آشنایی با بیوشیمی
آشنایی با بیوشیمی

زیست شناسی

بیوشیمی مطالعه واکنش‌های شیمیایی موجود در موجودات است. این علم ترکیبی از زیست شناسی و شیمی است. بیوشیمی در اوایل قرن بیستم به یک رشتۀ جداگانه تبدیل شد. بیوشیمیست‌ها، مولکول‌های نسبتاً بزرگی مانند پروتئین‌ها ، لیپیدها و کربوهیدرات ها را مورد مطالعه قرار می‌دهند که در متابولیسم و سایر فعالیت های سلولی از اهمیت برخوردار هستند. آن‌ها همچنین مولکول‌هایی مانند آنزیم ها و DNA را مطالعه می‌کنند.

تاریخچه:

تحقیقات بیوشیمی از حدود 400 سال گذشته انجام شده است، گرچه اصطلاح بیوشیمی در سال 1903 توسط شیمیدان آلمانی کارل نوبرگ ابداع شد. مطالعۀ بیوشیمی در اصل با اختراع میکروسکوپ در سال 1665 توسط رابرت هوک آغاز شد. او اولین کسی بود که سلول ها را زیر میکروسکوپ مشاهده کرد، اما آن‌ها سلول های مرده بودند. بعداً در سال 1674، آنتون ون لیوونوئک سلول‌های گیاهی زنده را در زیر میکروسکوپ دید. (آنتونی فیلیپس فان لیوونهوک (به هلندی Antonie Philips van Leeuwenhoek) -زاده ۲۴ اکتبر ۱۶۳۲ و درگذشته ۲۶ اوت ۱۷۲۳- پیشه‌ور و دانشمند هلندی از شهر دلفت در این کشور بود. به او لقب پدر میکروب‌شناسی داده‌اند و او را نخستین میکروب‌شناس می‌دانند. او پسر یک سبدساز بود. در شانزده سالگی شاگرد یک بازرگان پوشاک اسکاتلندی در آمستردام شد. او میکروسکوپ را بهبود بخشید و برای نخستین بار با میکروسکوپ خود توانست ساختار تک‌یاخته‌ای را ببیند، چیزی که خود نام آن را انیمالکولس (animalcules) نهاد.)

پس از این‌که دانشمندان برای اولین بار سلول‌هایی را دیدند، مشتاق مطالعۀ آن‌ها و کشف بیشتر در مورد فرآیندهای رخ داده در داخل آن‌ها بودند. در قرن هجدهم، دانشمند فرانسوی آنتوان لاووازیه مکانیسم واکنش برای فتوسنتز را پیشنهاد کرد، این فرایندی است که به‌وسیلۀ آن گیاهان مواد غذایی خود را از دی اکسید کربن، آب و نور خورشید تهیه می کنند و اکسیژن را در این فرآیند آزاد می‌کنند. وی همچنین اولین شخصی بود که روند تنفس سلولی و روند ساخت مولکول انرژی آدنوزین تری فسفات (ATP) در میتوکندری سلول را مورد بررسی قرار داد. (آنتوان لوران لاووازیه (به فرانسوی: Antoine-Laurent de Lavoisier) -زاده ۲۶ اوت ۱۷۴۳و اعدام ۸ مه ۱۷۹۴- دانشمند فرانسوی و بنیان‌گذار شیمی نوین بود. وی نخستین کسی بود که ترازو را جهت سنجش و تحقیق در فعل و انفعالات شیمیایی در آزمایشگاه وارد عمل کرد و تجربه و سنجش توأم با نتیجه‌گیری صحیح را پایه و اساس این علم قرار داد. از جمله خطراتی که که جان لاووازیه را به مخاطره انداخت و بیشتر جنبه سیاسی داشت، هنگام انقلاب بزرگ فرانسه در سال ۱۷۸۹ یعنی در آن هنگام که انقلابیون زمام امور پاریس را در دست داشتند رخ داد. لاووازیه رساله معروفی دربارهٔ اقتصاد سیاسی موسوم به ثروت‌های زیرزمینی فرانسه به رشته تحریر درآورد. این کتاب یکی از مهم‌ترین کتبی است که در مبحث اقتصاد نوشته شده‌است. سرانجام آنتوان لاووازیه در سال ۱۷۹۴ در حالی که ۵۱ سال داشت در دادگاه انقلابی به ریاست ژان باتیست کوفن هال به جرم خیانت به ملت همراه چند تن دیگر تسلیم تیغه گیوتین شد. پس از مرگ لاووازیه لاگرانژ گفت: «تنها یک لحظه وقت آنان برای بریدن آن سر صرف شد و شاید یک‌صد سال زمان نتواند سر دیگری همانندش بوجود آورد.»)

