Redaktion og opdatering af indholdet på denstoredanske.dk er indstillet pr. 24. august 2017. Artikler og andet indhold er tilgængeligt i den form, der var gældende ved redaktionens afslutning.

  • Artiklens indhold er godkendt af redaktionen

biokemi

Oprindelige forfattere AHam, NKru og PMBo Seneste forfatter Redaktionen

biokemi, læren om de kemiske strukturer, som organismen er opbygget af, og om de kemiske processer i organismen, der tilsammen udtrykker liv.

Biokemisk forskning har ikke leveret en fuldstændig redegørelse for de levende organismers strukturer og adfærd, beskrevet i kemisk sprog, men det er alligevel nærliggende at postulere, at alle biologiske fænomener, bl.a. livsytringer som formering, vækst, tankevirksomhed, bevægelse, er et resultat af kemiske processer. Biokemi er således et basisfag i fx biologiske og sundhedsvidenskabelige uddannelser.

Den strukturelle biokemi beskriver opbygningen af de levende organismers molekyler, fx aminosyrer, proteiner, lipider (fedtstoffer), nukleinsyrer og kulhydrater samt komplekser (aggregater) heraf. Særlige aggregater danner plasmamembranen og cellens organeller, fx mitokondrier, cellekerner og lysosomer, der hver har deres specialiserede funktioner.

Annonce

Ordet biokemi kommer af bio- og kemi.

Den dynamiske biokemi beskriver cellernes stofskifte (metabolisme), de kemiske reaktioner, hvorunder molekylerne opbygges (anabolisme) og nedbrydes (katabolisme). Til de opbyggende processer kræves energi (se ATP), og biokemien omhandler de processer, hvorved det energirige molekyle ATP fremskaffes ved nedbrydningen af kulhydrater, lipider, proteiner og alkohol. Også fotosyntesen i de grønne planter og visse bakterier der indbygger energi fra sollyset i organiske molekyler, beskrives i biokemien.

Citronsyrecyklus udgøres af en række enzymatiske processer (en stofskiftevej), som findes i næsten alle celler. Denne stofskiftevej er helt central i cellens energistofskifte.

Citronsyrecyklus udgøres af en række enzymatiske processer (en stofskiftevej), som findes i næsten alle celler. Denne stofskiftevej er helt central i cellens energistofskifte.

Biokemien beskriver cykliske reaktionsforløb såsom citronsyrecyklus, urinstofcyklus og Calvin-cyklus. I disse cykler sker en omdannelse af visse stoffer, mens enzymer og mindre molekyler, som indgår i reaktionsforløbet, genanvendes. Cellens mange kemiske reaktioner formidles (katalyseres) af enzymer, som er proteiner og er specifikke for den enkelte reaktion. Der findes derfor særdeles mange forskellige enzymer.

De tusindvis af forskellige kemiske processer, der foregår i en celle eller organisme, skal nøje koordineres, for at homeostase (opretholdelse af et konstant indre miljø) bevares. Dette sker ved regulering af enzymers aktivitet og varetages af forbindelser dannet i cellen. Enzymreguleringen kan principielt ske på to måder: 1) Ved feedback-hæmning. En reaktion, hvorved en forbindelse X omdannes til forbindelsen Y, vil ofte blive hæmmet, hvis Y ophobes. 2) Via hormoner eller nerveimpulser, som når frem til en celle og formidler dannelsen inde i cellen af budbringere, der regulerer cellespecifikke enzymer.

Molekylærbiologi er en gren af biokemien, som beskæftiger sig med meget store molekyler, fortrinsvis nukleinsyrer (DNA og RNA) og proteiner. Molekylærbiologi overlapper med cellebiologi og genetik, ligesom biokemi og fysiologi har fælles områder, idet fx ernæringslære og viden om regulering af cellers og organers kemiske reaktioner er nært knyttet til begge fag. Studier af vækst, reproduktion og arvelighed er fælles for biokemi, molekylærbiologi, cellebiologi, genetik og fysiologi.

Klinisk biokemi er den biokemi, man anvender i sundhedsvidenskaben, hvor biokemiske analyser anvendes til diagnostik og behandlingskontrol.

Bioorganisk kemi

Bioorganisk kemi beskæftiger sig med emner fra grænseområdet mellem organisk kemi og biologi. Bioorganisk kemi anvender organisk-kemiske principper og teknikker til løsning af biologiske problemer eller til kemiske studier inspireret af biologiske iagttagelser. Bioorganisk kemi beskæftiger sig bl.a. med kemien bag nyligt opdagede enzymreaktioner, opklaring af disses mekanismer og selve strukturen af enzymerne. Bioorganisk kemi forsøger at udvikle simple kemiske modelsystemer for den aktive del af enzymer og peptider, ligesom der indhentes viden om organisk-kemiske omdannelser under anvendelse af enzymer; disse omdannelser er meget specifikke og uden de miljømæssige problemer, som den klassiske kemi ofte skaber.

I bioorganisk kemi undersøges tillige struktur og mekanisme af hormoner, feromoner og andre kemiske budbringere, der udløser fysiske og fysiologiske reaktioner i levende organismer. Der foretages endvidere kemiske ændringer af nukleinsyrerne, som så i ny form anvendes til genmanipulation. Bioorganisk kemi har også betydning ved opklaring af biosynteseveje for mange strukturelt komplicerede indholdsstoffer i levende organismer.

Biouorganisk kemi

Biouorganisk kemi beskæftiger sig med kemien i biologisk sammenhæng af de grundstoffer, hvis kemi i bred forstand henregnes til den uorganiske kemi. Udviklingen af biouorganisk kemi som disciplin tog fart, da det omkring midten af 1900-t. erkendtes, at en række metalliske grundstoffer, ofte i spormængder, indgår som uundværlige bestanddele af organismernes kemiske strukturer (fx metalloenzymer) og derigennem spiller en afgørende rolle ved mange biokemiske processer; visse sygdomme skyldes udelukkende mangel på eller nedsat evne til at udskille bestemte grundstoffer. Der kendes i dag et større antal biologisk nødvendige grundstoffer.

Biouorganisk kemi kombinerer traditionelt biokemiske og uorganisk kemiske metoder og teknikker til undersøgelse og beskrivelse af kemiske strukturer og processer i biologiske systemer, for hvilke komponenter, der traditionelt opfattes som uorganiske, spiller en rolle. Inspireret af de biologiske iagttagelser forsøger biouorganisk kemi dernæst at udvikle simple kemiske modelsystemer, fx for den aktive del af metalloenzymer og biologiske elektron- og metaliontransportsystemer. Biouorganisk kemi har bl.a. betydning ved den kemiske afdækning af årsagerne til giftvirkningen på organismer af forbindelser, der traditionelt opfattes som uorganiske, i unaturligt store mængder, samt ved udviklingen af lægemidler af uorganisk art, fx de platinholdige forbindelser ("cisplatin" o.a.), der har fundet udbredt anvendelse ved kræftbehandling.

Referér til denne tekst ved at skrive:
Anders Hammershøi, Niels Krukow, Per Mølgaard Boll: biokemi i Den Store Danske, Gyldendal. Hentet 21. oktober 2019 fra http://denstoredanske.dk/index.php?sideId=47333