Cosa sono la biochimica e la biofisica?
La biochimica e la biofisica sono discipline nel campo della scienza che riguardano lo studio degli organismi. In particolare, la biochimica e la biofisica studiano la struttura e i sistemi biologici degli esseri viventi, sia grandi che piccoli. Ogni organismo è composto da un numero di parti diverse, con la propria funzione e forma organizzativa. Il più notevole è il fatto che la biochimica e la biofisica si riferiscono a ogni essere vivente sul pianeta.
La stessa biochimica si concentra fortemente sui processi chimici all'interno degli organismi. La scienza si occupa di componenti cellulari e biomolecole tra cui carboidrati, lipidi, acidi nucleici e proteine. Ognuna di queste molecole all'interno della cellula è complessa e presenta sia grandi forme, chiamate polimeri, sia subunità, note come monomeri. La scienza studia le reazioni chimiche presenti all'interno della cellula e il modo in cui le biomolecole interagiscono. Uno degli esempi più notevoli sono le reazioni catalizzate dagli enzimi, il processo di aumento dell'attività all'interno della cellula.
La biofisica si occupa di una varietà di altre interazioni nel mondo vivente. Impiega le diverse teorie della scienza fisica nei sistemi biologici dalla piccola scala molecolare, fino all'intero organismo ed ecosistema. L'obiettivo principale della scienza è quello di affrontare le preoccupazioni relative alle questioni biologiche in modo quantitativo. La biofisica si concentra sulle interazioni dei sistemi cellulari, come quella del DNA e dell'RNA, nonché sul significato della regolazione di tali interazioni. Esempi di campi all'interno della biofisica sono l'agrofisica, la bioingegneria, la nanotecnologia e la biologia generale.
La biochimica e la biofisica utilizzano una varietà di strumenti diversi per condurre le ricerche necessarie nei campi. Le tecniche di imaging fluorescente consentono agli scienziati di illuminare le varie caratteristiche degli organismi e identificare più facilmente le funzioni. I microscopi elettronici focalizzano le particelle di elettroni in un organismo per creare un'immagine ingrandita. La cristallografia a raggi X analizza i legami chimici focalizzando una radiografia sulle strutture cristalline in molecole. La spettroscopia NMR utilizza la risonanza magnetica focalizzata sul nucleo di un atomo. Anche i microscopi a forza atomica sono spesso utilizzati. Queste macchine consentono a uno scienziato di visualizzare alcuni degli oggetti più piccoli nella cella.
Oltre alla semplice visualizzazione per studiare organismi, biochimici e biofisici manipolano direttamente anche i processi e i sistemi di elementi biologici. Uno strumento utilizzato per condurre questi esperimenti è una pinzetta ottica, che utilizza un laser per esercitare forza su piccole parti di un organismo. Modificando le caratteristiche naturali di un organismo o dell'ambiente, sono in grado di proporre teorie e visualizzare risultati. Ciò ha aumentato le conseguenze su tutte le entità biologiche a causa del fatto che tutti gli esseri viventi discendono da un antenato comune. In questo modo, la biochimica e la biofisica possono mettere in relazione la ricerca da un organismo all'altro.