BİYOKİMYA; Aim. Biochemie (/.), Fr. biochi- mie (f.), Ing. biochemistry. Canlı sistemin fonks’- yonlarını ve kimyâsal yapısını inceleyen ilim dalı. Biyokimyânm gâyesi organizmadaki kimyâsal reaksiyonları inceleyerek canlının yapısını aydınlatmaktır. Canlı sistemlerin bâzı kısımları doğrudan gözle görülebilir. Daha küçük bâzı kısımları ise mikroskobiktir. Ancak ışık veya elektron mikroskobu ile görülebilmektedir. Bunların hâricinde canlıdaki sistemlerin elektron mikroskobu ile görülemeyecek kadar küçük ve ince bir yapısı vardır. Bu sebeple biyokimyânm inctelediği yapılara ul- tramikroskobik yapılar adı verilir. Bu ultramik- roskobik yapı, moleküller, molekül toplulukları ve iyonlardır. Biyokimyâ, 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 kimyânın kurucusu Lavoisier’in organik maddelerin yanmasıyla C 02 ve H,0 (karbondioksit ve su)nun meydana geldiğini göstermesinden sonra, organik kimyacıların havyânî ve nebâtî kaynaklı çeşitli bileşiklerin ayrılıp tanınması için yaptıkları çalışmalar, biyo- kimyânın başlangıcını teşkil etmiştir. Pasteuı’un fermantasyon (mayalanma) üzerindeki geniş araştırmaları Buchner’i çağdaş enzim kavramına yöneltmiş, bu arada pH kavramı ve vücuttaki nötra- lizasyon reaksiyonlarına âit fikirler geliştirilmiştir. Daha sonraları nükleik asidler keşfedilmiş ve organizmanın en önemli enerji maddesi olan “ade- nozin trifosfat” (ATP) kastan elde edilmiştir. Metabolizma reaksiyonlarının aydınlatılması gâyesiyle 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. Bâzı 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, biyokimyâ alanında en parlak gelişmelerdir. Biyokimyânın ayrı bir bilim dalı olarak ortaya çıkması iki ana sebepten dolayıdır. Birincisi, kimyâ sâdece kimyâsal yapı ve olaydan bahsederken, biyokimyânın her molekülün hayâtî fonksiyonunu araştırmasıdır. Diğer önemli sebep bi- yokimyânın kimyâdan çok daha ayrı ve ileri tekniklere ihtiyaç göstermesidir. Biyokimyâ, kimyâ- nın bütün tekniklerini kullandıktan başka biyolojik materyallerden de faydalanmaktadır.
Yaşayan cisimlerin muhtevâsı: 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 hayâtî 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 ihtivâ eden tuzlar vardır. Demir, mangan, bakır, çinko, kobalt, selenyum ve sülfatlar da küçük miktarlarda bulunur. Enzimler canlı organizmada kimyâsal reaksiyonların olmasında rol oynayan organik maddelerdir. Enzimler çok değişik sayı ve türde olup, her kimyâsal reaksiyonda veya her ayn tip reaksiyonda ayrı bir enzim (ferment) rol alır. Bütün enzimlerin ana yapısı protein olup az bir kısmı protein olmayan bölümler de ihtivâ ederler. Enzimleri, biyokimyânın bir dalı olan “Enzimoloji” inceler.
Hücrede enerji yapımı: Hücrenin enerji ihtiyâcı 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, hayâtın en önemli kimyâsal reaksiyonlarındandır. Bu, “fotosentez” adıyla anılır. Reaksiyonun denklemi şöyledir:
Hormonlar da biyokimyânın gelişmesi ile incelenmiş olan, canlıların hayatlarını devâm ettirmeleri için mutlak lüzumlu maddelerdir. Hormonlar iç salgı bezlerinde salgılanarak kana verilirler ve “Hedef Organ”larda çeşitli te’sirler yaparlar. Meselâ büyüme hormonu (GH, STH) bütün hücrelerde protein sentezini arttırarak büyümeyi sağlar. Biyokimyânın pratikte kullanılışı: Biyokimyâ ilmi tıp, veterinerlik, tarım ve çeşitli endüstri alanlarında insanlara yardımcı olmaktadır. Tıp ve veterinerlik biyokimyâsı idrar ve kan gibi vücut sıvılarının bileşimlerindeki değişiklikleri inceleyerek teşhise yardımcı olur. Aynı tetkikler hastalık süresince de devâm ettirilerek, hastalığın gidişi ve te- dâvinin tesiri konusunda fikir edinilmiş olur. Zirâî biyokimyâ; tohum ıslahı, bitki hastalıkları, yemlerde besin oranları gibi işlerle uğraşır. İlaç îmâ- linde de biyokimyânın rolü büyüktür. Canlı organizmanın temeline inilmesi biyo- kimyâdaki ilerlemelerle paralel olarak gitmektedir. Canlılarda her bir molekül ve atomun belli görevi yapmak için yaratıldığı ve İlâhî nizamın inceliği, biyokimyâ sâyesinde gözler önüne serilmektedir.