Тема: напрями та методи дослідження в біохімії Основні напрямки розвитку біохімічних досліджень

До числа основних напрямків, які чекають свого вирішення можна віднести наступні:

• диференціювання клітин вищих організмів (еукаріот);

• організація і механізм функціонування генома;

• регуляція дії ферментів і теорія ензиматичного каталізу;

• процес пізнання на молекулярному рівні;

• молекулярні основи соматичних і спадкових захворювання людини та тварини;

• з’ясування молекулярних основ злоякісного росту клітин і тканин;

• молекулярні основи;

• з’ясування біосинтезу білків та генна інженерія;

• біоенергетика та значення її і біологічній системі.

Матеріали для біохімічних досліджень

Біохімічні дослідження проводяться на матеріалі, отриманому від людини, тварин, рослин, мікробів і вірусів. Ним можуть бути продукти життєдіяльності організму, органи, тканини, клітини і субклітинні структури. Матеріал одержують від живих і неживих організмів. Пробами для біохімічних досліджень живих організмів може бути вміст початкових і кінцевих речовин балансових дослідів, ангіостомії, різні біологічні рідини (кров, лімфа, ліквор, травні соки, сеча, химус, піт та ін.), біопсійний матеріал (шматочки органів і тканин, видалених хірургічним шляхом), продукти життєдіяльності організму (молоко, шерсть, середовище існування мікробів) та ін. Проби слід брати швидко, з дотриманням правил асептики і антисептики, етикетувати, після чого піддавати відповідній обробці, яка забезпечувала б максимальне збереження прижиттєвого хімічного складу.

Для біохімічних досліджень твердий матеріал (шматочки органів і тканин) подрібнюється до однорідної кашки (розтиранням в ступці з кварцовим піском) або до гомогенної маси (подрібненням в гомогенізаторах, ультразвуком, осмотичним цитолізом, методом заморожування і відтавання). Подрібнена кашка, гомогенат або біологічні рідини за звичай негайно фіксуються в рідкому кисні, охолоджених сумішах діетилового ефіру, ацетону та ін. Іноді такий матеріал заливають відповідним розчинником, що екстрагує досліджувану речовину або групу речовин. Часто вдаються до озолення матеріалу сухим (обвуглюють, а потім одержують водну або солянокислу витяжки) або мокрим (руйнують окислюючими сумішами) способами. У ряді випадків гомогенати піддають диференціальному центрифугуванню, одержуючи окремі фракції субклітинних структур. Отриманий і підготовлений для біохімічних досліджень матеріал бережуть в певних умовах, передбачених методом, найчастіше при температурі 0 – 4 °C. Зберігання матеріалу не повинно бути тривалим, оскільки з часом його хімічний склад змінюється. В деякі види матеріалу (наприклад, в сечу) для збереження додаються фіксуючі засоби (кристали тимолу).

Методи виділення речовин з біологічного матеріалу

В матеріалі для біохімічного дослідження речовини рідко зустрічаються в чистому вигляді. Для розділення сумішей і виділення речовин у чистому вигляді застосовується ряд методів: перегонка, сублімація, випаровування, мікродифузія, фільтрація в гелях сефадексів, діаліз, кристалізація, екстракція, аналіз седиментації, електрофорез та ін. Багато які з цих методів основані на відмінності температури переходу речовини з одного агрегатного стану в інший, розділенні у зв'язку з неоднаковою величиною молекул або частинок, різної розчинності, різної реакційної здатності сполук, неоднакової швидкості седиментації, відмінності розподілу між рухомою і нерухомою фазами на основі неоднакової розчинності, величини сорбції молекул і електричного заряду, на неоднаковому електричному заряді молекул при певному значенні рН, на відмінності рухливості в електричному і магнітному полі комплексу речовини із зарядженими частинками, розділенні на основі різних імунних властивостей речовин та ін.