در قرن نوزدهم ، یک باور غالب این بود که پروتوپلاسم ژله مانند در داخل سلول، تمام فرآیندهای مربوط به تجزیۀ مولکول‌های غذایی را انجام می‌دهد. در سال 1897 ، ادوارد بوچنر آزمایشی را انجام داد که می‌تواند این دیدگاه را تغییر دهد. او عصاره‌ای از مخمر تهیه کرد که او را زیماز نامید. اگرچه زیماز حاوی سلول‌های مخمر زنده‌ای نبود، اما هنوز هم می‌توانست گلوکز را برای تولید دی اکسید کربن و اتانول تخمیر کند.

در قرن بیستم پیشرفت‌های بعدی صورت گرفت. هانس کربس چرخۀ اسید سیتریک (که به آن چرخۀ Krebs نیز گفته می شود) را کشف کرد ، یک سری از واکنش‌های شیمیایی در هنگام تنفس سلولی که گلوکز و اکسیژن به ATP، دی اکسید کربن و آب تبدیل می شوند. همچنین، DNA به عنوان مادۀ ژنتیکی سلول شناخته شد و ساختار آن توسط جیمز واتسون و فرانسیس کریک از تحقیقات قبلی انجام شده توسط رزالین فرانکلین مشخص شد. در حال حاضر، فن آوری‌های جدید مانند DNA نوترکیب، ترکیب ژن‌ها، برچسب زدن رادیوایزوتوپی و میکروسکوپ الکترونی در حال پیشرفت دانش علمی بیش از گذشته هستند.

تحقیقات بیوشیمی:

مباحث در تحقیقات بیوشیمی شامل مکانیسم‌های آنزیم و سینتیک، ساخت پروتئین از DNA  RNA و اسیدهای آمینه از طریق فرآیندهای رونویسی و ترجمه و فرآیندهای متابولیک سلول‌ها است. بیوشیمی ارتباط نزدیکی با زیست شناسی مولکولی دارد، یعنی مطالعۀ مولکول‌های بیولوژیکی مانند DNA، پروتئین‌ها و سایر ماکرومولکول‌ها. تکنیک‌های زیست شناسی مولکولی اغلب برای مطالعۀ بیوشیمی به همراه تکنیک‌هایی از زمینه‌های دیگر مانند ایمونولوژی و فیزیک استفاده می‌شوند. از آن‌جا که تمام زندگی را می‌توان به مولکول‌های کوچک و واکنش‌های شیمیایی تقسیم کرد، بیوشیمی علمی گسترده‌ای است که در مطالعه انواع زیست شناسی، از گیاه شناسی گرفته تا ژنتیک مولکولی حتی داروسازی استفاده می‌شود. بیوشیمیست‌ها علاوه بر واکنش‌های شیمیایی در سلول‌ها ممکن است علاقه مند به تحقیق در مورد واکنش‌های شیمیایی رخ داده در مغز باشند (از این طریق بیوشیمی را با نوروشیمی وصل می کنیم). مباحث خاص تحقیقاتی می‌توانند بسیار متفاوت باشند، مانند چگونگی تقسیم و تمایز سلول‌ها، ارتباط سلولی، اساس شیمیایی ارث ژنتیکی یا چگونگی شیوع بیماری هایی از جمله سرطان.

