03.01.04 – биохимия

специальность

Приказ Высшей аттестационной комиссии Республики Беларусь от «26» апреля 2012 г. № 51

 

I. Отрасль науки, по которой присуждаются ученые степени

  • Биологические науки
  • Химические науки
  • Медицинские  науки

II. Формула специальности

Биохимия – наука, изучающая молекулярные основы жизни: химический состав, структуру, свойства и локализацию веществ, входящих в состав организмов, пути и закономерности их образования, последовательность и механизмы превращений, а также функциональную роль биомолекул.

III. Области исследований

  1. Белки.
    Взаимосвязь химического строения, структуры и функций белков. Денатурация белковой глобулы. Частично-свернутые состояния белков и их роль в развитии конформационных болезней. Шапероны. Влияние мутаций на структуру и функцию белков. Протеом. Современные биохимические методы исследования белков.
  2. Ферментативный катализ. 
    Апоферменты и коферменты. Простетические группы. Стереоспецифичность. Фермент-субстратный комплекс. Кинетика ферментативного катализа. Механизмы ингибирования ферментов. Активированный комплекс. Аллостерические ферменты. Изоферменты.
  3. Макромолекулярная структура ДНК. 
    Редупликация ДНК. ДНК-полимеразы и другие ферменты репликации. Функции ДНК. Генетический код и его свойства. Регуляция матричной активности ДНК. Дезоксирибонуклеотиды. Гистоны и другие ядерные белки. Нуклеосомы. Транскрипция. Обратная транскрипция. Мутационное давление в процессе транскрипции и редупликации. Репарация нуклеотидных мутаций. Информационная, транспортная, рибосомная РНК. Макромолекулярная структура РНК. Биосинтез белка и его регуляция. Транспортные и информационные РНК. Рибосомы и полисомы.
  4. Углеводы и их превращения в организме. 
    Гликозиды, аминосахара – их строение, функциональная роль и метаболизм. Дисахариды, полисахариды, гомо- и гетерополисахариды. Метаболизм углеводов и его регуляция. Углеводно-белковые комплексы, состояния, связанные с изменением обмена гликопротеинов.
  5. Липиды. 
    Свойства, строение, классификация, номенклатура. Метаболизм и биологическая роль липидов. Биосинтез липидов. Насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты. Глицериды. Фосфолипиды. Гликолипиды. Сфинголипиды. Ганглиозиды. Цереброзиды. Стероиды (холестерин, холестериновые фракции). Простагландины. Метаболизм липидов. Перекисное окисление липидов и антиоксидантные системы. Биологическая роль липидов. Липопротеины. Участие в организации биологических мембран и регуляции активности ферментов. Сигнальная функция липидов. 
  6. Витамины.
    Химическая природа и физиологическая роль витаминов. свойства, распространение. Роль в обмене веществ. Коферменты и коферментные функции отдельных витаминов. Метаболизм витаминов.
  7. Биоэнергетика. 
    Макроэргические соединения. Синтез АТФ:  субстратное и окислительное  фосфорилирование, фотосинтез. Энергетика гликолиза. Спиртовое брожение. Другие типы брожения. Цикл трикарбоновых кислот. Цепь переносчиков энергии в митохондриях. Сопряжение окисления и фосфорилирования. Молекулярные механизмы энергообеспечения биосинтетических реакций. Трансформации химической энергии АТФ в механическую и осмотическую работу.
  8. Биохимия регуляторных процессов. 
    Геномная, метаболическая, гуморальная и нейро-эндокринная регуляция. Регуляция реакции жидкостей организма (кислотно-основного состояния) и водно-солевого обмена. Гормоны, нейромедиаторы, другие регуляторные молекулы. Рецепторная природа первичного регуляторного акта клетки. Трансдукция рецепторного сигнала. Основные звенья внутриклеточной сигнализации. Рецепторы гормонов, нейромедиаторов и биологически активных веществ. G-белки и их функциональная роль. Вторичные мессенджеры. Аденилат- и гуанилатциклазная системы, фосфоинозитольный цикл и цикл арахидоновой кислоты. Регуляторная роль катионов кальция и окиси азота.
