Qué es la bioquímica
La definición de qué es bioquímica establece que es la ciencia que se encarga de describir la composición química de todos los seres vivos desde el punto de vista molecular, basándose en la premisa de que todos los organismos vivos contienen carbono y que dichas moléculas contienen elementos tales como el fósforo, oxígeno, azufre, nitrógeno, carbono e hidrógeno.
El concepto de bioquímica establece, además, que es de carácter científico. Entre los aspectos que estudia son los biomas, que son espacios del planeta que comparten características como la flora, la fauna y el clima; y los biosistemas, que son los sistemas que constituyen todos los seres vivos dentro de una región determinada y que comparten una relación entre sí.
Qué estudia la bioquímica
Varias de las áreas que estudia la bioquímica, son las proteínas, ácidos nucleicos, lípidos y carbohidratos, que son biomoléculas que las que se componen a todos los seres vivos. Además estudia sus reacciones, tales como el metabolismo; el catabolismo, que es la obtención de energía de dichas reacciones; y el anabolismo, que es la generación de moléculas de vida.
También se encarga de estudiar la composición química de dichas moléculas y cómo éstas generan reacciones necesarias para la vida, tales como la fotosíntesis (conversión de energía luminosa en energía química estable), la digestión (conversión de los alimentos en sustancias más sencillas para la absorción del organismo) o la inmunidad (la resistencia del organismo ante una enfermedad o amenaza al sistema).
Para el estudio de esta ciencia, existen libros de bioquímica que reúnen los conocimientos en el área que se han obtenido. Uno de los más importantes es el libro de Harper, Bioquímica Ilustrada, que se compone del estudio sobre las enzimas, proteínas, aminoácidos, péptidos, entre otros aspectos de interés para la disciplina, que permiten profundizar y comprender más el concepto de bioquímica.
Historia de la bioquímica
La definición de bioquímica no tiene larga data, ya que es prácticamente nueva y viene dada desde el siglo XIX, cuando las ciencias de química y biología se fusionaron para dar paso a una nueva disciplina, que es bioquímica.
Sin embargo, hace aproximadamente 5000 años, en la realización de actividades como realizar pan, la reacción de la levadura (fermentación) fue una de las primeras pruebas bioquímicas realizadas, aunque no se tuviese conciencia de la disciplina en ese momento.
La palabra “bioquímica” fue propuesta por el químico Carl Neuberg (1877-1956), quien es considerado el padre de dicha rama, quien estudió los procesos de fermentación, la glucólisis, y a través de varios estudios, logró establecer métodos para comprender las fases de la fermentación alcohólica de la glucosa.
Además, otros expertos como Louis Pasteur (1822-1895), Friedrich Wohler (1800-1882) o Claude Bernard (1813-1878), se dedicaron al estudio y experimentación de la química relacionada a los seres vivos.
Fue en el siglo XIX también cuando prestigiosas universidades del mundo dedicaron un departamento para la investigación y desarrollo de la disciplina, la cual habían denominado como química fisiológica.
Wohler demostró que los compuestos orgánicos pueden ser creados fuera de un organismo vivo, cuando logró sintetizar la úrea; y luego el químico Anselme Payen (1795-1871), descubrió la diastasa, que es una enzima que se encuentra en algunas semillas y plantas.
En el siglo XX, la tecnología permitió la aceleración en los avances de esta disciplina, como por ejemplo, el microscopio electrónico, los rayos X y la cromatografía. Esto permitió el descubrimiento de las denominadas rutas metabólicas, que son las sucesiones de reacciones químicas que realiza un sustrato, en cuyos procesos es transformado.
Los estudios bioquímicos han permitido avances en el tratamiento de muchas enfermedades metabólicas, y en conocer más sobre el genoma humano. Así como en el campo de la medicina, también se aplica en la odontología, agricultura, práctica forense, antropología, ciencias ambientales, entre otros.
En las décadas de los 40 y 50, investigaciones que se dieron lugar en la Universidad de Cambridge, permitieron descubrir la existencia y estructura del Ácido Desoxirribonucleico o ADN, la molécula que define a cada ser vivo. En 1953, el biólogo James Watson (1928) y el físico Francis Crick (1916-2004) describieron la estructura de doble hélice del ADN, siendo uno de los avances más importantes en la historia de la ciencia. Fue entonces como la bioquímica, biología celular y genética se entrelazaron formando la biología molecular.
