Biyokimya Nedir

 Biyokimya (Özet) : Hayat belirtilerinin temeli olan kimya reaksiyonlarini ve canlilarin kimyasal yapisini inceleyen bilim. Biyokimya biyoloji meselelerinin aydinlatilmasi için organik ve anorganik kimya, fizikokimya, fizyoloji, biyoloji ve mikrobiyoloji bilim dallarindan da faydalanir. Bu bakimdan biyokimya, canli organizmalar sistemi içinde bulunan proteinler, karbonhidratlar ,yağlar (lipitler) gibi organik maddelerle vitaminler ve hormonlari inceler.

 1. BİYOKİMYANIN TANIMI

Klasik bir tarife göre biyokimya, canlı organizmaların kimyasal yapısını ve hayatın devamı boyunca canlının içinde meydana gelen kimyasal olayları konu olarak ele alan ve inceleyen bir bilim dalıdır. Tıp ve sağlık bilimlerini de kapsamına alan biyoloji bilimi çok karmaşık ve komplike problemler içermektedir. Biyokimya bilim dalı ise deneysel metodlar ve aletler kullanarak bu sorulara ve problemlere çözüm aramaktadır.

 2. BİYOKİMYANIN ÇALIŞMA ALANI

Bir biyokimyacının çalışma alanı nedir diye sorulacak olursa; "biyokimyacı, kimyasal, fiziksel ve biyolojik araç ve yöntemleri kullanarak canlı organizmanın yapısını ve hayatın devamı boyunca vücutta meydana gelen kimyasal değişimleri ortaya çıkarmak ve açıklamak için çalışan araştırıcıdır." demek mümkündür.

Sonuç olarak biyokimya bilimi, yaşamın en küçük birimi olan hücrenin kimyasal yapısını, canlının meydana gelişindeki, hayatının devamındaki ve nihayet yok oluşundaki kimyasal mekanizmaları konu olarak ele alan ve inceleyen bir bilimdir. Canlı meydana geldikten sonra hayatın devamı boyunca onun vücudunda meydana gelen olayların hepsine birden metabolizma adı verilmektedir. Bu nedenle biyokimya büyük oranda metabolizma ile ilgilenmektedir. Bununla beraber bazı anormal patolojik koşullar altında metabolizmada görülen ayrıcalıklar, yalnız hastalıkların teşhisinde görülen ayrıcalıklar, yalnız hastalıkların teşhisinde rol oynamakla kalmayıp, aynı zamanda normal olayların daha derinliğine aydınlatılmasına da ışık tutacaktır.

 3. BİYOKİMYANIN TARİHÇESİ

Biyokimya oldukça genç bir bilim dalı olup başlangıcından bugüne kadar yaklaşık 150 yıl gibi kısa bir zaman geçmiştir. 1903 yılına kadar hiç kullanılmamış olan biyokimya deyimi, ilk defa bu yıllarda Alman kimyageri Carl NEUBERG tarafından kullanılmıştır. Bununla beraber biyokimya alanında yapılan çalışmaların başlangıcı bu tarihten önceki yıllara rastlamaktadır. Biyokimya daha eski bilim dalları olan organik kimya, fizyoloji, biyoloji ve tıbbın gelişmesi ile günden güne daha fazla değer kazanmıştır. İsveç Kimyageri olan Karl SCHEELE'nin 1700'lerin ortalarına rastlayan yıllardaki bitki ve hayvan dokularının kimyasal bileşimi konusundaki çalışmaları, biyokimyanın ayrı bir disiplin halinde kurulmasına neden olmuş ve biyokimyaya çok önemli katkılarda bulunmuştur.

