Cos'è la biochimica molecolare?
La biochimica molecolare è lo studio delle funzioni degli organismi viventi. In particolare, si concentra sui processi chimici coinvolti nella struttura e nell'attività degli organismi a livello molecolare. Gli individui che studiano la biochimica molecolare si concentrano fortemente sulla ricerca biochimica di proteine, lipidi, carboidrati e acidi nucleici trovati in varie combinazioni di queste molecole.
Le molecole possono essere molto grandi e complesse e assemblare in grandi unità note come polimeri . Queste macromolecole usano unità strutturali ripetute che sono collegate dalla condivisione di un elettrone. Questo processo è noto come legame chimico covalente . I polimeri vengono quindi suddivisi in subunità note come monomeri . Il più comune di questi monomeri è il glucosio, che si lega per formare cellulosa e amido. Un altro polimero comune è la proteina, che è composta da aminoacidi. I biochimici molecolari lavorano per comprendere la struttura di questi monomeri e la loro più ampia creazione di polimeri, nonché il modo in cui lavorano e interagiscono all'interno di un organismo.
Uno degli aspetti più importanti della biologia molecolare è la comprensione delle proprietà chimiche delle molecole. Il metabolismo cellulare è un esempio di ricerca che utilizza la biochimica molecolare. Le reazioni chimiche si verificano in tutti gli organismi viventi e sono necessarie per mantenere la vita. I vari processi all'interno della cellula sono responsabili della riproduzione, del mantenimento della struttura e della risposta autonoma agli stimoli. I biochimici molecolari studiano le due principali categorie di metabolismo: catabolismo e anabolismo. Il catbolismo è il processo mediante il quale la materia viene scomposta e l'energia viene raccolta nella respirazione cellulare. L'anabolismo utilizza l'energia per costruire i vari componenti all'interno di una cellula.
Oltre alle strutture viventi delle molecole, la biochimica molecolare studia anche i virus. I virus possono riprodursi solo all'interno della cellula di un ospite, rendendoli una forma pseudo-vitale. Queste entità possono avere un impatto su varie parti delle molecole, influenzando tutto, dalla sintesi proteica al trasporto della membrana cellulare. Tutti i tipi di organismi, vegetali o animali, possono essere infettati da virus. I biochimici molecolari hanno identificato oltre 5.000 tipi di virus in tutto il mondo, in quasi tutti gli ecosistemi immaginabili. Il ramo della biochimica molecolare che studia questi organismi è noto come virologia.
La biochimica molecolare iniziò all'inizio del 1800 con Friedrich Wohler. Ha pubblicato un documento che dimostra che il composto organico di urea potrebbe essere sintetizzato nel 1828. A ciò seguì la scoperta dell'enzima amilasi, che rompe gli zuccheri, nel 1833 da Anselme Payen. L'amilasi è stato il primo enzima ad essere identificato e ha dimostrato che varie sostanze all'interno della molecola erano responsabili di diverse azioni. Nei decenni successivi sono proseguiti gli studi che hanno portato in primo piano nuovi concetti come il DNA. Oggi, la biochimica molecolare è uno degli aspetti più importanti nell'ulteriore comprensione dei mattoni della vita.