Τι είναι η Βιοχημεία;

Λίγοι κλάδοι της επιστήμης και της χημείας αποδεικνύουν πόσο πρακτική και ζωτική είναι η επιστημονική μέθοδος σαν τη βιοχημεία. Τον Ιούνιο, παρουσιάσαμε τους πέντε κύριους κλάδους της χημείας. Σε αυτό θα διερευνήσουμε πολλά θέματα βιοχημείας, συμπεριλαμβανομένων των επιμέρους στοιχείων της και των εφαρμογών τους για την προώθηση των γνώσεών μας και την οικοδόμηση νέων τύπων σταδιοδρομίας για τους περίεργους. Από την καλύτερη κατανόηση του ζωικού και φυτικού βασιλείου, μέχρι την ανάπτυξη νέων φαρμάκων, τροφίμων και άλλων προϊόντων, η βιοχημεία ασχολείται με την αποκάλυψη μερικών από τα μικρότερα —και όμως πιο συνεπακόλουθα— μυστήρια του φυσικού μας σύμπαντος:τη λειτουργία των ζωντανών οργανισμών.

Θέματα βιοχημείας που πρέπει να γνωρίζετε

Η ίδια η χημεία είναι ένα θεαματικά ευρύ πεδίο. Η βιοχημεία είναι ένας από τους πέντε κύριους κλάδους της χημείας, αλλά είναι ένα πλούσιο και ποικίλο πεδίο σπουδών από μόνο του. Όποιος σκέφτεται ένα μέλλον στη βιοχημεία θα χαρεί να μάθει πόσες επιμέρους κλάδοι υπάρχουν για να βυθίσετε τα δόντια σας. Εδώ γίνονται συνεχώς γόνιμες ανακαλύψεις και μπορείτε να είστε βέβαιοι ότι θα ακολουθήσουν πολλές, πολλές ακόμη.

Εδώ είναι μερικοί από τους κλάδους της βιοχημείας που έχουν αναδειχθεί:

• Βιοχημεία ζώων
• Βιοχημεία φυτών
• Μοριακή βιολογία
• Κυτταρική βιολογία
• Ανοσολογία
• Ενζυμολογία
• Μεταβολισμός
• Γενετική

Δεν είναι ασυνήθιστο να ακούμε τους όρους «βιοχημεία» και «μοριακή βιολογία» να χρησιμοποιούνται εναλλακτικά και με κάποιο καλό λόγο. Όταν εμβαθύνουμε στο επίπεδο της λεπτομέρειας παρατήρησης που απαιτείται από αυτό το πεδίο, καταλήγουμε να κοιτάμε όχι μόνο ολόκληρα ζώα, ιστούς και όργανα, αλλά τα βιομόρια που χρησιμοποιεί η φύση για να τα «χτίσει» και να τα κάνει να λειτουργήσουν. Αυτά περιλαμβάνουν:

• Πρωτεΐνες και αμινοξέα
• Υδατάνθρακες και σακχαρίτες
• Νουκλεϊκά οξέα και ριβονουκλεϊκά οξέα
• Λιπίδια και λίπη

Αυτά με έντονους χαρακτήρες θεωρούνται οι «τέσσερις κύριοι τύποι» βιομορίων. Τα βιομόρια είναι τα ίδια τα δομικά στοιχεία της ζωής και η βιοχημεία είναι η μελέτη του πώς λειτουργούν μαζί και χωριστά.

Πώς μας βοηθά η Βιοχημεία να κατανοήσουμε τον κόσμο;

Πολύ απλά, τα βιομόρια δημιουργούν βιοχημικές διεργασίες, οι οποίες γεννούν την ίδια τη ζωή. Λοιπόν για τι είδους βιοχημικές διεργασίες μιλάμε;

Σκεφτείτε τομείς έρευνας όπως:

• Η διαίρεση των κυττάρων και οι διαδικασίες ανάπτυξης των οργανισμών
• Η διαδικασία της μορφογένεσης (πώς καθορίζονται τα σχήματα των ζωντανών όντων)
• Η φυσιολογική και μη φυσιολογική ανάπτυξη των οργανισμών
• Πώς οι οργανισμοί μετατρέπουν την ενέργεια στα υλικά που απαιτούνται από τα κύτταρα
• Πώς αναπαράγονται τα ζώα, συμπεριλαμβανομένου του τρόπου με τον οποίο μεταδίδουν θετικά χαρακτηριστικά καθώς και ελαττώματα στα μικρά τους
• Η ικανότητα των οργανισμών και των ειδών να προσαρμόζονται στο περιβάλλον τους καθώς αλλάζει
• Ο τρόπος με τον οποίο οι μεμονωμένοι οργανισμοί επιτυγχάνουν ομοιόσταση με το άμεσο περιβάλλον τους (καμουφλάζ, εφίδρωση, αναπνοή κ.λπ.)
• Πώς λειτουργούν το DNA και το RNA και πώς η πληρέστερη κατανόηση του γονιδιώματος του ανθρώπου, των φυτών και των ζώων μπορεί να οδηγήσει σε βελτιώσεις στη συλλογική μας υγεία και μακροζωία

