رشته دانشگاهی بیوشیمی چیست؟ – و چه کاربردی دارد؟

بیوشیمی یا (Biochemistry) علم و رشته ای است که در آن واکنش های شیمیایی انجام شده در بدن موجودات زنده مورد بررسی و مطالعه قرار می گیرد. در این علم شیمیدان ها از روش های مخصوص خود استفاده می کنند تا بتوانند واکنش ها و فرآیند هایی که در بدن موجودات زنده رخ می دهد را توصیف و تفسیر کرده و مواد تشکیل دهنده پیکره آن ها و نقش بیو مولکول های مختلف مثل پروتئین ها، کربوهیدرات ها، لیپید ها و نوکلئیک اسید ها را در بدن تفسیر کنند. در این مقاله نشریه جهان شیمی فیزیک به معرفی رشته بیوشیمی، کاربرد ها و بخش های مختلف آن می پردازیم.

فهرست مطالب :

۱- بیوشیمی چیست؟

۲- تاریخچه بیوشیمی

۳- پژوهش های بیوشیمیایی

۴- کاربرد بیوشیمی

۵- بخش های مختلف رشته بیوشیمی

۶- رشته هایی که با بیوشیمی مرتبط اند

۷- مشاغل رشته بیوشیمی

۸- تحصیل در رشته بیوشیمی

۱- بیوشیمی چیست؟

بیوشیمی دانش مطالعه فرآیندها و ساختارهای زیستی و واکنش های شیمیایی است. این علم با بیومولکول هایی مثل پروتئین ها، کربوهیدرات ها، اسید نوکلئیک و … سر و کار دارد. بیوشیمیست ها مولکول هایی چون آنزیم ها و ماده ژنتیکی سلول ها و DNA را مورد مطالعه قرار می دهند تا در مورد ساختار و نحوه عملکرد آن ها اطلاعات کسب کنند. در واقع این کشف آنزیم ها بود که سرآغاز ایجاد علمی به نام بیوشیمی شد. در یکی دیگر از شاخه های علم بیوشیمی که اوایل قرن بیستم میلادی به عنوان یک علم مستقل شناخته شد، به کوشش ها و مطالعاتی در زمینه تولید واکسن برای مقابله با ویروس ها و یا مطالعه در مورد برخی از بیماری های مهلک و کشنده مثل سرطان یا ایدز پرداخته می شود.

۲- تاریخچه بیوشیمی :

در زمان های قدیم تصور بر این بود که توانایی ساخت بیومولکول ها فقط مختص موجودات و میکروارگانیسم های زنده است و عناصر ضروری فقط در آن ها وجود دارد، تا این که در سال ۱۸۸۳ فردریک وولر مقاله ای با مضمون سنتز اوره منتشر کرد که در آن ثابت می شد، می توان مواد آلی را به صورت مصنوعی نیز ساخت. به احتمال زیاد این علم در سال ۱۸۸۳ و با کشف اولین آنزیم که آمیلاز بود، توسط Anselme payen  به طور مستقل شروع شده است. این در حالی است که Carl Neuberg شیمی دان آلمانی در سال ۱۹۰۳ به صورت رسمی این دانش را آغاز کرد.

از جمله موفقیت ها و فعالیت هایی که در این زمینه انجام شده است می توان به کشف و بررسی مولکول های مهم حیاتی، کشف ژن و کار آن در سلول اشاره کرد. بیوشیمی شاخه های مختلفی دارد که یکی از آن ها زیست شناسی مولکولی است که در آن به کار هایی از جمله بررسی ماده ژنتیکی می پردازند.

۳- پژوهش های بیوشیمیایی :

موضوعاتی که پروتئین ها را از طریق DNA، RNA و با چیدن اسیدهای آمینه طی فرآیند رونویسی، ترجمه و سایر فرایند های سوخت و ساز سلول تولید می کنند، در علم بیوشیمی جای می گیرند. زیست شناسی مولکولی به مطالعه و بررسی ماکرو مولکول های مختلف از جمله DNA، پروتئین ها و … می پردازد.

زیست شناسی مولکولی در واقع حاصل ترکیب روش ها، متد ها و مطالعات بیوشیمی، ایمونولوژی و فیزیک است. بیوشیمی علمی بسیار گسترده و پیچیده است، زیرا با مولکول های کوچک و واکنش های شیمیایی که در همه رشته ها وجود دارد، ارتباط داشته و در انواع شاخه های زیست شناسی از جمله ژنتیک مولکولی، گیاه شناسی، داروسازی و… جای می گیرند.

نکته :

موضوع کلی علم بیوشیمی مطالعه واکنش های شیمیایی است که گاهی هم این مطالعات تخصصی تر می شوند، برای مثال بیوشیمیست ها می توانند، واکنش های شیمیایی رخ داده در مغز که با نوروشیمی ارتباط دارد را مطالعه کنند و یا به موضوعاتی چون نحوه شیوع و وراثت در بیماری هایی مثل سرطان یا تقسیم، تمایز و ارتباط سلول ها با یکدیگر بپردازند.

۴- کاربرد بیوشیمی :

در علوم مختلف زیستی و پزشکی، بیوشیمی کاربرد های متفاوتی دارند که به نام بردن تعدادی از آن ها می پردازیم.

٭ بررسی و شناخت فرآیند های بیولوژیکی متفاوت که در سلول های مختلف انجام می گیرد.

٭ در زمینه های زیستی و پزشکی، مطالعه مولکول های بیولوژیکی مختلف از جمله کاربرد های دیگر این رشته است. مثلا بیوشیمیست ها می توانند برای تولید شامپوهایی که مقدار زیادی کراتین دارند، به مطالعه در رابطه با مولکول های کراتین مو و ویژگی های آن بپردازند.

