Wat zijn biochemie en biofysica?
Biochemie en biofysica zijn disciplines in de wetenschap die betrekking hebben op de studie van organismen. Meer specifiek bestuderen biochemie en biofysica de biologische structuur en systemen van levende wezens, zowel grote als kleine. Elk organisme bestaat uit een aantal verschillende delen, met een eigen functie en organisatievorm. Het meest opvallend is het feit dat biochemie en biofysica betrekking hebben op elk levend wezen op de planeet.
Biochemie zelf is sterk gericht op de chemische processen in de organismen. De wetenschap houdt zich bezig met cellulaire componenten en biomoleculen, waaronder koolhydraten, lipiden, nucleïnezuren en eiwitten. Elk van deze moleculen in de cel is complex en vertoont zowel grote vormen, polymeren genoemd, als subeenheden, ook wel monomeren genoemd. De wetenschap bestudeert de chemische reacties die aanwezig zijn in de cel en hoe de biomoleculen op elkaar inwerken. Een van de meest opvallende voorbeelden zijn door enzym gekatalyseerde reacties, het proces van toenemende activiteit in de cel.
Biofysica behandelt verschillende andere interacties in de levende wereld. Het maakt gebruik van de verschillende natuurwetenschappelijke theorieën in biologische systemen, van de kleine moleculaire schaal tot het hele organisme en ecosysteem. Het hoofddoel van de wetenschap is om zorgen over biologische vraagstukken op een kwantitatieve manier aan te pakken. Biofysica richt zich op de interacties van de cellulaire systemen, zoals die van DNA en RNA, evenals wat de regulatie van die interacties betekent. Voorbeelden van velden binnen biofysica zijn agrofysica, bio-engineering, nanotechnologie en algemene biologie.
Biochemie en biofysica gebruiken verschillende hulpmiddelen om het nodige onderzoek op dit gebied uit te voeren. Fluorescerende beeldvormingstechnieken stellen wetenschappers in staat om de verschillende kenmerken in organismen te belichten en de functies gemakkelijker te identificeren. Elektronenmicroscopen concentreren elektrondeeltjes in een organisme om een vergroot beeld te creëren. Röntgenkristallografie analyseert de chemische bindingen door een röntgenfoto te richten op de kristallijne structuren in moleculen. NMR-spectroscopie maakt gebruik van magnetische resonantie gericht op de kern van een atoom. Atomaire krachtmicroscopen worden ook vaak gebruikt. Met deze machines kan een wetenschapper enkele van de kleinste objecten in de cel bekijken.
Naast eenvoudige visualisatie om organismen te bestuderen, manipuleren biochemici en biofysici ook rechtstreeks de processen en systemen van biologische elementen. Een hulpmiddel dat wordt gebruikt om deze experimenten uit te voeren, is een optische pincet, die een laser gebruikt om kracht uit te oefenen op kleine delen van een organisme. Door de natuurlijke kenmerken van een organisme of de omgeving te veranderen, kunnen ze theorieën voorstellen en resultaten weergeven. Dit heeft de gevolgen voor alle biologische entiteiten vergroot vanwege het feit dat alle levende wezens afstammen van een gemeenschappelijke afkomst. Op deze manier kunnen biochemie en biofysica onderzoek van het ene organisme naar het andere relateren.