Είναι δίκαιο να πούμε ότι η ανθρωπότητα βρέθηκε σε μια κομβική στιγμή της συλλογικής ανάπτυξής της. Η αντιμετώπιση εθνικών, γεωπολιτικών και περιβαλλοντικών συγκρούσεων εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το πόσο καλά γνωρίζουμε τον κόσμο και ακόμη και τον εαυτό μας. Η επιστήμη είναι η πιο ισχυρή μηχανή ανακάλυψης που έχουμε αναπτύξει ποτέ — και η βιοχημεία οδηγεί τις επιστήμες μας σε ολοκαίνουργια πεδία και μας βοηθά να φτάσουμε στο κάτω μέρος μερικών γνωστών, επίσης.

Ποιες είναι οι εφαρμογές της βιοχημείας;

Οι ανακαλύψεις που έγιναν από βιοχημικούς έχουν εφαρμογές σε μια τεράστια γκάμα επιστημονικών κλάδων, σταδιοδρομίας και καθημερινών προϊόντων και υπηρεσιών. Όπως αναφέραμε προηγουμένως, υπάρχουν πολλά θέματα βιοχημείας προς μελέτη, επειδή το θέμα μπορεί να εφαρμοστεί σε πολλές περιοχές.

Σήμερα, εφαρμόζουμε τη βιοχημεία σε μυριάδες εργασίες, συμπεριλαμβανομένων των εξής:

• Σχεδιασμός νέων φαρμάκων και θεραπειών και βελτίωση της αποτελεσματικότητας των υπαρχόντων.
• Αποκάλυψη των αιτιών των ασθενειών και τρόποι θεραπείας και πρόληψης τους. Όταν οι επιστήμονες δηλώνουν ότι έχουν κατακτήσει (ή παραλίγο να κατακτήσουν, χάρη σε εσκεμμένη άγνοια ή/και πόλεμο) ασθένειες που κάποτε σκότωσαν εκατομμύρια, είναι χάρη στη βιοχημεία.
• Εξερευνώντας νέες συνθέσεις για καλλυντικά προϊόντα, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που έχουν σχεδιαστεί για να παρέχουν επανορθωτικά ή ιατρικά οφέλη σε συστήματα, όργανα και ιστούς του σώματος, όπως το δέρμα, τα νύχια και τα μαλλιά.
• Κατανόηση της διατροφής και του τι χρειάζεται το ανθρώπινο σώμα για να επιβιώσει και να ευδοκιμήσει:με άλλα λόγια, ποια είδη «συντήρησης ρουτίνας», τρόφιμα και πρόσθετα τροφίμων χρειάζεται ο οργανισμός για να φτάσει και να διατηρήσει τη μέγιστη απόδοση.
• Βελτίωση της γεωργικής απόδοσης και της υγιεινής αξίας των εκτρεφόμενων τροφίμων και έρευνα καλύτερων τρόπων αποθήκευσης καλλιεργειών και άλλων τροφίμων. Οι βιοχημικοί είναι υπεύθυνοι για την ανάπτυξη πρόσθετων εδάφους, φυτοφαρμάκων και λιπασμάτων — και, ιδανικά, για να ανακαλύψουν πού μπορούν να εφαρμοστούν λιγότερο επεμβατικές και πιο φυσικές τεχνικές.

Μπορεί να μην σας εκπλήσσει όταν το μάθετε αυτό, αλλά η βιοχημεία έχει επιπτώσεις σε μερικά από τα πιο επείγοντα ερωτήματα της εποχής μας - συμπεριλαμβανομένου του πώς (και αν υπάρχει ακόμη χρόνος) να μετριαστεί ο καταστροφικός αντίκτυπος της ανθρωπότητας στον φυσικό κόσμο, τις πολλαπλές μορφές ζωής του και τον πλανήτη Γη κανονικοί κλιματικοί κύκλοι.

