Biochemie

Friedrich woehler.jpg Die Biochemie, früher auch Physiologische Chemie, (griechisch βιοχημεία biochēmeia, „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

Hemoglobin.jpg Die Biochemie beschäftigt sich mit:

der Aufklärung der Mechanismen und der Steuerung des Stoffwechsels, sowie mit der Untersuchung der daran beteiligten Stoffe.
der Untersuchung des molekularen Aufbaus des Organismus der Lebewesen, wie diese molekularen Bausteine bereitgestellt werden und wie sie miteinander wechselwirken.
der Aufklärung der Mechanismen des Informationsaustauschs im und zwischen Organismen, der Speicherung und des Abrufs von Informationen und der jeweils beteiligten Stoffe.

Im Zuge dessen konzentrieren sich die Betrachtungen auf die Stoffgruppen der Nukleinsäuren, Proteine, Lipide und Kohlenhydrate sowie deren Derivate, welche im Allgemeinen als Biomoleküle bezeichnet werden. Der überwiegende Teil der biochemisch wichtigen Vorgänge spielen sich in Lebewesen und somit in wässrigem Milieu ab.

Methoden der Biochemie

Die Biochemie bedient sich vor allem der weiten Palette der molekularbiologischen Methoden sowie der analytischen Chemie. Nebenbei kommen auch viele Methoden aus anderen naturwissenschaftlichen Disziplinen wie Physik, Informatik, Mikrobiologie und anderen zum Einsatz.

Geschichte der Biochemie

Eduard Buchner.jpg 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 unter anderem über Säure indikatoren 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

Citratcyclus.svg

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 ^*, Martinsried
Leibniz-Institut für Pflanzenbiochemie ^*, Halle (Saale)
Biozentrum der Universität Basel ^*, Basel
European Molecular Biology Laboratory ^*, Heidelberg
Max-Planck-Forschungsstelle für Enzymologie der Proteinfaltung ^*, 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

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: JamesWatson.jpg | DNA.jpg

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

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
David L. Nelson, Michael M. Cox: Lehninger Principles of Biochemistry. 4th Edition. Palgrave Macmillan, 2004, ISBN 0716743396 (engl.)
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 (engl.)

Biochemische Fachzeitschriften

The Journal of Biological Chemistry - JBC (engl.) Zeitschrift der amerikanische Gesellschaft für Biochemie und Molekularbiology
Biochemistry (engl.)
Biochemical Journal (engl.)
Chemistry and Biology (engl.)

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

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