Біохі́мія (від грец. βίος — «життя» і єгип. kēme — «Земля», також біологічна або фізіологічна хімія) — наука про хімічний склад організмів та їхніх складових частин та про хімічні процеси, що протікають в організмах. Наука має справу із структурою та функцією компонентів клітинни та речовин організму, таких як білки, вуглеводи, ліпіди, нуклеїнові кислоти та інші біомолекули. Біохімія прагне відповідати на біологічні та біохімічні питання за допомогою хімічних методів.

Хоча існує широкий ряд різних біомолекул, багато з них є полімерами, тобто складними великими молекулами, що складаються з багатьох подібних субодиниць, мономерів. Кожний клас полімерних біомолекул власний набір типів цих субодиниць. Наприклад, білки є полімерами, що складаються з амінокислот. Біохімія вивчає хімічні властивості важливих біологічних молекул, таких як білки, зокрема хімію реакцій, що каталізуються ферментами.

Крім того, велика частка досліджень з біохімії має справу з метаболізмом клітини та його ендокринною і паракринною регуляцією. Інші області біохімії включають дослідження генетичного коду ДНК і РНК, біосинтез білків, транспорту через біологічні мембрани і передачу сигналів.

Основи біохімії були закладені в середині 19-го століття, коли такі вчені як Фрідріх Вьолер і Ансельм Паєн зуміли вперше описати хімічні процеси в живих організмах і показати, що вони не відрізняються від звичайних хімічних процесів. Багато робіт на початку 20-го століття привели до розуміння структури білків, проведення біохімічних реакцій (спиртового бродіння) за межами клітини і т. д. У тож же час почав застосовуватися і сам термін «біохімія». Основи біохімії в Україні заклав Володимир Іванович Вернадський у 1920-х роках.

Предмет вивчення

Біохімія вивчає структури й функції кліткових компонентів: білків, вуглеводів, ліпідів, нуклеїнових кислот та інших біомолекул. Крім того, біохімія розглядає розкладення органічних речовин, що пов'язано з виникненням ґрунтів, мулу, осадових гірських порід, покладів вугілля, нафти і горючих газів.

Біоорганічна хімія — міждосциплінарна галузь, пов'язана як з хімією, так і з біологією, яка займається синтезом і вивченням будови та біологічної функції найважливіших компонентів живої матерії, насамперед біополімерів і низькомолекулярних біорегуляторів, приділяючи головну увагу з'ясуванню закономірностей взаємозв'язку між структурою та біологічною дією.

На базі її фундаментальних досліджень створюються технології одержання практично важливих препаратів для медицини, сільського господарства, різних галузей промисловості.

Напрямки

Відповідно до завдань дослідження з біохімії, розрізняють кілька напрямів, зокрема статичну, динамічну та функціональну біохімію. Статична біохімія вивчає: складові хімічні частини організмів, їх розподіл, фізико-хімічні та біологічні властивості. Динамічна біохімія вивчає шляхи перетворення певних сполук в організмах (окиснення, відновлення, гідролітичне і фосфоролітичне розщеплення, етерифікацію, синтез складних сполук з простіших тощо). Функціональна біохімія вивчає біохімічні процеси, що лежать в основі проявів життєдіяльності організмів та окремих органів (живлення, асиміляцію та дисиміляцію, дихання, бродіння, ріст, розмноження, спадковість, подразливість, рухливість тошо), а також зміни цих процесів під впливом різних зовнішніх умов і внутрішніх факторів, пов'язаних з видовою належністю, віком і статтю організмів. Відповідно до об'єктів дослідження розрізняють біохімію людини, тварин, рослин (фітобіохімія) і мікроорганізмів (всіх доменів життя).

Сучасна біохімія приділяє особливу увагу вивченню білків, які є матеріальною основою життя (ферментів, гормонів, антитіл та інших), вивченню обміну азотистих сполук, вуглеводів, жирів та ліпідів, вітамінів, мінеральних речовин (зокрема, мікроелементів); дослідженню впливу на процеси обміну деяких речовин, що стимулюють ріст, антибіотиків тощо. Докладно вивчаються біохімічні особливості нервової тканини, м'язів, печінки та інших органів та систем організму. Узагальнення біохімії допомагають висвітлити еволюцію органічного світу й питання про виникнення життя на Землі. Досягнення біохімії використовуються у медицині (клінічна біохімія), сільському господарстві (зоотехнічна біохімія і агробіохімія) та в харчовій і хіміко-фармацевтичній промисловості (технічна біохімія).