группа соединений биологического происхождения, осуществляющих в клетках каталитические функции, получила название класса ферментов. В настоящее время установлено, что практически для любой химической реакции, протекающей в живом организме, требуется свой специфический фермент, катализирующий данный процесс. Каждый фермент катализирует только одну какую-либо простую реакцию, поэтому полный синтез или разложение любого сложного вещества протекает с участием большого числа ферментов.
 
Так, расщепление крахмала (поступающего в организм с пищей) на простые молекулы сахара (из которых построена его гигантская молекула) происходит в кишечнике при пищеварении. Образующийся сахар всасывается затем в клетки стенок кишечника, где эти простые молекулы превращаются в так называемый «животный крахмал» — гликоген (при этом происходит синтез простых молекул в сложные) либо расщепляются до углекислого газа и воды. Во всей этой сложной цепи превращений участвует целый ряд ферментов, действующих последовательно друг за другом. Цепь или последовательность реакций подобного рода называют путем метаболизма. Изучение путей метаболизма, то есть путей синтеза или расщепления таких веществ как сахара, жиры и аминокислоты, и явилось предметом исследований целого поколения биохимиков, работавших в 30-х годах нынешнего столетия. Среди них особо следует отметить имена таких выдающихся ученых, как Кребс, Эмбден, Мейергоф, Варбург, Диккенс. Для понимания процессов метаболизма химических соединений в живых клетках важна еще одна проблема — энергетический баланс биохимических реакций. Деструктивные реакции (иногда называемые «катаболическими»), как, например, упоминавшийся процесс расщепления простейшего углевода — глюкозы — до углекислого газа и воды, протекают с выделением значительных количеств энергии. Синтетические (или «анаболические») реакции, например синтез белков или жиров, наоборот, идут с поглощением энергии. Для нормального функционирования живой клетки необходимо, чтобы поддерживалось определенное соотношение между реакциями, идущими с выделением и поглощением энергии: клетка не может сколько-нибудь долго существовать ни в условиях перепроизводства, ни в условиях перерасхода энергии. Американский биохимик Фриц Липман в 1941 году показал, что в живой клетке имеется своего рода аккумулятор, который поглощает и сохраняет энергию, освобождающуюся в катаболических реакциях, и вновь выделяет ее по мере необходимости для анаболических процессов. Действующим началом этого аккумулятора является вещество, называемое аденозинтрифосфатом (АТФ).
 
Ответы на третий и четвертый вопросы оставались совершенно неясными вплоть до 50-х годов нашего столетия. Появление к этому времени двух новых мощнейших инструментов научного познания — одного практического, а другого теоретического — послужило начальным импульсом к разрешению этих проблем. Развитие электронной микроскопии, позволившей получать увеличение в 100 000 раз и даже более, впервые дало возможность визуально изучить внутреннее строение клетки. Теперь биохимик может не только видеть в деталях, но и представлять в любой момент внутреннюю структуру изучаемой клетки.
 
 

Рекомендуем почитать!

sekretnyj-mini-shattl-vvs-ssha
В настоящий момент НАСА не имеет космических кораблей,...ДАЛЕЕ .....532
istochniki-filosofii
Философия зародилась почти 2500 лет назад в Китае, Индии и...ДАЛЕЕ .....536
При этом частично используется кислород, привезённый с Земли,...ДАЛЕЕ .....600
psikhologiya-tsveta-zelenyj
Этот цвет имеет две совершенно противоположные интерпретации....ДАЛЕЕ .....534
parfyumernoe-puteshestvie-v-proshloe
Интересно, что бы сказали сегодняшние парфюмеры, если бы они...ДАЛЕЕ .....158
turtsiya-pokupaet-kitajskie-rakety-ssha-razgnevanny
Турки раскрыли именно детали на сумму почти 3,5 миллиарда...ДАЛЕЕ .....583
kakie-funktsii-vypolnyaet-nash-nos
Функции носа. Исследование носа Дыхательная функция...ДАЛЕЕ .....848
zdorovye-sigarety
Такая вредная привычка как курение, может вызвать множество...ДАЛЕЕ .....522
chto-pokazyvali-v-pervykh-filmakh
Интересные сведения о кинематографе.   Знаешь ли...ДАЛЕЕ .....489
chem-otlichaetsya-kuzov-kupe-ot-sedana
А вы знаете, в чем разница между купе и...ДАЛЕЕ .....701
k-sostavleniyu-karty-mestnosti-privlekut-nasekomykh-kiborgov
Многие из нас помнят фантастические романы и фильмы, где...ДАЛЕЕ .....334
gipoteza-o-meteoroidakh-tipa-drakonid
В связи с тем, что благодаря развитой современной Сети...ДАЛЕЕ .....571
protiv-morskoj-bolezni-korabl-bessemer
Позже по совету главного конструктора британского флота Р. Й....ДАЛЕЕ .....588
purizm-v-russkom-yazyke
Пуризм проявляется обычно в периоды важных общественных...ДАЛЕЕ .....864
robotam-tozhe-nuzhen-internet-vseobshchij-bank-razuma
Система похожая на совокупность Википедии, социальных сетей и...ДАЛЕЕ .....452
kto-takie-moskity
Из других кровососущих двукрылых насекомых фауны нашей страны...ДАЛЕЕ .....728
vyrazhenie-more-po-koleno-znachenie-frazeologizma-ego-proiskhozhdenie
Есть такая категория людей, которая удивляет других своими...ДАЛЕЕ .....2166
В качестве справочного материала по электронным лампам...ДАЛЕЕ .....713
modelirovanie-kak-orudie-issledovaniya
Слово «искусственное» содержит в себе некоторое...ДАЛЕЕ .....125
kak-energiya-solntsa-prevrashchaetsya-v-elektrichestvo-i-chto-takoe-fotoelementy
Превращение солнечного излучения в электроэнергию.   Делаются...ДАЛЕЕ .....1060
dejstviya-fermentov
Каким же образом действуют ферменты? Предполагается, что...ДАЛЕЕ .....210
neboskrjoby
В конце XIX столетия посреди одно-двухэтажных городов США...ДАЛЕЕ .....544
novyj-solnechnyj-samolet
Компания Solar Impulse сконструировала самолет с таким же...ДАЛЕЕ .....497
В технике давно оправдал себя метод дублирования некоторых...ДАЛЕЕ .....534
nepoznannoe-most-overtoun
Если вы любите свою собаку, и не желаете расставаться с ней,...ДАЛЕЕ .....551
artileriya-pryamoj-navodkoj
Вся суть артиллерии в огневой мощи, но произнесите сегодня...ДАЛЕЕ .....465
smartfon-oneplus-one-zashchishchjon-ot-vozdejstviya-vody
Оказывается новый моноблок OnePlus One, являющийся достаточно...ДАЛЕЕ .....340