گرایش بیوشیمی

بیوشیمی مطالعه مواد شیمیایی در موجودات زنده و فعل و انفعالات بین این مواد است. بدین ترتیب کاربردهای عملی اساسا بی حد و حصر هستند.

بیوشیمی یا زیست شیمی علمی است که درباره ترکیبات و واکنشهای شیمیایی در موجودات زنده بحث می‌کند.

بیوشیمی علم مربوط به ترکیب اجزا و ساختار مواد موجود در سیستم‌های زنده و واکنش‌های شیمیایی انجام‌شده در این سیستم‌هاست. بیوشیمی را همه به‌عنوان شاخه‌ای از زیست‌شناسی می‌شناسند در حالی که جزء زمینه‌های شیمی آلی هم به حساب می‌آید. به اعتقاد بسیاری از دانشگاهیان بیوشیمی دانشی است که با مولکول‌های گوناگون موجود در سلول‌ها و جانداران در ارتباط بوده و با واکنش‌های شیمیایی آنها سر و کار دارد. رشته بیوشیمی در سه زمینه مختلف به بحث و بررسی می‌پردازد؛ بیوشیمی ساختمانی، متابولیکی و کلینیکی. در مدل ساختمانی به بررسی ساختار یک مولکول مثل پروتئین، لیپید یا … می‌پردازد.

متابولیکی روندی علمی است که با ایده بررسی واکنش‌های متابولیکی و مسیرهای مواد مغذی مثل کربوهیدرات‌ها، پروتئین‌ها و چربی‌ها مشغول به کار می‌شود. مدل کلینیکی اما روشی علمی است که به بررسی علل بروز بیماری می‌پردازد. نتیجه تحقیق و بررسی‌های مختلف نشان می‌دهد بیماری‌های داخلی امروزی به واسطه عوامل خارجی مانند تصادف بروز نمی‌کند بلکه پایه بیوشیمیایی مثل دیابت دارند. علاوه‌بر همه اینها رشته بیوشیمی ارتباطات بیماری‌ها را مورد مطالعه قرار می‌دهد. 50 تا 90 درصد بیماری‌ها تحت‌تاثیر اختلالات مسیرهای بیوشیمی و مهارکننده‌های شیمیایی ایجاد می‌شوند.

رشته بیوشیمی بنیادی‌ترین علم پایه برای رشته‌های علوم پزشکی و زیست‌شناسی محسوب می‌شود و اهمیت این رشته به حدی است که در کوریکولوم آموزشی تمامی رشته‌های وابسته به علوم پزشکی مانند پزشکی، دندانپزشکی، داروسازی، علوم آزمایشگاهی، تغذیه و پرستاری دروس تئوری و عملی بیوشیمی گنجانده شده است.

بیوشیمی علم تركیب اجزا و ساختار مواد موجود در سیستم‌های زنده و همچنين واكنش‌های شیمیایی سيستم‌ها است. در حال حاضر بيوشيمي در تمام حوزه‌هاي پزشكي نمود پيدا كرده است.

هدف رشته بیوشیمی تبیین مولکولی تمام فرآیندهای شیمیایی سلول‌های زنده، درک کامل تمام فرآیندهای شیمیایی مرتبط با سلول‌های زنده در سطح مولکولی، تلاش برای شناخت چگونگی آغاز حیات، به دست آوردن درک واضح از واکنش‌های شیمیایی درون سلول زنده و همچنین ارتباط این واکنش‌ها با ساختار و کار سلول است.

این واقعیت که بدن تمام گیاهان وجانوران از ترکیب های شیمیایی ساخته شده‌است، ضرورت حضور علم شیمی را در مطالعه موجودات زنده روشن می سازد و بیوشیمی پاسخی است علمی و فنی به این ضرورت.

با اینکه بیوشیمی به عنوان دانشی مستقل مطرح است ارتباط آن را با شاخه‌های علوم زیستی مانند زیست شناختی یاخته‌ای ، زیست مولکولی ، ژنتیک ، فیزیولوژی و بیوفیزیک نمی‌توان انکار کرد.

اهداف کاربردی: اهداف کاربردی در حیطه زیست شیمی به دو شاخه اصلی مشتمل بر رفع نیاز، مشکل و ارائه خدمات جهت رفاه انسانها تقسیم می گردد. مهمترین نیاز و مشکل جوامع بشری، نیاز سلامتی و بهداشت می باشد. نقش بیوشیمی در این حیطه بدیهی و مبرهن است چرا که بیوشیمی رابطه تنگاتنگی با حیات و سلامتی دارد. در این زمینه رابطه دو سویه پزشکی و بیوشیمی بیش از یک قرن است هویدا گشته، بیوشیمی به شناخت پایه و اساس بیماریها ، نحوه پیشگری، تشخیص و درمان کمک نموده و بسیاری از مشاهدات بالینی پزشکان یاری رسان کشف مسیرها و فرآیندهای زیست شیمی بوده اند. استفاده از مولکولهای زیستی دست ورزی شده نه تنها در شاخه پزشکی، که در انواع صنایع ، بهبود کیفیت محصولات و افزایش رفاه بشر  را پشتیبان بوده اند.

