Biyokimya Ve Yaşamın Molekülleri

Okuma Süresi: 4 Dakika  | Yazdır

Biyokimya,

organizmalarla ilgili kimyasal süreçleri inceler. 20. yüzyılın son yıllarından itibaren, biyokimya, yaşam bilimlerinin botanikten genetiğe kadar hemen hemen tüm alanlarında çok başarılı oldu. Bugün, biyokimyanın odaklandığı konu, biyolojik moleküllerin canlı hücrelerde meydana gelen süreçleri nasıl etkilediğini anlamaya yöneliktir ve bu da dokuların, organların ve organizmaların bütününün incelenmesi ve anlaşılmasıyla ilgilidir.

En geniş tanımıyla, bileşenlerin, canlıların ve yaşamın nasıl bir araya geldiği gibi bir bütünlük içinde bakıldığında biyokimyanın tarihi antik Yunanlılara kadar gidebilir. Bununla birlikte, bir bilimsel disiplin olan biyokimya, hangi yöne odaklandığına bağlı olarak, 19. yüzyılda veya biraz daha önceki bir tarihte başlamaktadır. Bazı kaynaklar, 1833’te Anselme Payen’in ilk enzim olan diastazı (bugün amilaz olarak adlandırılıyor) keşfetmesini, başka bazı kaynaklar da Eduard Buchner’in 1897’de kompleks bir biyokimyasal süreç olan özütlerde alkol fermentasyonunu kanıtlamasını biyokimyanın başlangıcı saymaktadır. Bazıları, Justus von Liebig’in 1842 tarihli hayvan kimyası ya da organik kimyanın fizyoloji ve patoloji uygulamalarındaki metabolizma teorisini, bazıları da 18. yüzyılın başlarında Antoine Lavoisier’in fermantasyon ve solunum üzerine çalışmalarını göstermektedir. Proteinlerin kimyası üzerine yaptığı araştırmaları nedeniyle Emil Fischer, enzimler ve biyokimyanın dinamik doğası üzerine yaptığı çalışmaları nedeniyle de F. Gowland Hopkins gibi pek çok öncü, modern biyokimyanın kurucuları ilan edildi.

Bir zamanlar, canlıların maddelerinin, canlı olmayan maddelerde bulunanlardan farklı bazı özelliklere (“yaşamsal öz” denilen) sahip olduğuna ve yalnızca canlı varlıkların “yaşamın molekülleri”ni üretebileceğine inanılıyordu. 1828’de Friedrich Wöhler üre sentezi üzerine bir makale yayınladı ve organik bileşiklerin yapay olarak oluşturulabileceğini kanıtladı. O zamandan beri, biyokimya, özellikle kromatografi, X-ışını kırınımı, çift polarizasyon interferometrisi, NMR spektroskopi, radyoizotopik etiketleme, elektron mikroskopisi ve moleküler dinamik simülasyonları gibi hızla gelişen yeni tekniklerle 20. yüzyılın ortalarından bugüne büyük ilerleme gösterdi. Bu teknikler, glikoliz ve Krebs döngüsü (sitrik asit döngüsü) gibi birçok molekülün ve metabolik ayrıntının keşfedilmesine ve detaylı analizine olanak sağladı.

Biyokimyadaki bir diğer önemli gelşme de genlerin ve hücredeki bilgilerin aktarılmasındaki rollerinin keşfedilmesidir. Biyokimyanın bu kısmı genellikle moleküler biyoloji olarak adlandırılmaktadır. 1950’lerde, James D. Watson, Francis Crick, Rosalind Franklin ve Maurice Wilkins, DNA’nın yapısını ve bilginin genetik aktarım ile olan ilişkisini çözdüler. 1958’de George Beadle ve Edward Tatum bir genin bir enzim ürettiğini göstererek Nobel Ödülü’nü aldılar. 1988’de, Colin Pitchfork, DNA kanıtıyla cinayetten suçlanan ilk kişi oldu ve adli bilimlerin gelişmesine yol açtı.

“Biyokimya” terimi, biyoloji ve kimyanın bir kombinasyonudur. 1877’de Felix Hoppe-Seyler tarafından “Zeitschrift für Physiologische Chemie”nin (Fizyolojik Kimya Dergisi) ilk sayısında yer alan önsözünde biyokimya terimini fizyolojik kimyanın eşanlamlısı olarak önerdi. 1900’lü yılların başında Alman kimyager Carl Neuberg’in ve Franz Hofmeister’in kullanmalarıyla da yaygınlaştı.

Biyokimya, DNA’da kodlanmış genetik bilgileri ve moleküler mekanizmaları inceleyen moleküler biyoloji ile sıkı bir iş birliği içindedir. Kullanılan terimlerin tanımlarına bağlı olarak, moleküler biyoloji biyokimyanın bir dalı olarak, ya da biyokimya moleküler biyolojinin bir araştırma ve inceleme aracı olarak düşünülebilir.

Biyokimya, hücrelerin yapısını sağlayan ve yaşamla ilgili birçok fonksiyonu yerine getiren proteinler, nükleik asitler, karbonhidratlar ve lipidler gibi biyolojik makromoleküllerin yapıları, işlevleri ve etkileşimleri ile ilgilenmektedir. Hücrenin kimyası da küçük moleküllerin ve iyonların reaksiyonlarına bağlıdır. Bunlar, su ve metal iyonları gibi inorganik veya proteinlerin sentezlenmesinde kullanılan amino asitler gibi organik olabilirler. Hücrenin enerjisini gene kimyasal tepkimeler yoluyla kullanma mekanizması da metabolizma olarak bilinmektedir.

Biyokimyanın bulgularından öncelikle tıpta, beslenmede ve tarımda yararlanılmaktadır. Tıpta, hastalıkların nedenleri ve tedavileri araştırılmaktadır. Beslenmede, sağlıklı beslenmenin ve beslenme yetersizliklerinin incelenmesi, tarımda toprak ve gübrelerin, ekinlerin ekiminin, ürünlerin doğru depolanması koşullarının ve zararlıların kontrolünün araştırılması biyokimyanın başlıca konularıdır.

Kaynakça:
-Philippe de La Cotardière, “Histoire des sciences de l’antiquité à nos jours”, Tallandier, 2004.a W. Martin, “Biology”, Thomson Brooks/Cole, (2007).
-Herbert J. Fromm, Mark Hargrove, “Essentials of Biochemistry”, Springer, (2012).

Yazar: Oben Güney Saraçoğlu

 

Editör : Suna Korkmaz