Obiectul biochimiei

Obiectul biochimiei

Biochimia - este disciplina care se ocupa cu studierea compozitiei chimice a organismelor vii in corelatie cu procesele biologice; este o disciplina experimentala care studiaza procesele biologice cu ajutorul unor metode chimice si fizico-chimice. Ea cauta sa stabileasca substratul biochimic si mecanismele intime care stau la baza fenomenelor biologice. Procesele biologice normale sau patologice nu pot fi dirijate si intelese fara o cunoastere temeinica a mecanismelor biochimice care stau la baza lor. Ereditatea si variabilitatea, formarea soiurilor si speciilor noi cu potential ridicat de productie, rezistente la boli si daunatori, bine adaptate la conditiile pedoclimatice, cu continut ridicat de substante biologice active, pot fi studiate si supuse vointei omului numai pe baza unor cercetari biochimice aprofundate, in vederea valorificarii in industria alimentara, farmaceutica, in medicina sI cosmetica.

Biochimia vegetala este stiinta care cerceteaza fenomenele biologice ale organismelor vegetale cu ajutorul metodelor chimice de analiza, urmarind stabilirea compozitiei chimice a organismelor vegetale.

Studiul biochimiei se impune cu necesitate pentru specialistii in domeniul agriculturii, horticulturii, silviculturii, farmaciei in vederea cunoasterii si dirijarii metabolismului plantelor in functie de cerintele oamenilor.

Biochimia vegetala este o disciplina care face legatura dintre stiintele fitobiologice si stiintele care studiaza materia lipsita de viata. Studiul biochimiei vegetale face apel la chimia anorganica, organica, chimia fizica si coloidala, chimia analitica dar si la stiintele biologice (anatomie, fiziologie, embriologie, patologie, ecologie) si se bazeaza pe analiza si sinteza. De exemplu, structura si functiunile substantelor organice, izomeria, cinetica dinamica, echilibrul chimic, ce reprezinta probleme de studiu ale chimiei, prezinta implicatii biochimice de importanta fundamentala. Prin metodele chimice de analiza si sinteza, impreuna cu metodele biologice, s-a stabilit constitutia chimica a materiei vii si s-au sintetizat numeroase substante biochimice (aminoacizi, polipeptide, colesterol, vitamine, hormoni).

Cu toata varietatea si complexitatea chimica a organismelor, materia vie este alcatuita dupa un principii unitare.

a) Dimensiunile componentilor celulari- acestia nu alcatuiesc o serie continua, marimea si complexitatea biomoleculelor nu variaza treptat. Organismul vegetal contine un numar relativ redus de biomolecule cu dimensiuni reduse: monozaharide, aminoacizi, nucleotide, acizi grasi, alcooli numite si biomolecule primordiale care se obtin ca urmare a utilizarii elementelor nutritive procurate din mediu. Pentru obtinerea lor au loc o diversitate mare de reactii chimice. Majoritatea constituentilor celulari sunt macromolecule cu greutati de ordinul sutelor de mii si al milioanelor: ele se obtin prin policondensarea moleculelor primordiale si sunt: proteine, acizi nucleici, polizaharide, lipide complexe. Reactiile de formare a biomoleculelor mari se petrec cu randament maxim intr-un dispozitiv operational deosebit de simplu prin care dimensiunile moleculelor cresc treptat.

b) Caracterul specific - biomoleculele primordiale sunt identice la toate formele vii, iar macromoleculele de proteine si acizi nucleici sunt constituenti specifici.

c) Ereditatea - varietatea si specificitatea formelor si permanenta peste generatii.

Materia vie se gaseste sub forma de:

- organisme vegetale;

- organisme animale;

- microorganisme.

Spre deosebire de corpurile nevii organismele vii au capacitatea de regenerare si autoregenerare datorita unui inalt grad de complexitate si organizare a materiei vii; aceasta reaslizeaza un permanent schimb de substante si de energie cu mediul extern.

Schimbul permanent de substante sI de energie dintre organismele vii si mediul extern se realizeaza printr-un ansamblu de procese biochimice si bioenergetice care poarta denumirea de metabolism.

Cea mai mica unitate structural functionala a materiei vii care poate desfasura un metabolism este celula.

Celula vegetala, in general, este constituita din structuri subcelulare, care pot fi impartite in doua grupe:

- structuri celulare cu aspect general si functiuni biologice constante (nucleu, citoplasma, membrane plasmatice, etc);

- structuri subcelulare cu aspect, prezenta si importanta variabile (aparatul lui Golgi, paraplasma, etc).

Celula vegetala este sediul unei activitati biochimice intense si permanente denumita metabolism celular.

Metabolismul celular reprezinta unitatea a doua procese complexe, contradictorii si interdependente care se intretin in mod reciproc pe baza schimbului de substante cu mediul exterior. Aceste doua procese sunt:

- anabolismul (asimilatia) sau biosinteza substantelor biochimice necesare pentru constituirea si reinoirea materiei vii a organismului;

- catabolismul (dezasimilatia) sau degradarea substantelor biochimice de rezerva si de constitutie ale organismului, cu eliberare de energie si produsi de dejectie care se elimina in mediul exterior sau se izoleaza in anumite regiuni ale celulelor.

Intretinerea morfologiei organismelor, cresterea si dezvoltarea acestora implica un anumit consum de energie. Sursa principala care alimenteaza cu energie intreaga biosfera este soarele.

Anabolismul celulelor vegetale cu clorofila se realizeaza, in esenta, printr-un proces complex de convertire a energiei luminoase (solare) in energie chimica si de transformare a apei si a dioxidului de carbon din mediul inconjurator in structuri moleculare de natura organica (fructoza),proces cunoscut sub numele de fotosinteza.

Catabolismul celulelor vegetale se realizeaza prin reactii de oxidoreducere ce reprezinta procesul cunoscut sub numele de respiratie celulara; catabolismul este producatorul de energie necesara in anabolism si alte procese fizico-chimice (dizolvarea si transportul substantelor, mentinerea constanta a temperaturii etc).

Anabolismul si catabolismul sunt procese vitale, de importanta fundamentala, care asigura autodezvoltarea si autoreinoirea materiei vii, cu conditia ca celula si intregul organism viu sa functioneze ca sistem deschis care face un schimb permanent de substante cu mediul inconjurator.

Substantele nutritive din mediul inconjurator, produsii metabolismului celular si substantele constitutive ale componentelor celulare, ale oricarui organism vegetal, animal si bacterian, sunt structuri moleculare cu proprietati biochimice, de aceea le-am numit la inceputul cursului biomolecule.

In concluzie rezulta ca obiectul biochimiei este studiul substantelor constitutive ale fiintelor si metabolismul lor.

Studiul biochimiei vegetale se imparte in doua parti:

- Studiul substantelor constitutive ale celulelor vegetale;

Studiul metabolismului vegetal