كيمياء حيوية

الكيمياء الحيوية هي أحد فروع العلوم الطبيعية ويختص بدراسة التركيب الكيميائي لأجزاء الخلية في مختلف الكائنات الحية سواء كانت كائنات دقيقة (بكتيريا، فطريات، طحالب) أو راقية كالإنسان والحيوان والنبات. ويوصف علم الكيمياء الحيوية أحياناً بأنه علم كيمياء الحياة وذلك نظراً لارتباط الكيمياء الحيوية بالحياة، فقد ركز العلماء في هذا المجال على البحث في كيمياء الكائنات الحية على اختلاف أنواعها عن طريق دراسة المكونات الخلوية لهذه الكائنات من حيث التراكيب الكيميائية لهذه المكونات ومناطق تواجدها ووظائفها الحيوية فضلا عن دراسة التفاعلات الحيوية المختلفة التي تحدث داخل هذه الخلايا الحية من حيث البناء والتخليق، أو من حيث الهدم وإنتاج الطاقة.

ونظرا لتشعب فروع علم الكيمياء الحيوية فإنه تم تقسيمها إلى ثلاثة اتجاهات رئيسية وهي:

• دراسة التركيب الكيميائي لمكونات الخلايا من حيث النوع والكم، وسمى هذا المجال بالكيمياء الحيوية التركيبية.

• دراسة فزيولوجية لمكونات الخلايا الحية والتحولات الغذائية وإنتاج الطاقة، وسمى هذا المجال بالكيمياء الحيوية الفسيولوجية والحركية.

• دراسة وظيفة المركبات الحيوية داخل الخلايا والعلاقة بينها وبين وظائف الاعضاء والانسجة، وسمى هذا المجال بالكيمياء الحيوية الوظيفية.

تاريخ الكيمياء الحيوية

بزغ فجر الكيمياء الحيوية كعلم مع اكتشاف إنزيم (بالإنكليزية: Diastase) والذي أصبح يسمى اليوم أميلاز (بالإنكليزية: Amilase) عام 1833 على يد العالم الفرنسي أنسيلم بايين (بالفرنسية: Anselme Payen). في عام 1896، قام العالم الألماني إدوارد بوخنر (بالألمانية: Eduard Buchner) بأول تجربة كيمياء حيوية معقدة خارج الخلية عندما نجح بإجراء التخمر الكحولي في خلايا مستخلصة من الخميرة. رغم أنه يظهر أن مصطلح الكيمياء الحيوية (بالإنكليزية: Biochemistry) استعمل لأول مرة في عام 1882، من المتعارف عليه أن الاستعمال الرسمي لهذا المصطلح حصل عام 1903 من عالم الكيمياء الألماني كارل نوبرغ (بالألمانية: Carl Neuberg). وقبل ذلك، كان هذا المجال يسمى الكيمياء الوظيفية أو الكيمياء الفيزيولوجية (بالإنكليزية: Physiological chemistry).

مواضيع الكيمياء الحيوية

المركبات الحيوية

مقال تفصيلي :جزيئات حيوية

الكيمياء الحيوية تتضمن أيضا دراسة التركيبِ ووظيفة المكوّنات الخلوية. توجد أربعة أصناف رئيسية من المركبات الحيوية هي كربوهيدرات والبروتينات والدهنيات والحموض النووية. تتحول هذه المركبات لتعطي مركبات أخرى كثيرة مثل الأيضات الثانوية والجزيئات الحيوية.

ركّزتْ الكيمياء الحيويةُ مؤخراً بشكل مُحدّد أكثرُ على كيمياءِ الأنزيمات التي تَوسّطَ الكثير من العمليات والتفاعلات الحيوية، وعلى خواص البروتينات.

تتكون الكيمياء الحيوية عامة من دراسة المركبات الحيوية التالية:

1. الكربوهيدرات.
2. الأحماض الامينية والبروتينات.
3. الأحماض النووية.
4. الأنزيمات.
5. الدهنيات أو الليبيدات.
6. الهرمونات.
7. الفيتامينات.

الكيمياء الحيوية الحاسوبية (بالإنجليزية: Computational Biochemistry) هي أحد فروع العلم الواعدة.

التفاعلات الحيوية

مقال تفصيلي :تفاعل حيوي

يدرس المتخصصون في الكيمياء الحيوية الجزيئات والتفاعلات الكيميائية المُحَفَّزة مِن قبل الإنزيمات التي تسهم في كل العمليات الحيوية ضمن الكائن الحي. يقدم علم الأحياء الجزيئي تخطيطا ووصفا للعلاقة الداخلية بين الكيمياء الحيوية، وعلم الأحياء، وعلم الوراثة.

الاستقلاب

مقال تفصيلي :استقلاب

تصف الكيمياء الحيوية استقلاب الخلية (االهدم والبناء) لها على نطاق واسع. كما تَتضمّنُ فروع أخرى مِنْ الكيمياء الحيويةِ دراسة الشفرة الجينية (دنا، رنا)، تركيب البروتين الحيوي، تركيب غشاء خلية، ونقل الإشارة ضمن وبين الخلايا الحية.

انظر أيضاً

قوائم

• قائمة المواضيع الأساسية في الكيمياء الحيوية
• قائمة مواضيع الكيمياء الحيوية
• قائمة علماء الكيمياء الحيوية
• قائمة الجزيئات الحيوية
• قائمة علماء الكيمياء الحيوية وعلم الوراثة

مواضيع متعلقة

div style="-moz-column-count:2; column-count:2

• كيمياء حيوية بديلة (بالإنجليزية: Alternative biochemistry)
• علاج نفسي بيولوجي (بالإنجليزية: Biological psychiatry)
• علم البيئة الكيميائي (بالإنجليزية: Chemical ecology)
• نظرية اللاتوازن الكيميائي (بالإنجليزية: Chemical imbalance theory)
• نمذجة حيوية حاسوبية (بالإنجليزية: Computational biomodeling)
• علم الأحياء الجزيئي (بالإنجليزية: Molecular biology)
• طب جزيئي (بالإنجليزية: Molecular medicine)
• حساب العناصر المتفاعلة (بالإنجليزية: Stoichiometry)

وصلات خارجية

• الكيمياء الحيوية للجميع
• The Virtual Library of Biochemistry and Cell Biology
• Biochemistry, 5th ed. Full text of Berg, Tymoczko, and Stryer, courtesy of NCBI.
• Biochemistry, 2nd ed. Full text of Garrett and Grisham.
• Costa Rican Biotechnology Society
• Cell Biochemistry
• Biochemistry (the scientific jounal).