مطالعه بیوشیمی هم با علوم فیزیکی و هم به علوم زیستی مرتبط است. به طور خاص، بر روی مواد شیمیایی آلی تولید و پردازش شده توسط موجودات زنده مانند آنزیم ها و هورمون ها تمرکز دارد. برخلاف شیمی آلی که مواد شیمیایی آلی را مطالعه می کند نیستند بیوشیمی که از نظر بیولوژیکی با موجودات زنده ادغام شده است، عمدتاً به نحوه عملکرد بیوشیمیایی ها و مواد شیمیایی آلی در بدن برای تسهیل فرآیندهای متابولیک، رشد و تولید مثل می پردازد.
تفاوت بین مهندسی بیوشیمی و بیوشیمی چیست؟
تفاوت اصلی بین مهندسی بیوشیمی و بیوشیمی در این است که اولی به درک فرآیندهای مختلف بیولوژیکی در بدن می پردازد، در حالی که دومی به سنتز داروها و توسعه روش هایی می پردازد که این فرآیندها را بهبود می بخشد.
مطالعه از بیوشیمی
مطالعه بیوشیمی بر عملکرد درونی موجودات بیولوژیکی در سطح مولکولی تمرکز دارد. به عنوان مثال، سنتز و تا کردن ساختارهای پروتئینی موضوعاتی هستند که به خوبی در حوزه بیوشیمی قرار دارند. بیوشیمی این فرآیندها را از نظر پیوندهای مولکولی و بیان ژنتیکی توصیف می کند.
این رشته از شیمی نیز به بررسی واکنش های شیمیایی که در داخل سلول ها و اندامک های آنها مانند میتوکندری اتفاق می افتد. فراتر از این، چند دلیل وجود دارد که چرا بیوشیمی یک رشته مهم است:
- درک مواد بیوشیمیایی برای درک چگونگی عملکرد موجودات چند سلولی پیچیده، مانند انسان، بسیار مهم است.
- داده های جمع آوری شده آن در مکانیسم های قفل مولکولی و گیرنده ها در درک عفونت ویروسی و ایمنی بسیار مهم است
- مطالعات آن بر روی انتقال دهنده های عصبی بیوشیمیایی همچنین به درمان بیماری های مرتبط با مغز مانند اعتیاد به مواد مخدر و بیماری پارکینسون کمک می کند.
مهندسی بیوشیمی
در حالی که مطالعه بیوشیمی بر روی فهم تمام این فرآیندهای بیولوژیکی، مهندسی بیوشیمی تمرکز می کند در حال بهبود آنها پیوند بین این دو رشته این است که مهندسی بیوشیمی کاربرد فناوری و عملی بیوشیمی است.
تمرکز اصلی مهندسی بیوشیمی، سنتز داروهایی است که به درمان بیماری ها یا بهبود سلامت کلی کمک می کند. علاوه بر این:
- مهندسی بیوشیمی شامل سنتز و پردازش سایر مواد مبتنی بر بیولوژیک مانند سوخت های زیستی است.
- این رشته همچنین به توسعه روش‌ها و ماشین‌هایی برای سنتز و پردازش انواع مختلف بیوشیمیایی می‌پردازد.
- همچنین نقش مهمی در صنایع دارویی، فرآوری مواد غذایی، و صنایع تصفیه آب ایفا می کند، زیرا می تواند از بیوشیمی برای اصلاح روش های خود استفاده کند.
علاوه بر کاربردهای صنعتی، مهندسی بیوشیمی نیز در حل جرایم بسیار مهم است. بسیاری از روش های مدرن تحقیقات پزشکی قانونی، مانند پروفایل ژنتیکی، محصول تحقیقات بیوشیمی و مهندسی بیوشیمی هستند.
