Biochemie
Die Biochemie, früher auch Physiologische Chemie, (griechisch βιοχημεία, wiochimía, „die Chemie des Lebens“; zur Herkunft von Chemie siehe dort und unter Alchemie) ist die Lehre von den chemischen Vorgängen in Lebewesen.
Gegenstand der Biochemie
Die Biochemie beschäftigt sich mit:
- der Analyse der Mechanismen und der Steuerung des Stoffwechsels, sowie mit der Untersuchung, der daran beteiligten organischen und anorganischen Stoffe.
- der Analyse des molekularen Aufbaus des Organismus der Lebewesen, wie diese Biomoleküle (und Molekülgruppen) bereitgestellt werden und wie sie untereinander in Wechselwirkung stehen.
- der Forschung und Lehre bezüglich der Mechanismen des Informationsaustauschs in den Microorganismen (Zellen etc) und den Interaktionen der Makro-Organismus-Konglomeraten, der Organe selber. Außerdem mit der elektrochemischen Speicherung und dem Abruf von Informationen des Nervensystems (Hirn, Rückenmark) und dem flüssigen (Blut, Gewebswasser) und gasförmigen (Atmung, etc) Informationsstrom.
Im Zuge dessen konzentrieren sich die Betrachtungen dieser Disziplin, auf die organischen Stoffgruppen der Nukleinsäuren, Proteine, Lipide und Kohlenhydrate, sowie deren Derivate. Der überwiegende Teil der biochemisch interessanten Vorgänge spielt sich in Lebewesen und somit in wässrigem Milieu ab. Die Biochemie umfasst, nicht zuletzt wegen den interferierenden Disziplinen, wissenschaftlich ein weitaus größeres Spektrum, als das der funktionalen Human-Medizin.
Methoden der Biochemie
Die Biochemie bedient sich der weiten Palette der molekularbiologischen Methoden, sowie der analytischen Chemie. Die daran beteiligten Disziplinen sind die Chemie, Biologie, Informatik, Physik, Elektronik, Kybernetik u.a.
Geschichte der Biochemie
Die Biochemie entwickelte sich seit Anfang des 19. Jahrhunderts aus der Biologie, Chemie und der medizinischen Physiologie und war von Anfang an eng mit der Genetik und Zellbiologie verknüpft. Diese Wissenschaften arbeiten nach wie vor Hand in Hand und ihre Grenzen überlappen einander stark. Die Bereiche Biochemie, Zellbiologie und Genetik werden heutzutage oft unter dem Titel Molekularbiologie zusammengefasst.
Als einer der ersten Deutschen beschäftigte sich Anfang des 19. Jahrhunderts Georg Carl Ludwig Sigwart in Tübingen mit der Biochemie. Er arbeitete u.a. über Säureindikatoren bei Herbstzeitlosen, Analysen von Gallen- und Harnsteinen und die Proteine des Blutserums. In Frankreich entdeckte Anselme Payen 1833 mit der Diastase das erste Enzym. Ab 1845 isolierte Julius Eugen Schloßberger in seinem Laboratorium in der Küche von Schloß Hohentübingen Kreatin aus Muskelfleisch des Alligators, analysierte rachitische Knochen, den Jodgehalt von Korallen und das Kupfer im Hämocyanin. Sein Nachfolger Felix Hoppe-Seyler befaßte sich 1861 - 1872 am selben Ort u.a. mit Muskelkontraktion, Totenstarre, Milchsäure aus Glykogen, Oxidations- und Reduktionsfermenten und Hämoglobin. Unter seiner Leitung entdeckte Friedrich Miescher 1869 das Nuklein. Eduard Buchner, von 1896 - 1898 außerordentlicher Professor der Chemie in Tübingen, entdeckte 1896 die zellfreie Gärung und wurde dafür 1907 mit dem Nobelpreis geehrt. Sir Frederick Gowland Hopkins, ein Pionier der Biochemie in Großbritannien, entdeckte 1912 die Vitamine und essentiellen Aminosäuren und wurde dafür 1929 mit dem Nobelpreis ausgezeichnet. Im Jahre 1926 entdeckte Otto Heinrich Warburg das Atmungsferment Cytochromoxidase, wofür er 1931 den Nobelpreis erhielt.
