Co to jest biochemia i biofizyka?

Biochemia i biofizyka to dyscypliny w dziedzinie nauki związane z badaniem organizmów. W szczególności biochemia i biofizyka badają biologiczną strukturę i systemy żywych istot, zarówno dużych, jak i małych. Każdy organizm składa się z wielu różnych części, z własną funkcją i formą organizacyjną. Najbardziej zauważalny jest fakt, że biochemia i biofizyka odnoszą się do każdej żywej istoty na planecie.

Sama biochemia w dużym stopniu koncentruje się na procesach chemicznych zachodzących w organizmach. Nauka dotyczy składników komórkowych i biomolekuł, w tym węglowodanów, lipidów, kwasów nukleinowych i białek. Każda z tych cząsteczek w komórce jest złożona i ma zarówno duże postacie, zwane polimerami, jak i podjednostki, znane jako monomery. Nauka bada reakcje chemiczne zachodzące w komórce i sposób interakcji biomolekuł. Jednym z najbardziej znaczących przykładów są katalizowane enzymem reakcje, proces zwiększania aktywności w komórce.

Biofizyka zajmuje się wieloma innymi interakcjami w żywym świecie. Wykorzystuje różne teorie fizyki w systemach biologicznych od małej skali molekularnej, aż po cały organizm i ekosystem. Głównym celem nauki jest ilościowe rozwiązywanie problemów biologicznych. Biofizyka koncentruje się na interakcjach systemów komórkowych, takich jak DNA i RNA, a także na znaczeniu regulacji tych interakcji. Przykłady dziedzin biofizyki to agrofizyka, bioinżynieria, nanotechnologia i biologia ogólna.

Biochemia i biofizyka używają różnych narzędzi do prowadzenia niezbędnych badań w tej dziedzinie. Techniki obrazowania fluorescencyjnego umożliwiają naukowcom naświetlenie różnych cech organizmów i łatwiejszą identyfikację funkcji. Mikroskopy elektronowe skupiają cząsteczki elektronów w organizmie, aby uzyskać powiększony obraz. Krystalografia rentgenowska analizuje wiązania chemiczne, skupiając promieniowanie rentgenowskie na strukturach krystalicznych w cząsteczkach. Spektroskopia NMR wykorzystuje rezonans magnetyczny zogniskowany na jądrze atomu. Często stosowane są również mikroskopy sił atomowych. Maszyny te pozwalają naukowcom zobaczyć niektóre z najmniejszych obiektów w komórce.

Oprócz prostej wizualizacji do badania organizmów, biochemicy i biofizyk również bezpośrednio manipulują procesami i układami elementów biologicznych. Jednym z narzędzi wykorzystywanych do prowadzenia tych eksperymentów jest pinceta optyczna, która wykorzystuje laser do wywierania siły na małe części organizmu. Zmieniając naturalne cechy organizmu lub środowiska, są w stanie proponować teorie i wyświetlać wyniki. Zwiększyło to konsekwencje dla wszystkich bytów biologicznych z powodu faktu, że wszystkie żywe istoty pochodzą od wspólnego przodka. W ten sposób biochemia i biofizyka mogą powiązać badania z jednego organizmu na drugi.