Was sind Biochemie und Biophysik?
Biochemie und Biophysik sind wissenschaftliche Disziplinen, die sich mit der Erforschung von Organismen befassen. Insbesondere untersuchen Biochemie und Biophysik die biologischen Strukturen und Systeme von Lebewesen, sowohl von großen als auch von kleinen. Jeder Organismus besteht aus verschiedenen Teilen mit eigener Funktion und Organisationsform. Am bemerkenswertesten ist die Tatsache, dass sich Biochemie und Biophysik auf jedes Lebewesen auf dem Planeten beziehen.
Die Biochemie selbst konzentriert sich stark auf die chemischen Prozesse innerhalb der Organismen. Die Wissenschaft befasst sich mit zellulären Komponenten und Biomolekülen, einschließlich Kohlenhydraten, Lipiden, Nukleinsäuren und Proteinen. Jedes dieser Moleküle in der Zelle ist komplex und weist sowohl große Formen auf, die als Polymere bezeichnet werden, als auch Untereinheiten, die als Monomere bekannt sind. Die Wissenschaft untersucht die chemischen Reaktionen in der Zelle und wie die Biomoleküle interagieren. Eines der bemerkenswertesten Beispiele sind enzymkatalysierte Reaktionen, der Prozess der Aktivitätssteigerung in der Zelle.
Die Biophysik befasst sich mit einer Vielzahl anderer Wechselwirkungen in der lebenden Welt. Es verwendet die verschiedenen physikalisch-naturwissenschaftlichen Theorien in biologischen Systemen von der kleinen molekularen Skala bis zum gesamten Organismus und Ökosystem. Das Hauptziel der Wissenschaft besteht darin, Bedenken in Bezug auf biologische Fragen quantitativ auszuräumen. Die Biophysik konzentriert sich auf die Wechselwirkungen der zellulären Systeme wie DNA und RNA sowie auf die Bedeutung der Regulation dieser Wechselwirkungen. Beispiele für Bereiche innerhalb der Biophysik sind Agrophysik, Bioengineering, Nanotechnologie und Allgemeine Biologie.
Biochemie und Biophysik verwenden eine Vielzahl unterschiedlicher Instrumente, um die erforderlichen Forschungsarbeiten auf diesem Gebiet durchzuführen. Fluoreszenzbildgebungstechniken ermöglichen es Wissenschaftlern, die verschiedenen Merkmale in Organismen zu beleuchten und die Funktionen leichter zu identifizieren. Elektronenmikroskope fokussieren Elektronenpartikel in einen Organismus, um ein vergrößertes Bild zu erzeugen. Die Röntgenkristallographie analysiert die chemischen Bindungen, indem ein Röntgenstrahl auf die kristallinen Strukturen in Molekülen fokussiert wird. Die NMR-Spektroskopie verwendet Magnetresonanz, die auf den Atomkern fokussiert ist. Oft werden auch Rasterkraftmikroskope eingesetzt. Mit diesen Maschinen kann ein Wissenschaftler einige der kleinsten Objekte in der Zelle betrachten.
Neben der einfachen Visualisierung zur Untersuchung von Organismen manipulieren Biochemiker und Biophysiker auch direkt die Prozesse und Systeme biologischer Elemente. Ein Werkzeug, mit dem diese Experimente durchgeführt werden, ist eine optische Pinzette, bei der mit einem Laser auf kleine Teile eines Organismus eine Kraft ausgeübt wird. Indem sie die natürlichen Eigenschaften eines Organismus oder der Umwelt verändern, sind sie in der Lage, Theorien vorzuschlagen und Ergebnisse anzuzeigen. Dies hat die Auswirkungen auf alle biologischen Einheiten vergrößert, da alle Lebewesen von einer gemeinsamen Abstammung abstammen. Auf diese Weise können Biochemie und Biophysik die Forschung von einem Organismus zum anderen in Beziehung setzen.