بیوشیمی علمی آزمایشگاهی است. برای کار در زمینۀ بیوشیمی، فرد باید به انجام تحقیق علاقه داشته باشد و حداقل باید لیسانس را کسب کند. بسیاری از بیوشیمیست‌ها اساتید یا محققان اصلی آزمایشگاه‌های تحقیقاتی در دانشگاه‌ها هستند. این موقعیت‌ها به دکترا نیاز دارند. در حالی که اکثر بیوشیمیست‌های دارای دکترا تحقیقات انجام می دهند، برخی از آن‌ها مدرس دانشگاهی هستند و صرفاً در دانشگاه‌ها تدریس می‌کنند. با این حال، این بیوشیمیست‌ها نیز برای تکمیل پایان نامه دکتری خود مجبور به تحقیق در کل دوره‌های تحصیلات تکمیلی بودند. سایر بیوشیمیست‌ها مدیر آزمایشگاه‌ها هستند. هرچه فرد بیشتر تحصیلات داشته باشد، به طور کلی استقلال بیشتری در آزمایشگاه خواهد داشت. تکنسین‌ها به انجام آزمایش‌هایی که یک محقق اصلی طراحی می‌کند، کمک می‌کنند. یک مدیر آزمایشگاه نسبت به یک تکنسین مسئولیت‌های بیشتری دارد و ممکن است تحت هدایت یک بازپرس اصلی، پروژه‌های تحقیقاتی مستقلی را انجام دهد. بیوشیمیست‌ها در جایگاه‌های صنعت نیز فعالیت می‌کنند. آن‌ها ممکن است در آزمایشگاه‌های دولتی یا در شرکت‌های مختلفی از جمله شرکت‌های کشاورزی، دارویی، بهداشت عمومی یا بیوتکنولوژی کار کنند. برخی دیگر خدمات خاصی مانند سم شناسی یا پزشکی قانونی ارائه می دهند.

برای اینکه یک بیوشیمیست شایسته باشید، باید به تحقیقات زیست شناسی یا شیمی علاقه‌مند شوید و مهارت‌های آزمایشگاهی مناسب و روش‌های ایمنی را بیاموزید. همچنین داشتن استعدادی برای ریاضیات و آمار توانایی تجزیه و تحلیل داده‌های حاصل از آزمایشات بسیار مهم است. با پیشرفت دانش‌جویان در دورۀ کارشناسی، آن‌ها می‌توانند دوره‌های علمی ویژه‌تری را بر اساس علایق خاص خود طی ‌کنند. به عنوان مثال، آن‌ها می‌توانند در رشته‌های گیاه شناسی، زیست شناسی مولکولی، بیوفیزیک، علوم زیست پزشکی یا زیست شناسی ساختاری تحصیلات خود را تکمیل کنند.

  
مقاله‌ی قبلی »
دیگر مقالات سایت
شادی در زندگی

شادی در زندگی

چه چیزی در زندگی ما را شادمان و سلامت نگه می دارد؟
پول؟ شهرت؟ در این مقاله با نتایج یک تحقیق 70 ساله مواجه می‌شوید.

به فرزند خود نگویید!

به فرزند خود نگویید!

بعضی از جمله‌هایی که در مواجهه با کودکان از آنها استفاده می‌کنید، همان‌هایی هستند که خودتان هم در کودکی آنها را بارها شنیده‌اید و اتفاقاً همیشه هم ناراحت و آزرده شده‌اید.

موانع مسئولیت پذیری

موانع مسئولیت پذیری

شاید شما هم موافق باشید که صحبت کردن در مورد پذیرش مسئولیت در زندگی، کار ساده‌ای است. اما یک سری موانعی بر سر این راه وجود دارد که بهتر است آن‌ها را تشخیص دهیم. هر کدام از مواردی که در زیر عنوان می‌شوند به نحوی مکانیزم‌های دفاعی‌اند که توسط مغز ما به کار گرفته می‌شوند تا از "خودِ" ما محافظت کنند.