Meilensteine der Biochemie
- 1828 - Synthese des organischen Harnstoffs aus anorganischem Ammoniumcyanat durch Wöhler
- 1833 - Entdeckung des ersten Enzyms (Diastase) durch Payen
- 1869 - Entdeckung der Erbsubstanz Nuclein durch Friedrich Miescher
- 1896 - Entdeckung der zellfreien Gärung durch Eduard Buchner
- 1926 - Entdeckung des Atmungsferments Cytochromoxidase durch Otto Heinrich Warburg
- 1929 - Aufklärung des Mechanismus der Glykolyse durch Gustav Embden und Otto Meyerhof, sowie Jakob Parnas
- 1932 - Aufklärung des Citratzyklus durch Hans Adolf Krebs
- 1953 - Aufklärung der Struktur der DNA durch Watson und Crick
Forschungsinstitute im deutschsprachigen Raum
(Die Liste ist unvollständig)
- Max-Planck-Institut für Biochemie [1], Martinsried
- Leibniz-Institut für Pflanzenbiochemie [2], Halle (Saale)
- Biozentrum der Universität Basel [3], Basel
- European Molecular Biology Laboratory [4], Heidelberg
- Max-Planck-Forschungsstelle für Enzymologie der Proteinfaltung [5], Halle (Saale)
Die Biochemie ist zum festen Bestandteil der hochschulischen Ausbildung vor allem von Medizinern und Biologen, aber auch anderen Naturwissenschaftlern geworden, so finden sich Institute für Biochemie an vielen deutschen Hochschulen.
Gliederung der Biochemie
Je nach Untersuchungsgebiet lässt sich die Biochemie in folgende Untergebiete gliedern:
- medizinische Biochemie
- ökologische Biochemie
- Pflanzenbiochemie
- Zoobiochemie
- Proteinbiochemie
- Immunbiochemie
- Neurobiochemie
- physikalische Biochemie
Alternative Biochemie
Weiterhin ist Biochemie die Bezeichnung einer alternativmedizinischen Heilmethode nach Dr. med. Wilhelm Heinrich Schüssler, Rud. Virchow und Jakob Moleschott, die sich sogenannter Schüßler-Salze bedient.
Alternative Biochemiker
Dr. med. Wilhelm Heinrich Schüssler, Rud. Virchow und Jakob Moleschott
Biochemiker
Studium der Biochemie
Derzeit (2005) gibt es in Deutschland Biochemiestudiengänge sowohl mit den Abschlüssen Diplom als auch Bachelor beziehungsweise Master:
- Der Diplomstudiengang Biochemie hat eine Regelstudienzeit von 9 bis 10 Semestern, eine Höchststudiendauer von 13 bis 14 Semestern und führt zum berufsqualifizierenden Abschluss Diplom-Biochemiker/in.
- Der Bachelorstudiengang Biochemie hat eine Regelstudienzeit von 6 bis 8 Semestern und führt zum berufsqualifizierenden Abschluss Bachelor of Science - Biochemie.
Deutsche Universitäten, die ein Biochemie-Studium anbieten:
| Studiengang | Abschluss | Ort, Art d. Hochschule |
|---|---|---|
| Biochemie | Bachelor | Bayreuth, U |
| Biochemie | Bachelor | Berlin, FU |
| Biochemie | Diplom | Berlin, FU |
| Biochemie | Bachelor | Bochum, U |
| Biochemie | Bachelor | Düsseldorf, U |
| Biochemie | Diplom | Frankfurt/Main, U |
| Biochemie | Diplom | Greifswald, U |
| Biochemie | Diplom | Halle-Wittenberg, U |
| Biochemie | Diplom | Hannover, U |
| Biochemie | Diplom | Jena, U |
| Biochemie | Diplom | Leipzig, U |
| Biochemie | Bachelor | München, TU |
| Biochemie | Diplom | München, U |
| Biochemie | Diplom | Potsdam, U |
| Biochemie | Diplom | Regensburg, U |
| Biochemie | Diplom | Tübingen, U |
| Biochemie | Bachelor | Ulm, U |
| Biochemie und Molekulare Zellbiologie | Diplom (nur HS)/Master | Witten/Herdecke, U |
| Biochemie - Chemie d. Lebenswissenschaften | Bachelor | Bielefeld, U |
| Biochemistry and Cell Biology | Bachelor | Bremen, IU |
| Chemische Biologie | Bachelor | Dortmund, U |
| Biochemie/Molekularbiologie | Diplom | Hamburg, U |
| Biochemie u. Molekularbiologie | Diplom | Kiel, U |
Quelle: erweitert nach www.campus-germany.de, Januar 2006
Neben dem reinen Biochemie-Studium besteht die Möglichkeit Chemie oder Biologie zu studieren und sich während des Studiums in Richtung Biochemie zu spezialisieren. Eine Spezialisierung erfolgt dabei üblicherweise durch die Wahl der Biochemie als Wahlpflichtfach bzw. Hauptfach sowie die Anfertigung der Diplomarbeit, Bachelor-Thesis oder Master-Thesis im Bereich der Biochemie. Diese Variante bietet den Vorteil, dass sich Studienanfänger nicht direkt für ein reines Biochemie-Studium entscheiden müssen. Vielmehr haben sie die Möglichkeit im Grundstudium verschiedene Fächer kennenzulernen, um sich dann während des Hauptstudiums auf eine bestimmte Spezialisierung (z.B. Biochemie) festzulegen. Die Möglichkeit dazu ist an vielen deutschen Universitäten gegeben und die Regelstudienzeiten entsprechen denen der reinen Biochemie-Studiengänge.
