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. ...

Biyokimya 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 asitler 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, magnezyum, fosfor ihtiva eden tuzlar vardır. Demir, mangan, bakır, çinko, kobalt, selenyum ve sülfatlar 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.