WOHLER'in 1820 yıllarında üreyi kimya laboratuvarında sentez etmesi biyokimya tarihinde bir dönüm noktası olmuştur. Çünkü bu buluş organik moleküllerin yalnız canlılarda bulunduğuna inanılan ve adına vital güçler denen bir kuvvet tarafından sentezleneceği inancının yıkılmasına neden olmuştur. Başlangıçta parça parça ve basit olarak elde edilen bilgilerin toplanması ile biyokimya bağımsız bir bilim dalı olarak gelişmiştir. Biyokimyaya 1800 yılları sonuna kadar bazen fizyolojik kimya, bazen de patolojik kimya adları da verilmiştir. Bu tarihten başlayarak 1900 yılları başlangıcına kadar yapılan öncül çalışmalarla biyokimya alanında ilerlemeler kaydedilmiştir.

Biyokimya alanında en büyük atılımlar 1820 lerden sonra olmuştur. HARDEN ve YOUNG ile EMBDEN MAYERHOF'un karbonhidratların ara metabolizması konusundaki çalışmaları bu dönemin biyokimya konusunda en başarılı örnekleri olmuştur. KREBS ve diğerlerinin trikarboksilik asit döngüsü konusundaki buluşları ve W.CROSE'un amino asitler konusundaki klasik çalışmaları bu devrin dikkate değer araştırmalarıdır. İkinci Dünya Savaşı sonrasındaki yıllarda biyokimya alanında inanılmaz ilerlemeler kaydedilmiştir. Bu dönemlerden sonra biyokimya alanındaki bilgilerin her sekiz yılda bir yüzde yüz arttığı kabul edilmektedir. Bilim dünyasının moleküler düzeydeki çalışmalara büyük ilgi göstermesi biyokimyayı en dinamik ve en fazla buluşların yer aldığı bir alan haline getirmiştir. Çok hassas ve özgül kromotografik metodların 1950 yıllarında geliştirilmesi ile çok küçük miktarlardaki biyolojik moleküllerin saflaştırılmasına ve yapılarının aydınlatılmasına olanak sağlanmıştır. Radyoaktif izotoplarla işaretlenmiş bileşiklerin canlılara verilmesi ile bu bileşiklerin uğradığı değişiklikleri ve takip ettiği metabolik yolları izlemek mümkün hale gelmiştir. Son yirmi yıldaki baş döndürücü ve inanılmaz gelişmeleri anlatabilmek için bu dönemde yapılan çalışmalardan bazı örnek vermek gerekmektedir.

Glikoz, amino asit ve yağ asiti metabolizmasındaki biyosentez ve yıkım yollarının aydınlatılması konusunda yapılan çalışmalarla modern görüşlerin ortaya çıkması, steroid hormonlar ve kolesterol biyosentez yolunda yapılan yenilikler, biyolojik bakımdan önemli olan bazı proteinlerin yapılarının aydınlatılması bu devrin en başarılı çalışmalarından bazılarıdır.

1953 yılında I.D.WATSON ve F.CRİCK, DNA'nın yapısını aydınlatarak protein sentezinde çok önemli ilerlemelerin olmasını sağlamışlardar. Daha sonraki yıllarda çok parlak keşifler olmuştur.

MAXAM ve GILBERT'in geliştirdiği kimyasal yöntemle DNA'nın yapısı bütün ayrıntıları ile belirlenmiştir. Bu sayede hem çeşitli DNA moleküllerinin daha detaylı incelenmesi mümkün hale gelmiş hem de gen mühendisliği dediğimiz yeni bir alan doğmuştur. Gen mühendisliği yöntemi ile, bir canlıdaki geni, bir başka canlıya transfer etmek ve çeşitli amaçlar için kullanmak mümkün hale gelmiştir. İnsan büyüme hormonu ve insan insülin hormonu geni, insan hücresinden bakterilere nakledilmiş olup, bu iki hormon bakteriler tarafından sentezlenmekte ve her iki hormon da bol miktarda elde edilmektedir. Gelecek yıllarda da bu tür keşiflerin dinamik bir alan olan biyokimya dalında yapılacağını söylemek mümkündür.