  9. Пигментный обмен. Метаболизм порфиринов и билирубина. Наследственно обусловленные и приобретенные нарушения.
  10. Система гемостаза. Факторы, влияющие на его состояние плазменного и сосудисто-тромбоцитарного гемостаза.
  11. Метаболизм ксенобиотиков (наркотических веществ и др.) и этилового алкоголя в организме. Влияние чужеродных веществ, этилового спирта и продуктов их распада на состояние обменных процессов.
  12. Разработка биохимических методов исследования живых систем и способов получения веществ, коррегирующих нарушение обменных процессов в организме.
  13. Химический состав, строение и свойства белков, пептидов, нуклеиновых кислот и их компонентов, углеводов, липидов, гормонов, витаминов, биорегуляторов). Взаимопревращение химических соединений общих для живой материи, в процессах жизнедеятельности. Составы и пути видоизменений веществ у организмов различных систематических групп, проблемы сравнительной и эволюционной биохимии.
  14. Химические основы функционирования важнейших систем живой клетки с использованием химических методов, включая структурный и стереохимический анализ, частичный и полный синтез природных соединений и их аналогов, разработку препаративных методов получения природных веществ и их химических модификаций в непосредственной связи с биологической функцией этих соединений.
  15. Образование и химические превращения отдельных биомолекул, функционирование надмолекулярных комплексов и ферментных систем, моделирование биохимических процессов, проблемы биологического катализа, пути превращения веществ и закономерности биохимических процессов, включая термодинамику, кинетику и механизм действия ферментов как биокатализаторов, механохимических явлений и биоэнергетики, акцептирования и использования энергии света и фотосинтеза, фиксации азота, выделение и реконструирование молекулярных ансамблей.
  16. Теоретические вопросы функционирования отдельных молекул, компьютерное моделирование пространственной структуры биополимеров и надмолекулярных комплексов, моделирование биохимических процессов.
  17. Химические аспекты иммунологического и молекулярно-биологического анализа низкомолекулярных биорегуляторов, белков, генетических маркеров, фармацевтических субстанций, токсичных веществ и других биологически активных соединений. Создание средств иммунохимической, молекулярно-биологической и биохимической диагностики.
  18. Химия механизмов памяти и интеллекта, иммунитета, гормонального действия и рецепторной передачи сигнала, межклеточных контактов, репродукции, канцерогенеза, клеточной дифференцировки, морфогенеза и апоптоза, старения организма, вирусных и прионовых инфекций.
  19. Анализ, выделение и синтез биологически активных веществ, включая создание ферментов и белков с заданной специфичностью, выяснение их физиологического действия, установление взаимосвязи «структура-функция» и возможностей применения полученных веществ.
  20. Технологии выделения веществ из биологического материала, очистка, установление строения, получение препаратов для биомедицинского использования.
  21. Биохимические механизмы реагирования клеточных компонентов и живых организмов на экстремальные воздействия (проникающая радиация, ультрафиолетовое и ионизирующее излучения, электромагнитные поля, механические, холодовые, тепловые, химические, окислительный стресс, другие воздействия), ксенобиотики и искусственные материалы. Роль активных форм кислорода, продуктов перекисного окисления и свободных радикалов в нарушениях и регулировании метаболических процессов в биосистемах. Превращения и процессы детоксикации и активации чужеродных и эндогенных соединений, поиск путей регуляции, а также  выяснение влияние подобных превращений на живые организмы и на биосферу в целом. Биохимические проблемы экологии.

