יישומים לביוכימיה נרשמים בעיקר ברפואה, בתעשייה ובחקלאות, למרות שהם התפשטו הודות בתחומים רבים לקידום הטכנולוגיה.
הביוכימיה אחראית על לימוד ההרכב הכימי של יצורים חיים. הוא מתמקד בעיקר בחלבונים, פחמימות, ליפידים וחומצות גרעין.
העניין שלו הוא בתהליכים בהם משתתפים תרכובות אלה. אלה כוללים מטבוליזם, קטבוליזם (תהליך השגת אנרגיה) ואנאבוליזם (ייצור ביומולקולות משלו).
ההערכה היא כי התצפיות הראשונות על תגובות כימיות התקבלו עם תסיסה של לחם ויין, אך רק עד המאה ה -19 החלו ללמוד תגובות כימיות ושינויים ביולוגיים בדברים חיים.
באמצעות תופעות כמו איזומטריה כימית, לואי פסטר תפס את הדמיון שקיים בין מולקולות החומצה הטרטרית האופייניות ליצורים חיים לאלו שסונתזו במעבדה.
לאחר גילוי זה התפתחה הביוכימיה והגיעה לפארה לקראת המחצית השנייה של המאה ה -19. בשנת 1919 קרא המהנדס קארל ארקי לביוכימיה מדעית חדשה זו.
7 היישומים
1- רפואה
אבחנות קליניות אפשריות הודות לביוכימיה. המחקר של ביומולקולות וחילוף חומרים בבני אדם איפשר לקבוע את הסיבות למחלות רבות.
באמצעות התבוננות במיקרואורגניזמים ניתן להבין את הבסיסים המולקולריים של מחלה ולקבוע את הטיפול הטוב ביותר.
ביוכימיה מאפשרת להכיר את כל התהליכים הכימיים המתפתחים בגוף מבחינת היווצרותם של חלבונים, ליפידים וחומצות גרעין, בין היתר.
יתרה מזאת, בזכות הביוכימיה ניתן היה לבצע תכנון של אורגניזמים לייצור אנטיביוטיקה, פיתוח חיסונים, אבחון מולקולרי וטיפולים מתחדשים.
עם התפתחות ההנדסה הגנטית ניתן לחזות ולרפא מחלות, בעיקר מהסוג האנדוקריני, על ידי זיהוי חוסר או עודף של הורמונים.
לא ניתן להעלות על הדעת את התפתחות הרפואה ללא ביוכימיה מכיוון שמדע זה הוא החוקר שינויים כימיים וביולוגיים ביצורים חיים, ולכן המעבר ממצב של מחלה למצב בריאותי.
2- בתהליכים תעשייתיים
ביוכימיה אפשרה תכנון של מיקרואורגניזמים לייצור כימיקלים ושימוש באנזימים כזרזים תעשייתיים.
ניתן לטפל במיקרואורגניזמים לפיתוח כימיקלים חשובים וגם מאפשרים הרס של מזהמים כימיים.
3 - סביבות ימיות ומימיות
באוקיינוסים, בים ובנהרות ישנן מערכות אקולוגיות רבות. כדי להגן עליהם, יש צורך לדעת את התנאים בהם מתרחשים החיים, ומבטיחים את קביעותם לאורך זמן.
ארגוני העולם הפועלים להגנה על מערכות אקולוגיות אלה כוללים במבנה התפקודי שלהם את תחום הביוכימיה.
הם מנטרים ומעריכים את רכיבי מערכת המים לצמיתות, בכדי לדעת את השינויים הכימיים והביולוגיים ואת הגורמים והתופעות האפשריות שלהם.
4 - מזון וטמפרטורת הגוף
האכלה יומית היא עניין של ביוכימיה. מצב בריאותי טוב ברמת התזונה האופטימלית חייב לקחת בחשבון את הצרכים הכימיים של הגוף.
עלייה או ירידה במשקל, שמירה על שליטת הסוכר בדם ואיזון כולסטרול טוב ורע הם פעולות הדורשות הכרת הכימיה של הגוף.
טמפרטורת הגוף משקפת גם תהליכים ביוכימיים; דברים חיים דורשים טמפרטורה ממוצעת כדי לשרוד.
התגליות בביוכימיה אפשרו לנו לדעת מחוון בריאות זה ולהבין את הגורמים האפשריים על מנת להחזיר את רווחתו של אורגניזם.
5 - חקלאות
בחקלאות התרומות של הביוכימיה חיוניות לייצור קוטלי חרקים ודשנים.
מחקרי התגובות הכימיות והביולוגיות מאפשרים לנו לדעת את תנאי האדמה, להכין את הזרעים הטובים ביותר ולהשתמש בדשנים הטובים ביותר בכדי להשיג מזון איכותי ועם חומרים מזינים מתאימים.
באותו אופן, התשומות החקלאיות הללו מיוצרות מתוך התחשבות ביולוגית שלהן לשמירה על הסביבה.
פיתוח כפרי כולל בשלב הראשון את השימוש היעיל בקרקע, ולשם כך הוא דורש ידע על מאפייניו הפיזיים והכימיים, הכוללים את התגובות הכימיות והביולוגיות הנלמדות על ידי ביוכימיה.
6 - איכות מזון
הביוכימיה אפשרה לגדל מזון, ולשפר את תכונותיו.
הודות לכך, החלבונים הטובים ביותר מופקים מתירס, בשעועית שורשיו מתחזקים, בפקעות משופרים חלבונים ועמילן, בחלבוני אבוקדו ושומנים משופרים, ובפירות מזהים כיצד ניתן לשפר את סיבי עיסת.
7- כרייה
יישומים שונים מביוכימיה הושגו בתחום הכרייה. מתכות כמו נחושת, אורניום, קובלט, זהב וכסף תומכות בתהליכי ביוטכנולוגיה להפקתם.
בנוסף, ההתקדמות בביוכימיה מאפשרת תכנון טרנספורמציה של מתכות על ידי מיקרואורגניזמים.
יישום זה נמצא בעיקר בשפלת פסולת כימית או ביולוגית, שהופכת למזהמים סביבתיים אשר הוזרמו ביודעין או בטעות לסביבה.
בימים אלה נבדקת האפשרות ליישם טכניקות ביוכימיות בתחום התעשייתי, תוך טיפול במינרלים אחרים.
הפניות
- Ramos A., (2001) העתיד של טכניקות ביוכימיה של גנים ויישומיהם. ואריטות חוץ גופיות, 2, אמנות. 10. אוניברסיטת קטלוניה.
- אנדרסן, קליפורניה (1967). מבוא למיקרו-אנליזר בדיקת האלקטרונים ויישומו לביוכימיה. שיטות ניתוח ביוכימי, כרך 15, 147-270.
- קמרון, א.ט., וגלמור, CR (1935). ביוכימיה של רפואה. ג'יי וא 'צ'רצ'יל; לונדון.
- Březina, M., & Zuman, P. (1958). פולארוגרפיה ברפואה, ביוכימיה ובתי מרקחת. מפרסמים בין-מדעיים.
- נלסון, DL, Lehninger, AL, & Cox, MM (2008). עקרונות הלינגר של הביוכימיה. מקמילן.