Biyokimya hakkında bilgi


Biyokimya ile ilgili geniş kapsamlı bilgiler, Biyokimya hakkında ayrıntılı yazılar dökümanlar, Biyokimya ile ilgili merak ettiğiniz sorular cevaplar ve Biyokimya ile ilgili bilinmesi gereken diğer herşey burada.
BİYOKİMYA;

Alm. Biochemie (f.), Fr. biochimie (f.), İng. biochemistry. Canlı sistemin fonksiyonlarını ve kimyasal yapısını inceleyen ilim dalı. Biyokimyanın gayesi organizmadaki kimyasal reaksiyonları inceleyerek canlının yapısını aydınlatmaktır.

Canlı sistemlerin bazı kısımları doğrudan gözle görülebilir. Daha küçük bazı kısımları ise mikroskobiktir. Ancak ışık veya elektron mikroskobu ile görülebilmektedir. Bunların haricinde canlıdaki sistemlerin elektron mikroskobu ile görülemeyecek kadar küçük ve ince bir yapısı vardır. Bu sebeple biyokimyanın incelediği yapılara ultramikroskobik yapılar adı verilir. Bu ultramikroskobik yapı, moleküller, molekül toplulukları ve iyonlardır. Biyokimya, incelemesini iki bölümde yapar. Birincisi yapının incelenmesidir ki, burada canlıyı meydana getiren maddeler ve bunların organizmadaki dağılışı incelenir. Diğer kısımda bu maddelerin fonksiyonel (yaptıkları işin) incelenmesi yapılır.

Biyokimya, önceleri organik kimyanın bir kolu olarak başlamıştır. Modern kimyanın kurucusu Lavoisier’in organik maddelerin yanmasıyla CO2 ve H2O (karbondioksit ve su)nun meydana geldiğini göstermesinden sonra, organik kimyacıların havyani ve nebati kaynaklı çeşitli bileşiklerin ayrılıp tanınması için yaptıkları çalışmalar, biyokimyanın başlangıcını teşkil etmiştir. Pasteur’un fermantasyon (mayalanma) üzerindeki geniş araştırmaları Buchner’i çağdaş enzim kavramına yöneltmiş, bu arada pH kavramı ve vücuttaki nötralizasyon reaksiyonlarına ait fikirler geliştirilmiştir. Daha sonraları nükleik asidler keşfedilmiş ve organizmanın en önemli enerji maddesi olan “adenozin trifosfat” (ATP) kastan elde edilmiştir.

Metabolizma reaksiyonlarının aydınlatılması gayesiyle de araştırmalar yapılmış; Knoop, yağ asitlerinin organizmada Beta-Oksidasyon ile yakıldığını; Krebs ve Hanseleit, vücutta amonyaktan üre sentezinin “Ornitin Siklusu” adı verilen bir seri metabolizma reaksiyonu ile meydana geldiğini göstermişlerdir. Virüslerin nükleoprotein yapısında olduğunun gösterilmesi canlılık ve cansızlık kavramları arasında kesin bir sınır olmadığını zihinlere yerleştirmiştir. Bazı vitaminlerin enzim işleyişinde görevli maddelerle olan ilişkilerinin açığa çıkarılması, vitaminlerin canlıdaki görevlerine bir derece açıklık getirmiştir. Proteinler ve nükleik asitler gibi makromoleküllerin yapılarının yeni metodlarla daha ayrıntılı biçimde aydınlatılması, biyokimya alanında en parlak gelişmelerdir.

Biyokimyanın ayrı bir bilim dalı olarak ortaya çıkması iki ana sebepten dolayıdır. Birincisi, kimya sadece kimyasal yapı ve olaydan bahsederken, biyokimyanın her molekülün hayati fonksiyonunu araştırmasıdır. Diğer önemli sebep biyokimyanın kimyadan çok daha ayrı ve ileri tekniklere ihtiyaç göstermesidir. Biyokimya, kimyanın bütün tekniklerini kullandıktan başka biyolojik materyallerden de faydalanmaktadır.

