دراسة الكيمياء الحيوية

كتابة شيماء الزناتي آخر تحديث: 25 مايو 2020 , 02:17

الكيمياء الحيوية هي دراسة العمليات الكيميائية داخل الكائنات الحية المتعلقة بها ، يمكن تقسيم الكيمياء الحيوية إلى ثلاثة مجالات ؛ علم الوراثة الجزيئي وعلم البروتين والتمثيل الغذائي ، على مدى العقود الأخيرة من القرن العشرين ، نجحت الكيمياء الحيوية من خلال هذه التخصصات الثلاثة في شرح العمليات الحية ، تم اكتشاف وتطوير جميع مجالات علوم الحياة تقريبًا ، مثل علم النبات والطب وعلم الوراثة من خلال منهجية وأبحاث الكيمياء الحيوية ، تركز الكيمياء الحيوية على فهم كيف تؤدي الجزيئات البيولوجية إلى العمليات التي تحدث داخل الخلايا الحية وبين الخلايا ، والتي ترتبط بدورها بشكل كبير بدراسة وفهم الأنسجة والأعضاء وبنية ووظيفة الكائن الحي .

علاقة الكيمياء الحيوية بالإنسان

تدرس هذه العلوم المتعلقة بالكيمياء الحيوية المركبات العضوية التي يتكون منها جسم الإنسان ، وهي : –

  • الكربوهيدرات التي تعد المصدر الرئيسي من الطاقة في الجسم .
  • البروتينات المسؤولة عن تكوين الخلايا في جسم الإنسان .
  • الأحماض الأمينية التي تخزن المعلومات الوراثية للخلايا في الجسم .
  • الدهون من ثلاثة أنواع ، لأنها تخزن الطاقة وتحضرها للاستخدام عند الضرورة .

تكمن أهمية دراسة الكيمياء الحيوية اكتشاف وتطوير كل ما يناسب جسم الإنسان من منتجات ، على سبيل المثال إنتاج مواد تحلية تعمل مثل الكربوهيدرات الموجودة في جسم الإنسان ، أو تطوير المنظفات التي تستخدم للشعر والجلد ، أو حتى اكتشاف طرق لعلاج الأمراض الوراثية التي تسببها الأحماض الأمينية .

العلوم المرتبطة بدراسة الكيمياء الحيوية

الكيمياء الحيوية (الكيمياء البيولوجية أو البيولوجيا الكيميائية أو كيمياء الأنظمة الحية) هو نظام علمي نشأ خلال القرن التاسع عشر عندما سمح التقدم في الكيمياء العضوية بدراسة الوظائف البيولوجية على المستوى الجزيئي ، وتتكون من عدة نطاقات ، لكل منها غرضه وطرق تحقيق أكثر أو أقل أهمها ما يلي :

علم الإنزيمات

دراسة العوامل الحفازة البيولوجية (بشكل رئيسي البروتينات الإنزيمية التي يشار إليها بالإنزيمات ، ولكن أيضًا الرناوات الحفازة التي تسمى الريبوزومات) .

علم الأحياء الجزيئي

دراسة الجزيئات الإعلامية (DNA ، RNA ، وفي حالة الأمراض العصبية والبروتينات)

علم الأحياء الهيكلية

دراسة الأشكال التي تحتضنها جميع هذه الجزيئات الكبيرة (الموصوفة على المستوى الذري) و التفاعلات الجزيئية التي تتحكم في تكوين البنى الفوقية الوظيفية (مثل الريبوسومات) .

تشترك هذه المجالات في نفس المجال الكيمياء الحيوية ، الذي يهدف إلى فهم الطبيعة الجزيئية وعمل الكائنات الحية ، إذا كنت ترغب في دراسة خصائص المادة الحية على المستوى دون الذري بالتفصيل ، يجب عليك ترك مجال علم الأحياء لإدخال كيمياء الكم. ولذلك ، فإن الكيمياء الحيوية هي المستوى النهائي من التحقيق لدراسة الوظائف البيولوجية. تتطلب دراسة الظواهر على هذا النطاق الجزيئي معرفة أساسية بالكيمياء ، دراسة الدهون في الدماغ ودورها في الوظيفة المشبكية والاضطراب العصبي التنفسي لا تفلت من هذه القاعدة .

الكيمياء الحيوية والدم

هي أحد أهم العلامات لتقييم الأدوية النانوية لأنها غالباً ما تشير إلى تطور المرض أو فعالية وسلامة العلاج ، وتشمل تقييم عدد خلايا الدم مع الفروق وقياس الإنزيمات والكيمياء الحيوية المتعلقة بالكبد وكذلك وظائف الكلى .

أما فيما يتعلق باستخدام الكيمياء الحيوية من أجل تقييمات السلامة ، فعادة ما يتم إجراء اختبارات وظائف الكبد بما في ذلك إنزيمات الأمينين الترانسفيراز (ALT) وإنزيمات الأسبارتات أميناز (AST) ، وتركيز بروتين المصل ، مثل الجلوبيولين والألبومين ، واختبارات الوظائف الكلوية بما في ذلك الكرياتينين ونيتروجين اليوريا في الدم بواسطة مجموعات قياس الألوان القياسية ثم يتم تقييم النتائج لمؤشرات السمية عن طريق قياس الدهون الثلاثية والكوليسترول والدهون النافعة والضارة وغيرها من الدلالات والإشارات الأخرى كما يتم العمل على تحديد قيمة بعض الإنزيمات الأخرى الموجودة بالدم وقياس الصفرا وغيرها من الإنزيمات التي تحدد الحالة المرضية .

