Biochimie- Curs 1: Introducere

Biochimie Curs 1

Biochimia reprezintă ştiinţa care se ocupă cu studiul vieţii la nivel molecular.Face legatura dintre chimie, care studiază interacţiunile atomice şi moleculare şi biologie, care studiază structura şi interacţiunea celulelor organismului.

Compoziţia chimică şi organizarea materiei vii:

Există 28 de elemente chimice care se găsesc în mod constant în toate organismele vii:

• 13 nemetale:C,H,O,N,S,P,Cl,F,Br,I,As,Si,B
• 15 metale:Ca,Na,K,Mg,Fe,Zn,Cu,Ni,Co,Mn,Al,Pb,Ti, Mo,Sn
  
  

După ponderea lor, cele 28 de elemente se clasifică în:

Macroelemente: reprezintă 99,9% din total, şi ca elemente majore sunt:C,O,H,N

Microelemente:0,09% din total, si ca ex:P,Ca,S,Cl,Mg,Na,K

Oligoelemente:0,01% din total, I, Al,Si,Mn,Se etc

Atomii de H şi O, alături de atomul de C, formează primii constituenţi elementari ai materiei vii. Atomul de N este, de asemenea, un element esenţial, deoarece alături de C, H, şi O intră în compoziţia substanţelor proteice, adică a compuşilor care reprezintă structurile moleculare cele mai importante ale materiei vii. Atomii de C, H, O şi N sunt înzestraţi cu o proprietate comună şi anume pot stabili legături covalente prin distribuirea de perechi de electroni.

Elementele mai puţin abundente (P, S, Ca, Mg) iau parte ca elemente de construcţie în alcătuirea moleculelor ce intră în alcătuirea organismelor vii, iar Cl, Na şi K s-au dovedit şi ele indispensabile vieţii

Moleculele compuşilor care alcătuiesc materia vie poartă denumirea de biomolecule. Ele condiţionează organizarea biochimică structurală şi funcţională specifică tuturor organismelor vii.
Biomoleculele pot fi:
- anorganice: apa şi sărurile minerale;
- organice: proteine, lipide, glucide, enzime, hormoni etc.
La rândul lor, biomoleculele reprezintă combinaţii ale elementelor chimice prezente în materia vie şi care poartă denumirea de bioelemente.

Biomoleculele anorganice:

Acestea sunt reprezentate de apă şi sărurile minerale.
APA este cel mai important lichid pentru viaţă. Este importantă nu numai pentru faptul că este principalul constituent din punct de vedere cantitativ al organismelor vii, ea depăşind, de cele mai multe ori, totalul celorlalţi constituenţi, dar prezintă importanţă şi pentru faptul că ia parte la organizarea structurală a sistemelor biologice şi la activitatea metabolică a acestora.
Rolul apei în organism:

-participă la procese de morfogeneză-prezintă mare capacitate de solubilizare

-produce hidratarea numeroaselor substanţe

-asigură mediul optim de desfăşurare a reacţiilor metabolice

-reprezintă un mijloc de transport al substanţelor în sistemul circulator

-asigură menţinerea echilibrului acido-bazic, osmotic, coloid-osmotic în organism

-participă la procesul de termoreglare

-participă la transportul transmebranar.

Cuantumul apei în organism

• organismul adult: 60-66%-variaţii în raport cu vârsta:
• nou născut 68-74%
• bărbatul adult 60-65%
• femeia adultă 52%

În organismele vii apa se găseşte în diferite structuri, de la cele mai simple la cele mai complexe. Se poate face o clasificare a apei după diferite criterii şi anume :

- după locul unde se găseşte în raport cu celulele şi ţesuturile se face o clasificare în apă intracelulară şi extracelulară. Apa extracelulară poate fi la rândul ei interstiţială şi circulantă ;

- din punct de vedere al distribuţiei în ţesuturi, apa se clasifică în apă tisulară (în ţesuturi) şi cavitară (în lichidul cefalorahidian, etc.) ;

- din punct de vedere chimic, în organisme se găseşte apă legată de diferite structuri moleculare şi apa liberă. Apa legată se fixează în cea mai mare parte prin hidratare pe structurile coloidale ce prezintă grupări polare (glucide, lipide, proteine) ;

- din punct de vedere al provenienţei, apa se clasifică în exogenă (introdusă în organism din exterior) şi endogenă (rezultată din procesele metabolice prin oxidarea aerobă).

SĂRURILE MINERALE

Sărurile minerale nu constituie o sursă de energie pentru organism dar ele sunt indispensabile vieţii. Ele reprezintă 4% din greutatea corpului. Sărurile minerale sunt eliminate zilnic prin urină deci ele trebuie readuse zilnic în organism prin alimente.Rolul compuşilor minerali în organism:

• Contribuie la procese de morfogeneză (ţesut osos, ţesut cartilaginos, ţesut conjunctiv etc.);
• Activatori în diferite reacţii enzimatice;
• Inhibitori ai unor reacţii enzimatice;
• Menţinerea stării fizico-chimice normale a coloizilor din organism şi a presiunii coloid-osmotice(presiunea data de proteinele din plasma);
• Formarea sistemelor tampon fiziologice;
• Realizarea sistemelor bioelectrice;
• Intră în compoziţia unor efectori chimici: Co în vitamina B12, iodul în hormoniii tiroidieni etc

Sărurile minerale care intră în compoziţia materiei vii pot exista sub două forme : pe de o parte există sărurile minerale din stare de soluţie disociate în ioni, iar pe de altă parte sărurile minerale imobilizate sub formă de structuri puţin solubile sau insolubile.

Sărurile minerale solubile se găsesc în mediul apos al celulei şi în lichidele circulante, iar cele ce sunt combinate intră în constituţia citoplasmei sau sub formă nedizolvată în ţesuturi (oase, dinţi).