Yaşayan cisimlerin muhtevası: Yaşayan cisimlerin ana yapıları başlıca karbonhidratlar, yağlar, proteinler ve nükleik asitlerden meydana gelmiştir. Hücrede temel maddelerin oranları; protein % 50-60, nükleik asitler % 10-20, karbonhidratlar % 5, yağlar % 10-20 şeklindedir. Ayrıca miktar olarak çok az bulunmasına karşı hayati önem arz eden maddeler de bulunmaktadır. Bunların başında enzimler (fermentler) gelir. Bütün bu organik maddelerin dışında hücre ve dokuların hepsinde potasyum, sodyum, kalsiyum, mağnezyum, fosfor ihtiva eden tuzlar vardır. Demir, mangan, bakır, çinko, kobalt, selenyum ve sulfatlar da küçük miktarlarda bulunur.

Enzimler canlı organizmada kimyasal reaksiyonların olmasında rol oynayan organik maddelerdir. Enzimler çok değişik sayı ve türde olup, her kimyasal reaksiyonda veya her ayrı tip reaksiyonda ayrı bir enzim (ferment) rol alır. Bütün enzimlerin ana yapısı protein olup az bir kısmı protein olmayan bölümler de ihtiva ederler. Enzimleri, biyokimyanın bir dalı olan “Enzimoloji” inceler.

Hücrede enerji yapımı: Hücrenin enerji ihtiyacı iki türlü karşılanır. Bunlardan birisinde oksijen kullanılarak enerji kaynağı olan maddelerden (karbonhidratlar gibi) karbondioksit ve su çıkışıyla enerji sağlanır. Diğer yolda ise oksijen kullanılmaksızın şekerler daha küçük moleküllere (laktik asit, butanol, asetik asit) parçalanarak hücreye enerji sağlanır.

Yeşil bitkilerde karbondioksit ve güneş enerjisinden şekerlerin yapılması, hayatın en önemli kimyasal reaksiyonlarındandır. Bu, “fotosentez” adıyla anılır. Reaksiyonun denklemi şöyledir:

(ışık)
6CO2 + 6H2O ¾¾® C6H12O6 (glikoz) + 6O2

Bazı boyalı madde ihtiva eden bakterilerde de çok benzer bir fotosentez olayı vardır:

(ışık)
6CO2 + 6H2O ¾¾® C6H12O6 (glikoz) + 12O

Daha sonra oksijen atomlarından;

12O+12H2 ® 12H2O denklemi gereğince su meydana gelir.

Hormonlar da biyokimyanın gelişmesi ile incelenmiş olan, canlıların hayatlarını devam ettirmeleri için mutlak lüzumlu maddelerdir. Hormonlar iç salgı bezlerinde salgılanarak kana verilirler ve “Hedef Organ”larda çeşitli te’sirler yaparlar. Mesela büyüme hormonu (GH, STH) bütün hücrelerde protein sentezini arttırarak büyümeyi sağlar.

Biyokimyanın pratikte kullanılışı: Biyokimya ilmi tıp, veterinerlik, tarım ve çeşitli endüstri alanlarında insanlara yardımcı olmaktadır. Tıp ve veterinerlik biyokimyası idrar ve kan gibi vücut sıvılarının bileşimlerindeki değişiklikleri inceleyerek teşhise yardımcı olur. Aynı tetkikler hastalık süresince de devam ettirilerek, hastalığın gidişi ve tedavinin tesiri konusunda fikir edinilmiş olur. Zirai biyokimya; tohum ıslahı, bitki hastalıkları, yemlerde besin oranları gibi işlerle uğraşır. İlaç imalinde de biyokimyanın rolü büyüktür.

Canlı organizmanın temeline inilmesi biyokimyadaki ilerlemelerle paralel olarak gitmektedir. Canlılarda her bir molekül ve atomun belli görevi yapmak için yaratıldığı ve ilahi nizamın inceliği, biyokimya sayesinde gözler önüne serilmektedir.

BİYOLOJİ;

Alm. Biologie (f), Fr. biologie (f), İng. biology. Eski Latince, bios (hayat) ve logos (bilim) kelimelerinin birleşiminden ibaret olup, canlılar bilimi anlamına gelmektedir. Canlıların yapısı, davranışları, birbirleri ve çevreleriyle olan ilişkileri, yeryüzündeki dağılışları, çeşitlilikleri ve vücutları içinde geçen “temel hayat olayları” hep biyolojinin konusunun içine girer.

