عُرفت الكيمياء الحيوية بأنها تطبيق لدراسة الكيمياء، حيث ظهرت كتطبيق مميز في القرن العشرين؛ لأنها تضم كل من الكيمياء والأحياء، ويتم من خلالها دراسة المواد والعمليات للكائنات الحية الدقيقة والحيوانات والنباتات.
أقسام الكيمياء الحيوية الأساسية
الكيمياء الحيوية الخلوية
يشرح هذا الفرع عن العمليات الكيميائية داخل الخلايا، ويضم أيضا دراسة إنتاج الخلايا للطاقة وكيفية تخزين العناصر الغذائية وكيفية استخدامها وإنتاجها والحفاظ على بيئتها.
الكيمياء الحيوية الجزيئية
يركز هذا الفرع على بنية ووظيفة الجزيئات الحيوية، حيث يدرس البروتينات، الحمض النووي، الكربوهيدرات، ويدرس تفاعل الجزيئات للتفاعلات البيو كيميائية.
الكيمياء الحيوية الأيضية
يدرس هذا الفرع التفاعلات الكيميائية داخل الجسم للحفاظ على الحياة، ويضم أيضا كيفية إنتاج الطاقة ويدرس كيفية إزالة السموم والتمثيل الغذائي للمغذيات.
علم الوراثة البيوكيميائية
يبحث هذا الفرع في دور الجينات في العمليات الكيمائية الحيوية، ويضم كيفية مشاركة الجينات في تصنيع البروتينات وكيفية عملها، وبعض الجزيئات الحيوية الأخرى.
أقسام الكيمياء الحيوية الفرعية
الكيمياء الحيوية الإنشائية
يهدف هذا المجال الى فهم البنية الكيميائية للجزيئات البيولوجية الكبيرة، وخاصة البروتينات والأحماض النووية (DNA-RNA). حيث إنه أحد الفروع الرئيسية للكيمياء الحيوية، كما يساهم في معرفة أحد أهم التحديات في تحديد بنية البروتين، مع معرفة تسلسل الأحماض الأمينية فقط، والذي سيكون ضروريًا للتصميم العقلاني للبروتينات (هندسة البروتين).
الكيمياء الحيوية العضوية
تعامل مجال الكيمياء مع دراسة المركبات العضوية (أي تلك التي تحتوي على روابط تساهمية (كربون-كربون)أو (كربون-هيدروجين)، والتي تأتي على وجه التحديد من الكائنات الحية، حيث إنه علم وثيق الصلة بالكيمياء الحيوية الكلاسيكية؛ نظرًا لأن معظم المركبات البيولوجية الكربونية متضمنة.
بينما تستخدم الكيمياء الحيوية الكلاسيكية معرفة بنية الجزيء العضوي والروابط الكيميائية والتفاعلات الجزيئية والتفاعل لإعطاء فهم للوظائف الكيميائية الحيوية، كما تحاول الكيمياء العضوية الحيوية دمج الإحساس بالتوليف العضوي وآليات التفاعل والتحليل الهيكلي والطرق التحليلية مع الأولية والثانوية، التفاعلات الأيضية والتخليق الحيوي والتعرف على الخلايا والتنوع الكيميائي للكائنات الحية.
علم الإنزيمات
يدرس هذا العلم سلوك الأكياس أو الإنزيمات البيولوجية، مثل بعض البروتينات أو الحمض النووي الريبي التحفيزي المحدد، والأنزيمات المساعدة والعوامل المساعدة مثل المعادن والفيتامينات، لذلك يتم التشكيك في آليات التحفيز وعمليات التفاعل لحالة الانتقال التحفيزي للركيزة والإنزيمات والأنشطة الإنزيمية وحركية التفاعل ووسائل التنظيم والتعبير الإنزيمي، كل ذلك من وجهة نظر الكيمياء الحيوية.
كما يحاول هذا العلم دراسة ومحاولة فهم العناصر الأساسية للموقع النشط وتلك التي ليست كذلك، والتأثيرات التحفيزية التي تحدث في تعديل هذه العناصر.
الكيمياء الحيوية الأيضية
يدعي مجال الكيمياء الحيوية معرفة الأنواع المختلفة من المسارات الأيضية على المستوى الخلوي والسياق العضوي، وبالتالي فهي مهارات أساسية في علم الأنزيمات وبيولوجيا الخلية.
كما درس جميع التفاعلات الكيميائية الحيوية الخلوية التي تجعل الحياة ممكنة ومؤشرات كيميائية حيوية عضوية صحية، والأساس الجزيئي لأمراض التمثيل الغذائي، أو التدفقات الأيضية الوسيطة على مستوى العالم، ومن هنا تنشأ التخصصات الأكاديمية مثل الطاقة الحيوية (دراسة تدفق الطاقة في الكائنات الحية) والكيمياء الحيوية الغذائية؛ (دراسة عمليات التغذية المرتبطة بمسارات التمثيل الغذائي) والكيمياء الحيوية السريرية (دراسة التغيرات الكيميائية الحيوية في حالات المرض أو الصدمات).
الأيض هو مجموعة من العلوم والتقنيات المخصصة لدراسة كاملة للنظام الذي يشتمل على مجموعة الجزيئات التي هي وسيطة أيضية، ويمكن العثور على هذه المستقبلات الأولية والثانوية في نظام بيولوجي.