Biyokimya, canlı organizmaların kimyasal yapısını ve hayatın devamı boyunca canlının içinde meydana gelen kimyasal olayları konu olarak ele alın bilimdalıdır. Biyokimyacı, kimyasal, fiziksel ve biyolojik araç ve yöntemleri kullanarak canlı organizmanın yapısını ve hayatın devamı boyunca vücutta meydana gelen kimyasal değişimleri açıklamak için çalışan araştırıcıdır. Canlının hayatı boyunca vücudunda meydana gelen kimyasal olayların tümüne metabolizma adı verilmektedir.

Biyokimya oldukça yeni bir bilim dalıdır. Biyokimya bilim dalının gelişmesine sayısız çok değerli bilim adamlarının emeği geçmiştir. Bunlardan sadece bazılarının adlarını şöyle sıralayabiliriz; Carl NEUBERG, Karl SCHEELE, WOHLER, HARDEN, YOUNG, EMBDEN-MAYERHOF ve KREBS.

 Biyokimyanın Uygulama Alanları

Biyokimyanın temeli laboratuvar çalışmaları­na dayanır. Bu nedenle biyokimyacılar çok gelişmiş laboratuvar tekniklerinden ve aygıt­larından yararlanırlar. Örneğin dokulardaki bütün kimyasal maddeleri saptayıp ayırabilen spektrometre ve kromatograf gibi özel aygıt­lar biyokimyanın temel araçlarıdır. Böylece vücuttaki hormonlar ya da dokularda tutul­muş zehirli maddeler, başka hiçbir yöntemle saptanamayacak kadar az miktarda bile olsa bu aygıtlarla belirlenebilir. Canlı hücrelerin özel çözeltilere ya da pelte kıvamındaki özel besi ortamlarına “ekilmesine” dayanan doku kültürü de biyokimyanın en önemli teknikle­rinden biridir. Hücrenin bileşimi, çoğalma ve davranış özellikleri, enzim eksiklikleri, kro­mozom bozuklukları, kanser oluşumu, ilaçla­ra ya da mikroplara göstereceği bağışıklık tepkileri bu yöntemle anlaşılabilir. Hastalık yapıcı bakteri ve virüslerin özel besi yerlerin­de üretilmesine dayanan bakteri ve virüs kültürleri de mikroplardan ileri gelen birçok bulaşıcı hastalığın anlaşılmasına, tedavi ve bağışıklık yollarının bulunmasına yardımcı olmuştur.

Hastanelerin biyokimya laboratuvarların-da, adli tıp kurumlarında, büyük tarım işlet­melerinde, haralarda ve karantina istasyonla­rında da biyokimyacılara önemli görevler düşer. Özellikle hastalardan alınan kan, id­rar, dışkı ve beyin-omurilik sıvısı gibi örnekle­rin biyokimya yöntemleriyle incelenmesi has­talıkların tanısında çok değerli ipuçları sağlar. Tarlalardaki ürünlerde ya da asma bağlarında bulaşıcı bir hastalık baş gösterdiğinde bu hastalığın etkenini saptamak, kriminolojide suçun işlendiği yerdeki bazı izleri, örneğin saç tellerini inceleyerek katilin kimliğini belirle­mek için de gene biyokimya yöntemlerine başvurulur.

Yeni ilaçlann ve aşıların insan vücudundaki etkilerini araştırarak farmakolojiye yardımcı olan biyokimya günlük yaşamın birçok ala­nında önemli rol oynar. Yiyeceklerdeki katkı maddelerinin, tarımda kullanılacak gübrele­rin ve içme sularını arıtmak için katılan kimyasal maddelerin önce biyokimya yön­temleriyle sınanması gerekir.

Radyasyonun canlı dokular üzerindeki et­kilerini incelemek için de gene biyokimya tekniklerinden ve aygıtlarından yararlanılır. Böylece, nükleer enerji santrallarından tele­vizyon ekranlarına kadar çok geniş bir alan­da, radyasyonun insan sağlığını tehlikeye atıp atmadığı denetlenebilir.