本章主要介紹生物化學(xué)的定義

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1、第一章緒論本章主要介紹生物化學(xué)的定義、內(nèi)容、目的及其與醫(yī)學(xué)的關(guān)系第一節(jié)生物化學(xué)的定義生物化學(xué)（biochemistry）或生物的化學(xué)（biologicalchemistry）即生命的化學(xué)，是一門研究生物體的化學(xué)組成、體內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)和過程的學(xué)科。當(dāng)代生物化學(xué)的研究除采用化學(xué)的原理和方法外，尚運用物理學(xué)的技術(shù)方法以揭示組成生物體的物質(zhì)，特別是生物大分子(biomacromolecules)的結(jié)構(gòu)規(guī)律。并且與細(xì)胞生物學(xué)、分子遺傳學(xué)等密切聯(lián)系，研究和闡明生長、分化、遺傳、變異、衰老和死亡等基本生命活動的規(guī)律。Watson和Cri

2、ck于1953提出了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，在此基礎(chǔ)上形成了遺傳信息傳遞的“中心法則”，由此奠定了現(xiàn)代分子生物學(xué)(molecularbiology)的基礎(chǔ)。分子生物學(xué)主要的研究內(nèi)容為探討不同生物體所含基因的結(jié)構(gòu)、復(fù)制和表達(dá)，以及基因產(chǎn)物—蛋白質(zhì)或RNA的結(jié)構(gòu)，互相作用以及生理功能，以此了解不同生命形式特殊規(guī)律的化學(xué)和物理的基礎(chǔ)?？梢姡?dāng)今生物化學(xué)與分子生物學(xué)不能截然分割，后者是前者深入發(fā)展的結(jié)果?？傊?，生物化學(xué)與分子生物學(xué)是在分子水平上研究生命奧秘的學(xué)科，代表當(dāng)前生命科學(xué)的主流和發(fā)展的趨勢。第二節(jié)生物化學(xué)的內(nèi)容醫(yī)學(xué)生

3、物化學(xué)研究的內(nèi)容大致包括下列4個部分。一.化學(xué)組成—生物大分子在研究生命形式時，首先要了解生物體的化學(xué)組成，測定其含量和分布。這是生物化學(xué)發(fā)展的開始階段的工作，曾稱為敘述生化。現(xiàn)知生物體是由多種化學(xué)元素組成的，其中C、H、O和N四種元素的含量占活細(xì)胞量的99%以上。各種元素進而構(gòu)成約30種的小分子化合物，這些小分子化合物可以構(gòu)成生物大分子，所以把他們稱為生物分子(biomolecules)或構(gòu)件分子（buildingblockmolecules）。例如20種L-α-氨基酸是蛋白質(zhì)的構(gòu)件分子，4種核苷酸是核酸的構(gòu)件分子，單

4、糖可構(gòu)建成多糖、脂肪酸組成多種脂類化合物。當(dāng)前研究的重點為生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能，特別是蛋白質(zhì)和核酸，二者是生命的基礎(chǔ)物質(zhì)。對生命活動起著關(guān)鍵性的作用。4天然氨基酸雖然只有20種，但可構(gòu)成數(shù)量繁多的蛋白質(zhì)，由于不同的蛋白質(zhì)具有特殊的一級結(jié)構(gòu)（氨基酸殘基的線性序列）和空間結(jié)構(gòu)，因而具有不同的生理功能，從而能體現(xiàn)瑰麗多彩的生命現(xiàn)象，現(xiàn)在已從單一蛋白質(zhì)深入至細(xì)胞或組織中所含有全部蛋白質(zhì)，即蛋白質(zhì)組（proteome）的研究。將研究蛋白質(zhì)組的學(xué)科稱為蛋白質(zhì)組學(xué)(proteomics)。蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)是由核酸決定的，人類基因組(

5、genome)即人的全部遺傳信息，是由23對染色體組成，約含2.9x109堿基對，測定基因組中全部DNA的序列，將為揭開生命的奧秘邁開一步。把研究基因組的結(jié)構(gòu)與功能的科學(xué)稱為基因組學(xué)(genomics)，經(jīng)過包括我國在內(nèi)許多科學(xué)家十多年的努力，2003年已完成人類基因組計劃(HumanGenomeProject)中全部DNA序列的測定，接著面臨更堅具的任務(wù)，就是要研究目前所知3萬至4萬個基因的功能及其與生命活動的關(guān)系。這就是后基因組計劃(Post-GenomeProject)。生物大分子需要進一步組裝成更大的復(fù)合體，然后

6、裝配成亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)、細(xì)胞、組織、器官、系統(tǒng)，最后成為能體現(xiàn)生命活動的機體，這些都是尚待研究和闡明的問題。二.物質(zhì)代謝、能量代謝及代謝調(diào)節(jié)組成生物體的物質(zhì)不斷地進行著多種有規(guī)律的化學(xué)變化，即新陳代謝(metabolism)或物質(zhì)代謝,一旦這些化學(xué)反應(yīng)停止,生命即告終結(jié)?？梢?，新陳代謝是生命的基本特征，生物體一方面需要與外界環(huán)境進行物質(zhì)交換，同時在體內(nèi)進行各種代謝變化，以維持其內(nèi)環(huán)境的相對穩(wěn)定，通過代謝變化將攝入營養(yǎng)物中儲存的能量釋放出來，供機體活動所需。要維持體內(nèi)錯綜復(fù)雜代謝途徑有序地進行，需要有嚴(yán)格的調(diào)節(jié)機制，否則代謝的紊

7、亂可影響正常的生命活動，從而發(fā)生疾病。因此，研究物質(zhì)代謝、能量代謝及代謝調(diào)節(jié)規(guī)律是醫(yī)學(xué)院校生物化學(xué)課程的主要內(nèi)容，也稱為動態(tài)生化。三.基因的復(fù)制、表達(dá)及調(diào)控遺傳信息傳遞的“中心法則”，可以說是分子生物學(xué)的中心法則。DNA是儲存遺傳信息的物質(zhì)，通過復(fù)制(replication)，即DNA合成，可形成結(jié)構(gòu)完全相同的兩個拷貝，將親代的遺傳信息真實地傳給子代。DNA分子中的遺傳信息又如何表達(dá)的呢？現(xiàn)知基因表達(dá)的第一步是將遺傳信息轉(zhuǎn)錄(transcription)成RNA，即RNA的合成，后者作為蛋白質(zhì)合成的模板，并決定蛋白質(zhì)的一

8、級結(jié)構(gòu)，即將遺傳信息翻譯(translation)4成能執(zhí)行各種各樣生理功能的蛋白質(zhì)。上述過程涉及生物的生長、分化、遺傳、變異、衰老及死亡等生命過程，體內(nèi)存在著一整套嚴(yán)密的調(diào)控機制，包括一些生物大分子的互相作用，如蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)與核酸、核酸與核酸間的作用。本書將對上述過程作較全面的介紹，為進一步學(xué)習(xí)分子生物學(xué)