La bioquímica es una rama de la química que se dedica a estudiar la composición química de los seres vivos. Se centra principalmente en el estudio de las moléculas fundamentales para los organismos vivos. Por ejemplo: proteínas, carbohidratos, lípidos y ácidos nucleicos.
La bioquímica además estudia las reacciones químicas que involucran a las moléculas fundamentales en los organismos vivos (metabolismo), y dentro de este marco, estudia la forma en que los organismos obtienen energía (catabolismo) y la utilizan para formar nuevas moléculas (anabolismo). Entre los procesos que estudia la bioquímica se encuentran la digestión, la fotosíntesis, las barreras biológicas químicas, la reproducción y el crecimiento.
Es una ciencia experimental, y sus conocimientos constituyen una de las bases de la medicina, la farmacología y la biotecnología, entre otras disciplinas. Además, es uno de los pilares para enfrentar las enfermedades del mundo moderno, la escasez de alimentos y la búsqueda de nuevos combustibles.
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Ramas de la bioquímica
- Bioquímica estructural. Estudia la estructura química de las macromoléculas biológicas, como las proteínas y los ácidos nucleicos (DNA y RNA).
- Química biorgánica. Estudia los compuestos orgánicos, que son los compuestos que tienen enlaces covalentes carbono-carbono o carbono-hidrógeno, es decir, tienen su estructura basada en el carbono. Esta disciplina se centra en el estudio de los compuestos orgánicos que se encuentran solo en los seres vivos.
- Enzimología. Estudia el comportamiento de los catalizadores biológicos, como las enzimas y otras proteínas. Además, estudia las coenzimas, que son la parte no proteica de las enzimas, pero que son fundamentales para que ocurra la catálisis.
- Bioquímica metabólica. Estudia los procesos metabólicos a nivel celular que permiten la vida. Además, estudia los canales de energía en los organismos vivos, las rutas metabólicas de la nutrición y las variaciones bioquímicas que genera la enfermedad.
- Xenobioquímica. Estudia el comportamiento metabólico de sustancias que no suelen encontrarse en el metabolismo de un organismo. Si estas sustancias generan un efecto beneficioso para el funcionamiento celular del organismo, entonces la farmacología es la disciplina que se ocupa de su estudio.
- Inmunología. Estudia la reacción de los organismos ante agentes patógenos.
- Endocrinología. Estudia el comportamiento de las hormonas en los organismos. Las hormonas son sustancias que pueden ser secretadas por el organismo u obtenidas del exterior, que afectan el funcionamiento de diferentes células y sistemas.
- Neuroquímica. Estudia el comportamiento químico del sistema nervioso.
- Quimiotaxonomía. Estudia y clasifica los organismos según las diferencias que tienen en su composición química.
- Ecología química. Estudia las sustancias bioquímicas que son utilizadas por los organismos para interactuar entre sí.
- Virología. Estudia los virus, su clasificación, funcionamiento, estructura molecular y evolución. Está asociada a la farmacología.
- Genética molecular. Estudia los genes, su expresión, su transmisión y reproducción molecular. Se enfoca principalmente en las moléculas de ADN y ARN.
- Biología molecular. Estudia el comportamiento biológico de las biomoléculas, específicamente desde una perspectiva molecular.
- Biología celular (citología). Estudia la química, morfología y fisiología de los dos tipos de células: procariotas y eucariotas.
Ejemplos de aplicaciones de la bioquímica
- Fertilizantes. Los fertilizantes son las sustancias que favorecen el crecimiento de las plantaciones. Para desarrollarlos es necesario conocer las necesidades químicas de las plantas.
- Detergentes enzimáticos. Los detergentes enzimáticos son limpiadores que pueden eliminar residuos de material necrótico, sin producir una acción corrosiva sobre superficies inorgánicas.
- Medicamentos. La fabricación de medicamentos depende del conocimiento de los procesos químicos tanto del cuerpo humano como de las bacterias o virus que lo afectan.
- Cosmética. Los productos químicos utilizados en cosmética no deben alterar la composición química de la piel o el cabello.
- Alimentos balanceados para mascotas. Los alimentos se desarrollan a partir del conocimiento de las necesidades metabólicas y nutricionales de los animales, para lo que es imprescindible conocer y entender la composición química tanto de los animales como de los alimentos.
- Nutrición. Independientemente del objetivo de la dieta (ganar o perder peso, disminuir el azúcar en sangre, eliminar el colesterol, etc) que necesite un organismo vivo, la cantidad de nutrientes que la componen debe ajustarse a las necesidades químicas del organismo para realizar sus funciones.
- Manipulación de microorganismos. Con técnicas bioquímicas es posible manipular microorganismos para que degraden contaminantes químicos.
- Protección de mares y océanos. Es importante conocer la composición química de las aguas de mares y océanos para diseñar técnicas que permitan su protección.
- Desarrollo de antibióticos. Los antibióticos son fármacos que se utilizan para tratar infecciones que son provocadas por bacterias.
- Suplementos dietarios. Son sustancias orgánicas o inorgánicas que el ser humano consume con el objetivo de mantener el correcto funcionamiento de su cuerpo, cuando no lo logra consumiendo solamente los alimentos. Estos suplementos deben ser desarrollados utilizando conocimientos bioquímicos.
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Referencias
- Ramos, A. (2001) “El futuro de las técnicas de bioquímica genética y sus aplicaciones” In vitro veritas, 2, art. 10. Universidad de Catalunya.
- Nelson, D. L., Lehninger, A. L., & Cox, M. M. (2008). “Lehninger principles of biochemistry” Macmillan.
- “Las 7 Aplicaciones de la Bioquímica Más Importantes” En: www.lifeder.com Disponible en: https://www.lifeder.com Consultado: 27 de septiembre de 2022.
- “Bioquímica” En: es.wikipedia.org Disponible en: https://es.wikipedia.org Consultado: 27 de septiembre de 2022.
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