IV. Шифры и наименования смежных специальностей

  • 02.00.10 – биоорганическая химия;
  • 03.01.01 –  радиобиология;
  • 03.01.02 – биофизика;
  • 03.01.07 – молекулярная генетика;
  • 03.03.01 – физиология;
  • 03.01.06 – биотехнология (в том числе бионанотехнологии);
  • 14.03.09 –  клиническая иммунология, аллергология;
  • 14.03.06 – фармакология, клиническая фармакология;
  • 14.03.10 – клиническая лабораторная диагностика;
  • 14.04.02 – фармацевтическая химия, фармакогнозия.

V. Разграничение со смежными специальностями:

От специальности 02.00.10 - биоорганическая химия специальность 03.01.04. - биохимия отличается тем, что в ее рамках изучаются биохимические процессы и химические реакции, происходящие в живом организме на всех уровнях организации живой материи (молекулярном, клеточном, тканевом, организменном) с использованием специфического методического подхода в форме биохимического эксперимента.

От специальности 03.01.01 – радиобиология  специальность 03.01.04. - биохимия отличается тем, что она не изучает механизмы и общебиологические эффекты действия ионизирующих излучений на макромолекулы, субклеточные структуры, ткани, органы и на организм в целом.

От специальности 03.01.02 – биофизика  специальность 03.01.04 - биохимия отличается тем, что предметом её исследований не является изучение физических и физико-химических основ жизни на различных уровнях её организации или на модельных системах.

От специальности 03.03.01 – физиология специальность 03.01.04 - биохимия отличается тем, что она не исследует функции органов и систем органов, а также физиологические процессы, протекающие в организме животных и человека.

От специальности 03.01.06 – биотехнология (в том числе бионанотехнологии) специальность 03.01.04 – биохимия отличается тем, что не занимается разработкой принципов или способов получения новых веществ и технологий на основе использования клеточных культур или биологических катализаторов, не разрабатывает генно-инженерные методы получения трансгенных  организмов, а также методы контроля качества и оценки безопасности использования пищевых, медицинских и других препаратов.

От специальности 14.03.09 – клиническая иммунология, аллергология специальность 03.01.04  - биохимия отличается тем, что не изучает особенности строения и функций иммунной системы и проблемы иммунитета.

От специальности 03.01.07 – молекулярная генетика специальность 03.01.04 биохимия отличается тем, что не изучает закономерности и молекулярные механизмы хранения, воспроизведения и передачи наследственной информации, конструированием рекомбинантных ДНК, клонированием генов и регуляцией их экспрессии.

От специальности 14.03.06 - фармакология, клиническая фармакология специальность 03.01.04 отличается тем, что не изучает способы получения, состав, строение, физические и химические свойства лекарственных веществ, методы контроля их качества; не изучает влияния лекарственных препаратов на обменные процессы в норме и патологии.

От специальности 14.03.10 – клиническая лабораторная диагностика специальность 03.01.04 отличается тем, что не занимается разработкой биохимических критериев диагностики заболеваний  людей и животных, изучением эффективности влияния способов лечения на состояние обменных процессов в организме с целью контроля за проводимой терапией, усовершенствованием и разработкой новых, более эффективных, чем ранее известные биохимических методов клинической лабораторной диагностики и оценки прогноза развития заболеваний.

От специальности 14.04.02 - фармацевтическая химия, фармакогнозия специальность  03.01.04 – биохимия отличается тем, что не изучает способы получения и свойства лекарственных веществ, структура и фармакологическая активность примесей, разрабатывается лекарственное сырье как источник биологически активных веществ.

VI. Разграничения  по отраслям наук.

По биологической отрасли науки ученая  степень присуждается  за исследование молекулярных основ жизни организмов различной сложности организации.

По медицинской отрасли  науки  ученая степень присуждается  за исследование особенностей протекания биохимических процессов в организме человека в норме и при патологии.

По химической отрасли науки ученая степень присуждается  за исследование закономерностей протекания биохимических реакций в модельных системах, а также создание на их основе иммунохимических и молекулярно-биологических диагностических средств, в которых рассматриваются вопросы, перечисленные в п.п. 13 – 21 раздела «Области исследований».