Biyolojinin tarihçesi çok eskiye dayanmaktadır. Biyoloji ile ilgili en eski ve en önemli belge, M.Ö. 1550 veya daha eski zamanda yazılmış Papyrus Ebers’tir. Bu belgede bitki ve hayvanlardan elde edilen ilaçlar yer almaktadır. Yaklaşık 1000 yıl sonra Yunanlı Hippokrates (M.Ö. 460-377) ve Aristo (M.Ö. 384-322)nun tıp, anatomi ve tıbbi bitkiler hakkındaki sözleri, biyoloji ile ilgili bilimsel temel eserler olarak kabul edilmektedir. Halbuki bunların görüşleri genellikte teoridir. Romalı Dioskorides’in Materia Medica, Plinus’un Naturalis Historia (TabiatTarihi) eseri, tıp ve bitkiler konusunda yazılmış en önemli eserlerdir. Hıristiyanlığın Nesturi mezhebinden birçok bilginlerin Efes Patriği tarafından (M.S. 462) afaroz edilmesiyle, çoğu Fırat havzasına kaçmışlar ve buradan da İran Devleti tarafından kabul edilmişlerdir. Daha sonra Bağdat halifeleri bu Nesturi bilginlerini özel hekimler olarak çağırmışlardır. Bunlar ve zamanın İslam alimleri, Aristo, Thephrastus, Dioscorides, Plinus ve diğerlerinin eserlerini Arap dillerine tercüme etmişlerdir. İslam dini, insanlığın hayrına her müsbet çalışmayı emretmektedir. Allahü tealanın Kur’an-ı kerimin çeşitli yerlerinde mealen; “Sizden evvel gelip geçenlerin hayatlarını, gittikleri yolları ve başlarına gelenleri, gözden geçirip, onlardan ders alınız. Yerleri, gökleri, canlıları, cansızları ve kendinizi inceleyiniz! Gördüklerinizin içini, özünü araştırınız. Bütün bunlarda yerleştirmiş olduğum kuvvetimi, kudretimi, büyüklüğümü ve hakimiyetimi bulunuz, görünüz, anlayınız.” buyurduğu emirlerine uyan İslam alimleri pekçok eser vermişlerdir. Bu eserler vasıtasıyle biyoloji bilimi İslam memleketlerinden Avrupa’ya yayılmıştır. İbn-i Baytar, Cahız, Ebu Bekr-er-Razi, Erzurumlu İbrahim Hakkı, İbn-i Sina gibi İslam bilginleri biyoloji dallarında önemli eserleri vermişlerdir. Onuncu yüzyılın ortasından itibaren İslam ilminin Hıristiyan-Avrupa üzerine gittikçe artan etkisi sonucunda, batı dünyasının ilim arayan gençliği, İspanya-Endülüs’teki İslam üniversitelerine koşmuştur. Buradaki İslam bilginlerinin eserleri çok kıymetli olup, daha sonra matbaanın keşfiyle Avrupa’da basılan ilk kitaplar arasında yer almıştır.

On sekizinci asırdan itibaren biyoloji konularında hızlı bir ilerleme başlamış, özellikle İtalya, Fransa, Almanya, İngiltere ve Hollanda’da ilmi araştırmalarla ilerlemeler kaydedilmiştir. On sekizinci yüzyılın ortalarında büyüteç, mikroskop ve yeni tekniklerin kullanılmasıyla biyoloji alanında da daha büyük gelişmeler ve buluşlar olmuştur.

Biyoloji, teknolojinin gelişmesinden azami derecede faydalanan bir bilimdir. Diğer bilimlerle de (özellikle fizik ve kimya ile) bilgi alış verişi yapmaktadır. Elektron mikroskobunun bulunuşuyla da hücrenin temel yapısına nüfuz etmeye çalışmaktadır. Canlıları ve temel hayat olaylarını inceleyerek insanlığa faydalı sonuçlar çıkarmak gayretindedir.

