생화학

요약 생물체의 물질 조성, 생물체 내에서의 물질의 화학반응 등을 화학적 방법으로 연구하는 생물학의 한 분과로, 유기화학에서 파생된 것인데, 생물학 중에서도 생리학, 유전학과 밀접한 관련을 맺고 있다.

생물체를 재료로 하는 화학이라는 점에서 화학의 한 분과라고도 할 수 있다. 따라서 생화학은 생물학과 화학을 연결하는, 또는 생물학과 화학의 두 영역에 걸쳐 있는 경계 학문이라고도 할 수 있다. 생물화학이라고도 하지만 보통 줄여서 생화학이라고 한다. 역사적으로 볼 때, 생화학의 시초는 유기화학이라고 할 수 있다.
생물체를 구성하는 원소들은 일반 무생물계에 존재하는 원소들과 다름없는 동일한 원소들이라는 사실은 19세기경부터 화학분석의 결과 확인되었다. 그러나 이러한 원소들이 모여 구성한 화합물은 생물체와 무생물계에서 같은 것도 많으나 다른 것도 많다는 것이 알려졌다. 예를 들면 소금(NaCl), 염화칼륨(KCI) 등 간단한 화합물은 생물체와 무생물계의 양쪽에 다같이 존재하지만, 탄수화물이나 단백질과 같은 탄소를 가지고 있는 화합물은 생물체에 독특한 화합물로 알려졌다. 그래서 이러한 탄소 화합물을 연구 대상으로 하는 유기화학이 화학에서 분화되어 나왔다.
유기화학의 유기(有機:organic)라는 말은 그 어원이 ‘생물’이라는 뜻이다. 그러나 19세기 초반에 그 때까지 생물체 내에서만 합성되는, 그래서 생물체에 독특한 물질이라고 생각되었던 물질, 즉 유기화합물이 시험관 내에서도 인공적으로 합성될 수 있다는 것이 밝혀지면서 생체 구성물질만을 주대상으로 하는 생화학이 유기화학에서 파생되어 나왔다. 그리고 종래의 유기화학은 유기화합물의 합성쪽으로 발전해갔다. 이와 같이 유기화학에서 파생되어 나온 생화학은, 때마침 생물학에서 풍미하기 시작한 생명기계론과 보조를 맞추어, 생물체의 물질조성, 생물체 내에서의 각종 물질의 화학변화, 그리고 이러한 화학변화에 따른 에너지의 출입 문제들을 정량적으로 다루기 시작하였다. 그리하여 20세기 초에 들어오면서 생물체를 구성하는 각종 탄소 화합물(유기화합물)의 원소 조성과 분자구조를 속속 밝히기 시작하였다.
생물체 내에서의 이들 물질의 화학 변화가 효소라고 하는 단백질의 촉매작용에 의하여 이루어져 있다는 것을 밝혀, 생물체 내의 물질대사는 근본적으로는 무생물계에서의 화학반응과 하등 다름이 없음을 밝히게 되었다. 한편, 고전 생물학도 19세기 후반부터 종래의 형태 관찰 위주에서 탈피하여 점차 기능분석의 방향으로 발전하기 시작하여 생화학과 융합하게 되었다. 20세기에 들어와서는 생물학의 많은 부분, 특히 생리학과 유전학이 생화학과 밀접한 관련을 맺어 기능을 물질의 상호작용의 결과로 해석하게 되었다. 이러한 연구 조류가 결실을 맺어 1950년 이후 유전자의 본질이 DNA라는 물질임이 밝혀지고, 이어서 DNA의 분자구조도 해명되고, 또 단백질의 여러 종의 분자구조도 밝혀져서 현재의 분자생물학으로 발전되어 왔다. 현재의 분자생물학에서는 생화학이 가장 중요한 연구수단이 되고 있다.