Έχουμε ήδη εξερευνήσει εν συντομία έναν τέτοιο δρόμο:η βελτίωση των γεωργικών επιστημών μας είναι απολύτως επιτακτική εάν θέλουμε να τροφοδοτήσουμε τις ανθρώπινες επερχόμενες γενιές χωρίς να καταστρέψουμε εντελώς το διαθέσιμο φυτικό έδαφος και την καλλιεργήσιμη γη της γης. Ορισμένες εκτιμήσεις λένε ότι μας απομένουν μόνο δεκαετίες γεωργίας, εάν δεν λάβουμε πρακτικά μέτρα για να βελτιώσουμε την αποδοτικότητα των γεωργικών μας συστημάτων και να αμφισβητήσουμε ορισμένες από τις γνωστές μας υποθέσεις και επιχειρηματικά μοντέλα. Εξεύρεση τρόπων αξιοποίησης εναλλακτικών πηγών ενέργειας, συμπεριλαμβανομένης της ανάπτυξης συστημάτων βιομάζας και ακόμη και η ενσωμάτωση στοιχείων φωτοσύνθεσης, είναι επίσης στην αρμοδιότητα των βιοχημικών.

Σταδιοδρομίες στη βιοχημεία και το μέλλον της πειθαρχίας

Δεν είναι όλα καταστροφή και καταστροφή, φυσικά. Άλλα μονοπάτια σταδιοδρομίας που μπορείτε να εξετάσετε, εάν ενδιαφέρεστε για τη βιοχημεία, περιλαμβάνουν:

• Ερευνητές βιοεπιστημών
• Αναλυτικοί χημικοί
• Βιοϊατρικοί επιστήμονες
• Φαρμακευτικοί χημικοί
• Ιατροδικαστικοί επιστήμονες
• Συνεργάτες ιατρών
• Φαρμακολόγοι
• Τοξικολόγοι
• Περιβαλλοντολόγοι, αναλυτές και μηχανικοί
• Επιθεωρητές υγείας και ασφάλειας

Φυσικά, θα πρέπει να φέρετε ένα μείγμα μαλακών δεξιοτήτων και σκληρών δεξιοτήτων σε οποιονδήποτε από αυτούς τους κλάδους. Τα πρώτα περιλαμβάνουν έντονο μάτι για λεπτομέρειες, δεξιότητες επίλυσης προβλημάτων και κριτική σκέψη. Οι τελευταίες περιλαμβάνουν δεξιότητες στα μαθηματικά, δεξιότητες τεχνολογίας πληροφοριών, δεξιότητες σύνταξης αναφορών, διαχείριση χρόνου, ομαδικότητα και πολλά άλλα.

Και ακόμα κι αν δεν θέλετε να ακολουθήσετε κάποια από αυτές τις σταδιοδρομίες, έχετε τώρα μια καλύτερη κατανόηση του τι είναι η βιοχημεία και γιατί είναι σημαντική. Θα δούμε μόνο περισσότερα θέματα βιοχημείας, δεξιότητες και καριέρες να προστίθενται σε αυτές τις λίστες με την πάροδο του χρόνου, καθώς η μελέτη μας για τα έμβια όντα συνεχίζει να ξεδιπλώνεται.

Έτσι, την επόμενη φορά που κάποιος κοντά σας θα προσπαθήσει να υποστηρίξει ότι κάτι όπως η παγκόσμια κλιματική αλλαγή, και ο ρόλος της ανθρωπότητας σε αυτήν, είναι «απλώς μια θεωρία», υπενθυμίστε τους ότι η βαρύτητα και η γενική σχετικότητα είναι επίσης «απλά θεωρίες» - αλλά ότι όλα μας Οι συλλογικές παρατηρήσεις δεν έχουν ακόμη τις διαψεύσει. Η «θεωρία των μικροβίων» είναι επίσης «απλώς μια θεωρία». Υπήρξε μια εποχή που τα περισσότερα ζωντανά άτομα πίστευαν ότι οι σωροί σίτου σε αχυρώνες γεννούσαν νέα ποντίκια και οι ασθένειες ήταν πράξεις δαιμόνων. Γνωρίζουμε καλύτερα και για τους δύο λογαριασμούς σήμερα. Εξακολουθούμε να βασιζόμαστε στη θεωρία ότι τα παθογόνα προκαλούν ασθένειες επειδή τίποτα από όσα έχουμε δει ακόμη δεν λέει το αντίθετο.

Οι κλάδοι της χημείας είναι ασυμπτωτικές αναζητήσεις της αλήθειας. Δεν δίνουν πάντα εύκολες απαντήσεις, αλλά σίγουρα μας δίνουν κρίσιμα κομμάτια παζλ που λείπουν. Γι' αυτό είναι σημαντικό να μελετάτε θέματα βιοχημείας. Είναι επίσης ένα εμβόλιο ενάντια στο φόβο και τη δεισιδαιμονία. Όπως είδαμε εδώ, η βιοχημεία είναι ένα εξαιρετικά πρακτικό πεδίο για να βρεθείτε και πιθανώς μια από τις πιο συναρπαστικές επιστήμες στον κόσμο σήμερα.