Biyoloji, canlıların moleküler yapısına kadar inerek büyük gelişmeler kaydetmiştir. Canlıların genetik yapısındaki bazı bozuklukları bertaraf edecek seviyeye gelmiştir. Bu konuda, “Genetik Mühendisliği” çalışmaları ümit vericidir. (Bkz. Genetik Mühendisliği)

Biyolojinin bölümleri: Canlıların çeşitliliği ve bunlarda meydana gelen hayati faaliyetlerin düzen ve çeşitliliği, biyolojinin birçok dallara ayrılmasına sebeb olmuştur.Her biyolog kendi dalında uzmanlaşarak araştırmalarını sürdürmektedir.

Biyoloji, öncelikle zooloji ve botanik olmak üzere iki ana dala ayrılır.Zooloji, hayvanlar alemini, botanik ise bitkiler alemini inceler.

Belli bazı hayvan grupları, zoolojinin özel dalları içinde yer alır. Mesela protozooloji tek hücreli hayvanları, entomoloji böcekleri, ihtiyoloji balıkları, ornitoloji kuşları, mammaloji memeli hayvanları araştırarak inceler.

Biyolojinin Bazı Alt Bölümleri

Moleküler Biyoloji: Canlıların yapısını moleküler seviyede inceleyen bir bilim dalıdır. Gen, DNA ve RNA gibi kısımlar, moleküler biyolojinin konusuna girmektedir.

Biyokimya: Canlıların kimyasal yapısını, özellikle hücre ve dokuların içindeki kimyasal bileşikleri inceler. Sağlık kuruluşlarındaki “biyokimya laboratuvarları” bu bilimin uygulama sahasıdır. Kan, idrar, hormon tahlili yaparak bazı hastalıkların teşhisine yardımcı olur. (Bkz. Biyokimya)

Sitoloji: Hücre bilimidir.Hücrenin yapısı, bölünmesi, enerji üretimi ve tüketimi, protein sentezi, kanser gibi konular sitolojinin sahasına girer.

Histoloji: Doku bilimidir. Çok hücreli canlıların ancak mikroskopla incelenebilen dokularının yapısını, görevlerini ve hangi organların yapısına girdiklerini araştırır.

Anatomi: Canlıların iç yapısını inceler. Sitoloji ve Histolojiyle de desteklenir. (Bkz. Anatomi)

Morfoloji: Şekil bilimi olarak bilinir. Dar manada, canlıların dış yapısından bahseder. Geniş anlamda ise, canlıların yapı biçimiyle ilgilenir. Anatomi, Histoloji ve Sitolojiyi de içine alır.

Fizyoloji: Fonksiyon bilimidir. Hücre, doku ve organların görev ve çalışmalarını, fizik ve kimya kanunlarına dayanarak inceler.

Embriyoloji: Embriyonun (ceninin) meydana gelişini ve gelişmesini inceler. Döllenmiş bir yumurtadan (zigottan) itibaren, hücre farklılaşmaları ve organların teşekkülü ve tam bir yavrunun doğmasına kadar geçen çok esrarlı devreler embriyolojinin konusuna girer.

Genetik: Canlılardaki kalıtsal özelliklerin nesilden nesile geçişini ve bunlarla ilgili prensip ve kanunları araştırır. Genin yapısı, gende meydana gelen değişmeler ve bunların canlıya geçişi üzerinde incelemeler yapar. Son yıllarda büyük gelişmeler kaydeden “Genetik Mühendisliği” genetiğin önemli bir tatbikat sahasıdır.

Sistematik: Canlıların benzerlik ve akrabalıklarına göre belli gruplar halinde tasnif edilmesine “sistematik” veya “taksonomi” denir. Sınıflandırmada en küçük ve temel birim “tür”, en büyüğü ise “alem”dir.

Ortak bir cedden gelen, yapı ve görev bakımından benzer özelliklere sahib olan, tabiatta yalnız kendi aralarında üreyerek verimli yavrular veren bireyler topluluğuna “tür” denir. Tür ismi iki kelime ile gösterilir. “Felis domesticus” kedi, “Felis leo” aslan, “Pirus nigra” çam türlerini ifade eder: “Homo sapiens” de insan türü demektir.