بیوشیمی برای چه مواردی استفاده می شود؟
بیوشیمی کاربردهای گسترده ای دارد، از پزشکی، فرآوری مواد غذایی و تغذیه گرفته تا کشاورزی و پزشکی قانونی. در واقع، بسیاری از محصولاتی که ما روزانه استفاده می کنیم، مانند داروها، مکمل های غذاییو حتی غذا و نوشیدنی، بدون اکتشافات انجام شده در بیوشیمی امکان پذیر نخواهد بود.
- کاربردهای پزشکی
از ابزارها و روش‌های تشخیصی مانند آنالیز خون گرفته تا روش‌های درمانی مانند ژن درمانی، بیوشیمی نقش مهمی در کاربردهای پزشکی دارد. به عنوان مثال، شناسایی گروه خونی افراد نیازمند معرف‌هایی است که به پروتئین‌های خاصی در خون واکنش نشان می‌دهند، مانند Anti-D (PK 1) یا Anti-D (PK 2)، که برای تعیین نوع Rh(D) استفاده می‌شوند، یعنی اینکه آیا شما گروه خونی منفی یا مثبت است. در حال توسعه اینها انواع معرف ها بدون پیشرفت های بیوشیمی امکان پذیر نیست.
علاوه بر این، محصولات دارویی، چه داروهای بدون نسخه و چه داروهای نسخه ای، در درمان انواع مختلف بیماری ها بسیار مهم هستند. چه این یک آلرژی ساده باشد یا یک عفونت جدی، درک بیوشیمی در تولید داروهایی که می‌توانند این بیماری‌ها را درمان یا درمان کنند، مفید است.
- کاربردهای کشاورزی و باغبانی
دانش ما از فیزیولوژی و عملکرد گیاه نیز عمدتاً از بیوشیمی تأمین می شود. این به این دلیل است که به درک فرآیندهای پیچیده مانند فتوسنتز و تنفس گیاهان و نحوه عملکرد آنها کمک می کند. چند ATP تولید می شود تا چند NADPH استفاده می شود. تجزیه و تحلیل ترکیب ژنتیکی گیاهان و همچنین بیماری های ژنتیکی آنها نیز با روش ها و تکنیک های مورد استفاده در بیوشیمی امکان پذیر است.
دانش بیوشیمیایی گیاهان در اصلاح نژاد یا مهندسی ژنتیک آنها بسیار مهم است، زیرا بینشی در مورد چگونگی مقاوم سازی گیاهان در برابر بیماری ها و تولید عملکرد بیشتر می دهد. بیوشیمی گیاهان نیز در طراحی مهم است آفت کش ها و علف کش هایی که از انواع کشاورزی غلات، سبزیجات و حتی درختان میوه در برابر حشرات و علف های هرز متجاوز محافظت می کنند.
- کاربردهای تولید مواد غذایی
چالش شماره یک در تولید مواد غذایی افزایش ماندگاری کالاهای مصرفی است. در حالی که نگهداری مواد غذایی در یخچال به حل این مشکل کمک می کند، این تنها روشی نیست که در اینجا وجود دارد. در واقع، گوشت تازه در صورت قرار گرفتن در معرض هوا در عرض چند دقیقه شروع به پوسیدگی می‌کند، بنابراین درک تغییرات بیوشیمیایی در غذاهای مختلف و همچنین ترکیبات شیمیایی آنها برای نگهداری طولانی‌تر آنها ضروری است.
مدتها قبل از اختراع رشته علمی بیوشیمی، بسیاری از فرآیندهای بیوشیمیایی در حال حاضر برای حفظ مواد غذایی در حالی که یخچال یک گزینه نبود، استفاده می شد. این فرآیندهای بیوشیمیایی شامل مواردی مانند سیگار کشیدن، کنسرو کردن، نمک زدن و حتی خشک کردن غذا است که همگی به جلوگیری از رشد میکروبی کمک می کنند. به غیر از کمک به افزایش ماندگاری مواد غذایی، بیوشیمی در صنایع غذایی نیز کاربرد دارد برای اطلاع رسانی توسعه غذاهای مغذی.