الكيمياء الحيوية والطيور

الكيمياء الحيوية هي إحدى أدوات التشخيص الأكثر شيوعًا لتقييم مرض الطيور ، وهذا يعني الحاجة إلى فهم حدودها والاختلافات العديدة مقارنة بالثدييات من أجل الوصول إلى التقييم المناسب ، وفقًا للمبادئ التوجيهية للجمعية الأمريكية لعلم الأمراض السريرية البيطرية (ASVCP) على الفواصل المرجعية، مع اختيار الكيمياء الحيوية الأكثر ملاءمة للتحقيق في شكوكهم السريرية أو لأغراض فحص الصحة العامة .

لم تكن فائدة معظم التحليلات البيوكيميائية مرتبطة بالظروف السريرية في الطيور بخلاف ضعف الأعضاء الناتج عن التجارب ، ولم تتضمن التقارير العلمية سوى عدد محدود من الأنواع قد تختلف الاختلالات البيوكيميائية في الأمراض التي تحدث تلقائيًا. يجب الاعتراف بأنه كما هو الحال في الثدييات ، قد يكون لدى أنواع الطيور المختلفة التي تعاني من نفس المرض تشوهات كيميائية حيوية مختلفة ، اعتمادًا على عوامل مختلفة مثل حجم أنشطة الإنزيم لكل عضو ، ووجود الإنزيمات المقيسة ، والاختلافات الفسيولوجية الأخرى مثل تركيزات المنحل بالكهرباء ودرجات الحرارة الجسدية التي تحدث عندها أنشطة الإنزيم الأمثل مقارنة مع درجات الحرارة الثابتة للحضانة في أجهزة التحليل الآلي .

تطبيقات الكيمياء الحيوية

إن الكيمياء الحيوية في أبسط صورها ، هي دراسة العمليات الكيميائية التي تحدث في المادة الحية ومع ذلك ، يشمل هذا التعريف البسيط مجالًا متنوعًا للغاية من البحوث التي تمس جميع جوانب حياتنا تقريبًا .

حل مشكلة التدهور البيئي

أحد أكثر القضايا إلحاحًا في مجتمعنا التدهور البيئي ، ويتم معالجته من قبل الكيميائيين الحيويين تتضمن بعض الأمثلة على الأعمال التي يتم إجراؤها حاليًا تحسينات في كفاءة التمثيل الضوئي لزيادة غلة المحاصيل ، والمعالجة البيولوجية للتربة الملوثة ، وتطوير مخزون أعلاف جديد ، والكيميائيات لإنتاج الوقود الحيوي ، ورسم الخرائط الجينية للأنظمة البيئية لرصد التنوع البيولوجي ، ومنهجيات تعزيز التقاط الكربون البيولوجي ، قد تلعب هذه التقنيات وغيرها من التقنيات البيوكيميائية دورًا حاسمًا في جهودنا لإيجاد وسيلة معيشية مستدامة .

مجال البحث الصحي

ربما يكون التطبيق الأكثر وضوحًا للكيمياء الحيوية في وجودنا اليومي هو في مجال البحث الصحي ، كانت الكيمياء الحيوية مفتاحًا لفهمنا المتزايد لعدد لا يحصى من القضايا الصحية ، من السكري إلى تصلب الشرايين إلى السرطان لقد حددت أدوات علماء الكيمياء الحيوية اختلالات الجينات والبروتينات والمسارات التي تؤدي إلى المرض ، وفي كثير من الحالات تشير بنا إلى الوقاية أو العلاج أو العلاج. من الأسبرين إلى الإنترلوكين ، يعتمد علاج الأمراض البشرية بشكل كبير على الكيمياء الحيوية.

البحوث البيوكيميائية

يتم أيضًا تغيير العديد من الجوانب الأخرى الأقل وضوحًا ، في مجتمعنا وتحسينها من خلال البحوث البيوكيميائية ، يتم تحويل الصناعة حيث يتم استخدام الكيمياء البيولوجية لتوليد مواد جديدة ذات خصائص جديدة أو لتحسين كفاءة العمليات القديمة ، يعتمد تطبيق القانون بشكل متزايد على الطب الشرعي القائم على الكيمياء الحيوية لتقديم الأدلة في التحقيقات ، يتقدم علم الآثار بسرعة حيث أن التحقيقات الجينية والنظرية لبقايا أسلافنا تضيء الكثير من التاريخ البشري وما قبل التاريخ .

سيكون من الصعب المبالغة في أهمية الدور الذي تلعبه الكيمياء الحيوية في حياتنا لا شك أن العديد من الاكتشافات المدهشة والتحويلية تنتظرنا نأمل أن تختار استكشاف العديد من الفرص والعروض الممكنة للكيمياء الحيوية .

الوسوم
زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق