الكيمياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية

علم الأحياء مجال العلوم الذي يدرس الكائنات الحية وعملياتها الحيوية، وينقسم علم الأحياء إلى فروع مختلفة تغطي جميع جوانب الكائنات الحية مثل علم التشكل وعلم وظائف الأعضاء وعلم التشريح والسلوك والأصل وتوزيع الكائنات الحية، حيث إن الكيمياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية هما مجالان من هذا القبيل، يتعاملان مع بنية ووظيفة الجزيئات المهمة بيولوجيًا وتفاعلاتها.

الفرق بين الكيمياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية

الفرق الرئيسي بين الكيمياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية هو أن الكيمياء الحيوية هي العلم الذي يتعامل مع كيمياء الكائنات الحية، بينما البيولوجيا الجزيئية هي دراسة الكائنات الحية على المستوى الجزيئي، حيث يساعد التخصص الرئيسي في كلا مجالي علم الأحياء هذين في فهم التقنيات التجريبية المستخدمة لاستكشاف ودراسة الهياكل والوظائف المختلفة للجزيئات المهمة بيولوجيا.

مفهوم علم الأحياء الجزيئي

البيولوجيا الجزيئية هي دراسة تكوين الجزيئات الخلوية وبنيتها وتفاعلها، وبمعنى آخر، إنها دراسة الحياة على المستوى الجزيئي، في الأساس، يتم استخدام هذا الفرع الفرعي لفحص متى ولماذا يتم تشغيل أو إيقاف تشغيل جينات معينة، كما يتم استخدامه لفحص التركيب والعلاقات بين أربعة جزيئات مهمة مثل البروتينات والدهون والكربوهيدرات والأحماض النووية وتكوينها وكيفية تنظيمها في الجسم. 

نطاق علم الأحياء الجزيئي

يبرز هذا العلم كواحد من مجالات البيولوجيا المتقدمة، مع وجود فرص مختلفة، كما يساعد التخصص في البيولوجيا الجزيئية الطلاب في العثور على وظائف مثل:

• مزارع.

• علماء الكيمياء الحيوية.

• مهندس الطب الحيوي.

• تقني حيوي.

• كيميائي.

• فني مختبر كيميائي.

• أخصائي أبحاث إكلينيكية.

• عالم الأوبئة.

التقنيات الجزيئية الشائعة لعلم الأحياء الجزيئي

الكهربائي

إنها تقنية معملية تستخدم لفصل الجزيئات المشحونة (DNA أو RNA أو جزيئات البروتين)، وذلك بناءً على حجمها وشحنتها الكهربائية باستخدام مجال الشحنة الكهربائية.

تفاعل البلمرة المتسلسل

وبالمثل، تستخدم طريقة تفاعل البوليميراز المتسلسل مبدأ بوليميريز الحمض النووي لتضخيم كميات صغيرة جدًا من الحمض النووي إلى ملايين النسخ.

استنساخ

الاستنساخ هو عملية إدخال جين جديد في خلية أو كائن حي أو توليد نسخة متطابقة وراثياً من خلية أو كائن حي.

النشاف

علاوة على ذلك، تساعد هذه التقنية الخاصة البيولوجيا الجزيئية على تحديد جزيئات معينة وبروتينات وأحماض نووية من خليط.

هضم التقييد

الهضم المقيد هو تقطيع الجزيئات الكبيرة إلى جزيئات أصغر باستخدام إنزيم تقييد، على سبيل المثال، قطع جزيئات الحمض النووي باستخدام إنزيمات مقيدة بالنوكلياز من أجل الاستنساخ الجزيئي التالي.

ربط

 الربط هو عملية ضم قطعتين من الحمض النووي معًا.

مفهوم الكيمياء الحيوية

يعتبر بشكل عام دراسة التفاعلات الكيميائية التي تحدث داخل الجسم، وبكلمات أبسط، فإن الكيمياء الحيوية هي كيمياء الحياة، حيث تشرح الكيمياء الحيوية خصائص الكائنات الحية من خلال المواد الكيميائية التي تحتوي عليها، كما أنه يساعد في دراسة مكونات الخلايا، مثل العضيات والبروتينات والدهون وما إلى ذلك، وكيفية تواصل الخلايا. 

تخصصات الكيمياء الحيوية الفرعية

تساهم الكيمياء الحيوية في آلية تفاعل الهرمونات مع أنسجتها المستهدفة والطريقة التي تؤثر بها لاحقًا على عملية التمثيل الغذائي للخلية.

• علم الوراثة الجزيئية.

• علم البروتين.

• التمثيل الغذائي.

الاختلافات بين الكيمياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية

ندرس بشكل عام جميع الإجراءات الكيميائية والفيزوكيميائية التي تحدث في الجسم الحي في الكيمياء الحيوية، بينما من ناحية أخرى، يتعامل علم الأحياء الجزيئي مع التركيب الكامل وجميع وظائف الجزيئات الكبيرة في جسم الإنسان.

الفرق في الجزيئات الحيوية

كلا المجالين لديها مجموعة متنوعة، ومن ثم تتعامل الكيمياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية مع التصنيفات الفرعية، كما تشمل العديد من التخصصات الفرعية للكيمياء الحيوية علم البروتينوعلم الوراثة الجزيئي وتقويض استقلاب، على العكس من ذلك تعد البيولوجيا الجزيئية بحد ذاتها فرعًا مهمًا من فروع الكيمياء الحيوية.

مشاركة الجينات

الاختلاف الآخر الأكثر أهمية في دراسة كلا المجالين هو مشاركة منتجات الجينات، حيث تساعد الكيمياء الحيوية في دراسة المنتجات المعروفة لجينات غير معروفة، بينما تتعامل البيولوجيا الجزيئية مع المنتجات المعروفة للجينات المعروفة.

التنوع في التقنيات

يعمل كلا التخصصين من خلال تقنيات مختلفة تختلف تمامًا عن بعضها البعض، كما يستخدم عالم الكيمياء الحيوية إجراءات مثل التروية والتنقية وفحوصات الإنزيم واللوني وحركية الإنزيم وما إلى ذلك، في المقابل يستخدم عالم الأحياء الجزيئية تقنيات مثل تفاعل البوليميراز المتسلسل والنشاف والعمليات الخاصة بالأليل والرحلان الكهربائي للهلام، وما إلى ذلك، لفحص أداء الجزيء الحيوي.