Las ramas de la bioquímica son bioquímica estructural, química bioorgánica, enzimología, bioquímica metabólica, xenobioquímica, inmunología, neuroquímica, quimiotaxonomía y ecología química, entre muchas otras.
La bioquímica es la rama de la biología que explora los procesos químicos dentro y relacionados con los organismos vivos. Es una ciencia desarrollada en el laboratorio que incluye la biología y la química. Mediante el uso de conocimientos y técnicas químicas, los bioquímicos pueden entender y resolver problemas biológicos.
La bioquímica se centra en los procesos que ocurren a nivel molecular. Se enfoca en lo que está sucediendo dentro de las células, estudiando componentes como proteínas, lípidos y orgánulos.
También examina cómo las células se comunican entre sí, por ejemplo, durante el crecimiento o la lucha contra una enfermedad.
Los bioquímicos necesitan entender cómo la estructura de una molécula se relaciona con su función, permitiéndoles predecir cómo interactuarán las moléculas.
Esta disciplina abarca una gama de ramas científicas, incluyendo la genética, la microbiología, la medicina forense, la ciencia de las plantas y la medicina.
Debido a su amplitud, la bioquímica es muy importante y los avances en este campo de la ciencia en los últimos 100 años han sido asombrosos.
Principales ramas de la bioquímica
Debido a la gran diversidad de sus enfoques, la bioquímica se ha derivado en ramas que tienen objetos de estudio específicos.
Bioquímica estructural
La bioquímica estructural es una rama de las ciencias de la vida que combina la biología, la física y la química para estudiar los organismos vivos, y para resumir algunos principios que todas las formas de vida comparten.
También se refiere más generalmente a la bioquímica. Los bioquímicos pretenden describir en términos moleculares las estructuras, mecanismos y procesos químicos compartidos por todos los organismos, proporcionando principios organizativos que subyacen a la vida en todas sus diversas formas.
Química bioorgánica
La química bioorgánica es una disciplina científica de rápido crecimiento que combina la química orgánica y la bioquímica. Se ocupa del estudio de los procesos biológicos usando métodos químicos.
Mientras que la bioquímica apunta a la comprensión de los procesos biológicos usando la química, la química bioorgánica intenta expandir las investigaciones orgánico-químicas (es decir, las estructuras, la síntesis y la cinética) hacia la biología.
Al investigar métalo-enzimas y cofactores, la química bioorgánica se superpone a la química bioinorgánica. La química orgánica biofísica es un término usado cuando se intenta describir detalles íntimos del reconocimiento molecular por la química bioorgánica.
Enzimología
La enzimología es la rama de la bioquímica que estudia las enzimas, su cinética, estructura y función, así como la relación entre sí.
Bioquímica metabólica
Es la rama de la bioquímica que estudia la generación de energía metabólica en organismos superiores con énfasis en su regulación a nivel molecular, celular y de órganos.
También se enfatizan los conceptos y mecanismos químicos de la catálisis enzimática. Incluye temas seleccionados en:
– Metabolismo de carbohidratos, lípidos y nitrógeno.
– Lípidos complejos y membranas biológicas.
– Transducción de la señal hormonal y otros.
Xenobioquímica
La xenobioquímica estudia la conversión metabólica de xenobióticos, especialmente fármacos y contaminantes ambientales.
La xenobioquímica explica las consecuencias farmacológicas y toxicológicas de la presencia de xenobióticos en el organismo vivo.
Simultáneamente, la xenobioquímica crea una base científica para la actividad calificada de farmacéuticos y bioanalíticos en el campo de la monitorización de laboratorio de los niveles de fármacos.
Inmunología
La inmunología es una rama de la bioquímica que cubre el estudio de los sistemas inmunes en todos los organismos. Fue el biólogo ruso Ilya Ilyich Mechnikov quien impulsó los estudios sobre inmunología y recibió el premio Nobel en 1908 por su trabajo.
Incrustó la espina de una rosa sobre una estrella de mar y observó que, 24 horas más tarde, las células rodeaban la punta.
Fue una respuesta activa del cuerpo, tratando de mantener su integridad. Fue Mechnikov quien observó por primera vez el fenómeno de la fagocitosis, en el cual el cuerpo se defiende contra un cuerpo extraño. También acuñó el término.
La inmunología clasifica, mide y contextualiza:
– El funcionamiento fisiológico del sistema inmunológico en estados tanto de salud como de enfermedad.
– El funcionamiento defectuoso del sistema inmune en trastornos inmunológicos.
– Las características físicas, químicas y fisiológicas de los componentes del sistema inmune in vitro, in situ y en vivo.
La inmunología tiene aplicaciones en numerosas disciplinas de la medicina, particularmente en los campos de trasplante de órganos, oncología, virología, bacteriología, parasitología, psiquiatría y dermatología.
Neuroquímica
La neuroquímica es la rama de la bioquímica que estudia los neuroquímicos, incluyendo neurotransmisores y otras moléculas como psicofármacos y neuropéptidos, que influyen en la función de las neuronas.
Este campo dentro de la neurociencia examina cómo los neuroquímicos influyen en el funcionamiento de las neuronas, sinapsis y redes neuronales.
Los neuroquímicos analizan la bioquímica y la biología molecular de los compuestos orgánicos en el sistema nervioso y sus funciones en procesos neurales como la plasticidad cortical, la neurogénesis y la diferenciación neural.
Quimiotaxonomía
Merriam-Webster define la quimiotaxonomía como el método de clasificación biológica basado en similitudes en la estructura de ciertos compuestos entre los organismos que se están clasificando.
Los partidarios argumentan que, debido a que las proteínas están más estrechamente controladas por los genes y menos sujetas a la selección natural que las características anatómicas, son indicadores más confiables de las relaciones genéticas.
Los compuestos más estudiados son proteínas, aminoácidos, ácidos nucleicos, péptidos, entre otros.
Ecología química
La ecología química es el estudio de las interacciones entre los organismos y entre los organismos y su entorno, que involucran moléculas o grupos de moléculas específicas denominadas semioquímicas, que funcionan como señales para iniciar, modular o terminar una variedad de procesos biológicos.
Las moléculas que sirven en tales papeles típicamente son sustancias orgánicas fácilmente difusibles de baja masa molecular que derivan de vías metabólicas secundarias, pero también incluyen péptidos y otros productos naturales.
Los procesos químicos ecológicos mediados por semioquímicos incluyen aquellos que son intraespecíficos (una especie) o que son interespecíficos (que ocurren entre especies).
Se conocen una variedad de subtipos funcionales de señales, incluyendo feromonas, alomonas, cairomonas, atrayentes y repelentes.
Endocrinología
Se enfoca en la secreción de sustancias internas llamadas hormonas, producidas por glándulas especializadas, cuyo objetivo es afectar la función de otras células. Estudia la biosíntesis, almacenamiento y función de las hormonas, las células que las excretan y los mecanismos de señalización hormonal.
Virología
Se encarga de estudiar biosistemas muy elementales: los virus, para su reconocimiento y clasificación, y entender su estructura molecular, y en consecuencia, su comportamiento. Estudia también posibles fármacos y vacunas, así como la variación y combinación de genomas víricos.
Genética molecular
Estudia los genes, la herencia y su expresión. Se enfoca en el ADN y el ARN, cómo se replican y se traducen en proteínas.
Referencias
- Eldra P. Solomon; Linda R. Berg; Diana W. Martin (2007). Biology. International Student Edition. Thomson Brooks/Cole.
- Fromm, H.J., Hargrove, M. (2012). Essentials of Biochemistry. Springer.