- حفاظت از محیط زیست
بسیاری از مواد شیمیایی مصنوعی به عنوان زباله توسط صنایع تولید می شوند و می توانند اثرات بسیار مخربی بر محیط زیست داشته باشند. در واقع، برخی از مواد شیمیایی مانند کلروفلوئوروکربن ها (CFC) سرطان زا هستند و می توانند لایه اوزون را از بین ببرند.
برخی از سموم شیمیایی موجود در محیط نیز می توانند خطرات درازمدت سلامتی برای انسان داشته باشند. خوشبختانه، بیوشیمی می تواند به ردیابی انواع مختلف آلودگی و همچنین منابع آنها کمک کند. همچنین می تواند به کاهش آلاینده ها یا انعطاف پذیری ارگانیسم ها کمک کند.
مدرک بیوشیمی چیست؟
مدرک بیوشیمی بخشی از برنامه درسی STEM توسط دانشگاه ها ارائه می شود. کسب این سطح از تحصیلات می تواند منجر به مشاغلی در پزشکی، تحقیقات، داروسازی و صنایع بزرگ شود. برترین دانشگاه های ارائه دهنده مدرک بیوشیمی در ایران عبارتند از:
- دانشگاه کمبریج
- دانشگاه آکسفورد
- کالج دانشگاه لندن
- امپریال کالج لندن
- دانشگاه ادینبورگ
- دانشگاه منچستر
- کینگز کالج لندن
دوره بیوشیمی شامل چه چیزی است؟
مطالعه مدارک بیوشیمی نیاز به دانش گسترده در هر دو شیمی و زیست شناسی، با تمرکز بر هر دو جنبه نظری و عملی دارد. سایر موضوعات مرتبط که در دوره های بیوشیمی مورد مطالعه قرار می گیرند عبارتند از فیزیک، شیمی آلی، حساب دیفرانسیل و انتگرال، آمار و علوم کامپیوتر.
علوم کامپیوتر و ریاضیات به ویژه در هنگام ارائه مدل‌های سه بعدی مولکول‌های بیوشیمیایی که به نشان دادن نحوه واکنش آنها کمک می‌کند، اهمیت دارند. به عنوان مثال، پروتئین ها بسیار پیچیده هستند که بدون کمک مدل های کامپیوتری قابل درک نیستند.
بیوشیمی تحلیلی چیست؟
بیوشیمی تحلیلی یک زیربخش جدایی ناپذیر از بیوشیمی است که به بررسی و تعیین کمیت ترکیب شیمیایی مواد یا ترکیبات می پردازد. در حالی که بیوشیمی ذاتاً کنجکاو است، تمرکز بیوشیمی تحلیلی به عنوان یک رشته متمایز، شناسایی شیمیایی، کمی‌سازی، جداسازی و توصیف مولکول‌های بیولوژیکی است که در داخل یک ارگانیسم عمل می‌کنند.
بیوشیمی کاربردی چیست؟
به طور خلاصه، بیوشیمی کاربردی کاربرد عملی تئوری ها و تحقیقات انجام شده توسط بیوشیمی دانان است. همچنین یکی از دو سویه اصلی در بیوشیمی است:
- بیوشیمی محض – عمدتاً بر جنبه های نظری و آکادمیک علم متمرکز است
- بیوشیمی کاربردی – تمرکز بر جنبه های عملی و تکنولوژیکی علم
بیوشیمی کاربردی شامل استفاده از مفاهیم و روش های بیوشیمی در زمینه های مختلف که دارای اهمیت اقتصادی و اجتماعی هستند، مانند پزشکی قانونی است. همچنین به طور گسترده در صنایع مختلف مانند داروسازی برای رسیدگی به مشکلات دنیای واقعی و ارائه راه حل های ملموس استفاده می شود.
در مرکز منابع آموزشی شیمی ما درباره آموزش شیمی اطلاعات بیشتری کسب کنید.