Áreas de la bioquímica
En la bioquímica pueden diferenciarse varias áreas, entre las que se tienen:
Química estructural
Se refiere a la estructura de los componentes de la materia viva y la relación de la función biológica con la estructura química.
Metabolismo
Se refiere a la totalidad de las reacciones químicas que se producen en la materia viva, donde se pretende conocer las rutas metabólicas celulares existentes en el organismo, estudiando todas las reacciones químicas y biológicas que hacen posible la vida.
Genética molecular
Esta estudia los genes, al igual que la herencia y cómo éstos se manifiestan. Esta rama es la que estudia el ADN y el ARN, y trata de descifrar cómo el primero se replica de un organismo al siguiente.
Además de estas áreas, se encuentran otras como:
- La química biorgánica, que estudia los compuestos orgánicos o más específicamente, los que tienen enlaces carbono-hidrógeno o carbono-carbono.
- La enzimología, que estudia el comportamiento de las enzimas o catalizadores, como por ejemplo, las vitaminas.
- La xenobioquímica, que estudia el comportamiento del metabolismo de los compuestos, cuya estructura no es típica en cierto organismo.
- La inmunología, que se encarga de estudiar las reacciones del organismo ante otros que los atacan, como los virus, interviniendo en ello los anticuerpos.
- La endocrinología, estudia las secreciones, tales como las hormonas que afectan el comportamiento de determinadas células y funciones.
- La neuroquímica, estudia a aquellas moléculas que inciden en la actividad neuronal.
- La quimiotaxonomía, en esta rama se clasifican e identifican los organismos de acuerdo a su similitud química.
- La ecología química, estudia los compuestos vivos que influyen en las interacciones de los seres vivos.
- La virología, que es un área de la biología encargada de estudiar los virus, a modo de clasificarlos, conocer su composición y cómo operan los mismos.
- La biología molecular, que estudia desde un punto de vista molecular los procesos de los seres vivos, y a través del comportamiento de las macromoléculas, explicar las funciones de cada organismo vivo.
- La biología celular, estudia a las células procariotas (organismos unicelulares carentes de núcleo) y eucariotas (células con núcleo), la división celular, multiplicación, entre otros procesos de las mismas.
Qué es la ingeniería bioquímica
La ingeniería bioquímica es la carrera que debe seguirse para dedicarse al estudio de las biomoléculas, su dinámica, sus rutas metabólicas y todos los fenómenos que tienen origen químico y biológico de los seres orgánicos para el aprovechamiento de los recursos que de allí puedan surgir y, mediante otros procesos artificiales, comercializarlos.
Es una profesión relativamente nueva, ya que no supera los 30 años desde su inicio, pero ha incrementado su demanda y aplicación.
Entre las principales actividades desempeñadas por un ingeniero bioquímico, están las de aprovechar dichos recursos, de los que se pueden aprovechar para la manufactura de alimentos, productos fermentados de tipo medicinal o bebidas, u otras sustancias.
Además, el profesional en ingeniería bioquímica supervisa todos los procesos que se dan en la industria donde se utilicen estos sistemas biológicos, a la vez que debe realizar investigaciones para el mayor aprovechamiento de los recursos.
Existen varias áreas en su campo de trabajo donde puede desempeñarse, como por ejemplo, en el sector de alimentos, en compañías que elaboran productos lácteos, cárnicos, de vegetales, frutas, bebidas, diversos tipos de dulces, aditivos y otros ingredientes; en el sector farmacéutico, para la elaboración de antibióticos, hormonas, vacunas y otros productos de origen biológico; y otros tipos de sectores diversos, entre los que se puede incluir las instituciones educativas o centros de investigación donde se desarrollen nuevas técnicas y recursos para la manufactura de otros productos de origen biológico.
Estudiar bioquímica
Para poder desempeñarse como un profesional en esta área, pueden estudiarse las carreras afines al estudio de agentes de origen bioquímico y existen varias opciones en al menos 23 estados de México.
En el país existen las profesiones de Ingeniería Bioquímica, Licenciatura en Análisis Químico-biológico, Licenciatura en Bioquímica, la carrera de Químico Farmacéutico Biológico, Ingeniería Bioquímico Ambiental, Licenciatura Bioquímica Diagnóstica, Licenciatura en Bioquímica Clínica, Licenciatura en Química Biológica, Licenciatura en Química Bacteriológica Parasitológica, Ingeniería Bioquímica en Alimentos e Ingeniería en Bioquímica Industrial.