٭ یافتن جایگزین های مناسب برای مولکول های زیستی مختلف از جمله دیگر کارهای بیوشیمیست ها است.

٭ کمک به سلول ها برای تولید محصولات جدید، مثل فرآیند ژن تراپی یکی دیگر از کارهایی است که در زمینه تخصص بیوشیمیست ها قرار می گیرد.

۵- بخش های مختلف رشته بیوشیمی :

این رشته شامل بخش های مختلفی از جمله موارد زیر می باشد:

بیوشیمی متابولیسمی :

چگونگی انجام و روند واکنش های شیمیایی و سوخت و ساز بدن انسان، در شاخه ای از این علم به نام بیوشیمی متابولیسمی مطالعه می شود، مثل متابولیسم کربوهیدرات ها یا لیپید ها.

بیوشیمی بالینی :

مطالعه، درمان و تشخیص بیماری ها و به طور کلی پزشکی، که در آن از روش های بیوشیمیایی استفاده می شود، در شاخه بیوشیمی بالینی قرار می گیرد.

بیوشیمی ساختاری :

بررسی ساختار پروتئین ها، آنزیم ها، اسید نوکلئیک ها و سایر ماکرومولکول ها در شاخه ای از این علم به نام بیوشیمی ساختاری قرار می گیرد.

۶- رشته های مرتبط با بیوشیمی

بخشی از علم بیولوژی که مربوط به مطالعات در حوزه مولکولی است، با علم بیوشیمی نزدیکی زیادی دارد به طوری که شباهت های زیادی با هم داشته و یکدیگر را تحت تاثیر قرار می دهند. شیمی بیولوژی، زیست شناسی مولکولی، داروسازی و ژنتیک سلولی تعدادی از این رشته ها هستند.

۷- مشاغل رشته بیوشیمی :

کسی که در این رشته تحصیل می کند، برای رسیدن به مدارج بالاتر لازم است به کارهای تحقیقاتی علاقه داشته باشد و حداقل مدرک کارشناسی خود در این رشته را گرفته باشد. افراد بعد از کسب مدرک دکتری در این رشته می توانند در آزمایشگاه کار تحقیقاتی انجام دهند و یا می توانند در آزمایشگاه های تحقیقاتی یا در کلاس های درس این دانشگاه ها تدریس کنند. کسانی که مدرک کارشناسی این رشته را دارند، می توانند در آزمایشگاه های مراکز تحقیقاتی، پزشکی یا دانشگاهی، تحت عنوان مدیر آزمایشگاه بیوشیمی کار کنند و یا به عنوان کارشناس آزمایشگاه دانشگاه ها مشغول به کار شوند. به طور کلی هر چه فرد مدرک تحصیلی با درجه بالاتری داشته باشد، قادر به انجام کارهای بهتری خواهد بود.

از سوی دیگر :

محققان آزمایشگاه که افرادی با مدرک تحصیلی دکتری این رشته هستند و محققین اصلی دانشگاه اند، آزمایشات را طراحی می کنند و وظیفه انجام این آزمایش ها بر عهده کارشناس آزمایشگاه است. وظایف، مسئولیت ها و اختیارات مدیر آزمایشگاه بیشتر از کارشناس بوده و می تواند تحت راهنمایی مسئول اصلی پروژه هایی را به صورت مستقل انجام دهد. بیوشیمیست ها می توانند علاوه بر کارهای تحقیقاتی در پروژه های صنعتی، آزمایشگاه های دولتی، شرکت های کشاورزی، دارویی، بیوتکنولوژی و یا بهداشت عمومی فعالیت کنند. همچنین بیوشیمیست ها می توانند خدماتی در زمینه های سم شناسی، پزشکی قانونی و یا آسیب شناسی پزشکی انجام دهند. علاوه بر همه این ها داشتن مهارت های لازم در رشته مورد نظر ضروری ترین اصل برای یافتن شغل است.

۸- تحصیل در رشته دانشگاهی بیوشیمی :

تحصیل در این رشته نیازمند داشتن مهارت و دانش عمومی در مورد زیست شناسی و شیمی است و فرد باید دروس زیادی را در دوره کارشناسی فرا بگیرد. همچنین این امکان وجود دارد تا افرادی که در مقطع کارشناسی در رشته های شاخه زیست شناسی یا شیمی تحصیل کرده اند، در مقطع کارشناسی ارشد رشته بیوشیمی را بخوانند. البته افراد دارای کارشناسی شیمی باید دوره های زیست شناسی را طی کنند. دوره های بیوشیمی خاصی نیز وجود دارد که افراد باید در مقطع کارشناسی ارشد آن را بگذرانند.

نکته:

داشتن مهارت در زمینه ریاضیات و آمار نیز در مدارج بالاتر به افرادی که در این رشته تحصیل می کنند کمک‌ می کند. این رشته در ایران زیر شاخه زیست شناسی محسوب شده و به دو صورت بیوشیمی پایه و بالینی ارائه می شود که تقریبا مشابه با یکدیگر هستند و تنها در برخی از موارد تدریسی با یکدیگر متفاوت اند، مثلا در بیوشیمی پایه نظریات پایه و کشفیات نوین، نحوه و اصول واکنش های شیمیایی و سوخت و سازی بدن تدریس می شوند ولی در بیوشیمی بالینی به مطالعه جنبه پزشکی و تشخیص طبی از لحاظ بیوشیمیایی پرداخته می شود.