Der Facharzt für Biochemie
Es besteht auch die Möglichkeit, nach einem absolvierten Medizinstudium in Deutschland als Facharzt für Biochemie tätig zu werden. Hierfür bedarf es einer vierjährigen Weiterbildungszeit. Auf diese anrechenbar ist
- 1 Jahr Innere Medizin oder Pädiatrie
Am 1. Januar 2001 waren 115 Fachärzte für Biochemie registriert, von denen einer niedergelassen war. 28 übten keine ärztliche Tätigkeit aus.
Literatur
- Cox, Michael M.; Nelson, David L.: Principles of Biochemistry, 4th Edition, Palgrave Macmillan, 2004, ISBN 0716743396
- Donald Voet et al.: Lehrbuch der Biochemie. Wiley-VCH, 2002, ISBN 352730519X
- Jeremy M. Berg, Lubert Stryer et al.: Biochemie. 5. Auflage. Spektrum Akademischer Verlag, 2003, ISBN 3827413036
- Lehninger, Nelson, Cox: Lehninger Biochemie. 3. Auflage. Springer-Lehrbuch, Berlin 2001, ISBN 354041813X
- Werner Müller-Esterl et al.: Biochemie, eine Einführung für Mediziner und Naturwissenschaftler. Spektrum Akademischer Verlag, 2004, ISBN 3827405343
- Andreas Held: Prüfungs-Trainer Biochemie und Zellbiologie. Spektrum Akademischer Verlag, 2005, ISBN 382741542X
- Konrad Lechner: Schülerbuch Biochemie. 4. Auflage. Bayerischer Schulbuch-Verlag, 1998, ISBN 3762742359
- Peter Karlson et al.: Kurzes Lehrbuch der Biochemie für Mediziner und Naturwissenschaftler. 14. Auflage. Thieme, Stuttgart 2005, ISBN 3133578146
- Florian Horn et. al.: Biochemie des Menschen - Das Lehrbuch für das Medizinstudium. 3., vollst. überarb. u. erw. Aufl. Thieme, Stuttgart, 2005, ISBN 3131308834
- Graeme K. Hunter: Vital Forces. The discovery of the molecular basis of life. Academic Press, London 2000, ISBN 0123618118
Biochemische Fachzeitschriften
- The Journal of Biological Chemistry - JBC (engl.) Zeitschrift der amerikanische Gesellschaft für Biochemie und Molekularbiology ISSN 0021-9258
- Biochemistry (engl.) ISSN 0006-2960
- Biochemical Journal (engl.) ISSN 0306-3275
- Chemistry and Biology (engl.) ISSN 1074-5521
Wiki/Weblinks
- http://www.biochemie.de – Internet-Publikations-Plattform
- Biochemie Firmendatenbank auf Biologie.de
- http://www.gbm-online.de - Gesellschaft für Biochemie und Molekularbiologie e.V.
- http://www.biorama.ch/biblio/b20gfach/b35bchem/bchz99.htm - Kurze Übersicht
- http://www.foerstner.org/konrad/bco/grundlagen/index_grundlagen.html
- http://online-media.uni-marburg.de/chemie/bioorganic/index2.html - Online Grundkurs