 استفاده از آنزیمها در شوینده ها، انواع زی حسگرها شاهدی بر این مدعا می باشند. امید است دانشجویان و فارغ التحصیلان جوان و پر توان با آگاهی از کاربردهای عدیده این شاخه علم، با اشتیاق به فراگیری آن بپردازند. 

نیازهای شغلی به رشته زیست شناسی گرایش بیوشیمی:

رشته بیوشیمی بنیادی‌ترین علم پایه برای رشته‌های علوم پزشکی و زیست‌شناسی محسوب می‌شود و اهمیت این رشته به حدی است که در کوریکولوم آموزشی تمامی رشته‌های وابسته به علوم پزشکی مانند پزشکی، دندانپزشکی، داروسازی، علوم آزمایشگاهی، تغذیه و پرستاری دروس تئوری و عملی بیوشیمی گنجانده شده است.

بیوشیمی علم تركیب اجزا و ساختار مواد موجود در سیستم‌های زنده و همچنين واكنش‌های شیمیایی سيستم‌ها است. در حال حاضر بيوشيمي در تمام حوزه‌هاي پزشكي نمود پيدا كرده است. بنابراین در کلیه مراکزی که با سلامت انسان ارتباط دارد به یک بیوشیمیست به طور مستقیم یا غیر مستقیم نیاز است. مانند مراگز آزمایشگاههای طبی، آزمایشگاههای پاتولوژی، آزمایشگاههای ژنتیک، مراکز تحقیقاتی، پژوهشکده ها از جمله پژوهشکده رویان و …

می دانیم بیماری‌های انسانی و حیوانی و حتی گیاهی ریشه بیوشیمیایی دارند. بیماری‌ها به دلیل تغییرات بیوشیمیایی به وجود می‌آیند. به عنوان نمونه در بیماری‌های شایعی مثل قند (دیابت)، فشارخون، بیماری‌های سیستم عصبی ( از قبیل آلزایمر، پارکینسون)،  قلبی و عروقی، سرطان‌ها، بیماری‌های مادرزادی، بیماری‌های دام و طیور و حتی بیماری‌های عفونی تا علت بیوشیمیایی در سطح سلول و مولکول مشخص نشود نمی‌توان بیماری را درمان کرد. بنابراین در مراکز مربوطه از جمله مراکز درمانی و دامپزشکی و کشاورزی نیاز مبرم به یک بیوشیمیست می باشد 

از طرف دیگر بیماری‌های مرتبط با کمبود مواد معدنی و ویتامین‌ها و اختلالات هورمونی نیز علت‌های بیوشیمیایی دارند. حتی در مراحل طراحی داروها و اثربخش بودن آنها نیز اهداف بیوشیمیایی خاصی مد نظر قرار می‌گیرد. بنابراین در بیوشیمی هدف اصلی تمرکز بر پیدا کردن راه‌های تشخیص آزمایشگاهی ترکیبات بیوشیمیایی و کمک به روند درمان است. با استفاده از نمونه‌های به دست آمده از بدن و اندازه‌گیری مارکرهای بیوشیمیایی در آزمایشگاه‌های تشخیص طبی و تحقیقاتی می‌توان تغییرات اساسی که باعث بیماری شده است را نشان داد.

از طرف دیگر بیماری‌های مرتبط با کمبود مواد معدنی و ویتامین‌ها و اختلالات هورمونی نیز علت‌های بیوشیمیایی دارند. حتی در مراحل طراحی داروها و اثربخش بودن آنها نیز اهداف بیوشیمیایی خاصی مد نظر قرار می‌گیرد. بنابراین در بیوشیمی هدف اصلی تمرکز بر پیدا کردن راه‌های تشخیص آزمایشگاهی ترکیبات بیوشیمیایی و کمک به روند درمان است. با استفاده از نمونه‌های به دست آمده از بدن و اندازه‌گیری مارکرهای بیوشیمیایی در آزمایشگاه‌های تشخیص طبی و تحقیقاتی می‌توان تغییرات اساسی که باعث بیماری شده است را نشان داد.

مکانیسمهای مولکولی بسیاری از بیماریها ، از قبیل بیماری کم خونی و اختلالات ارثی متابولیسم ، مشخص شده است. اندازه گیری فعالیت آنزیمها در تشخیص کلینیکی ضروری می‌باشد. برای مثال ، سطح بعضی از آنزیمها در سرم نشانگر این است که آیا بیمار اخیرا سکته قلبی کرده است یا نه؟بررسی DNAدر تشخیص ناهنجاریهای ژنتیکی ، بیماریهای عفونی و سرطانها نقش مهمی ایفا می کند. سوشهای باکتریایی حاوی DNA نوترکیب که با مهندسی ژنتیک ایجاد شده است، امکان تولید پروتئینهایی مانند انسولین و هورمون رشد را فراهم کرده است. به علاوه ، بیوشیمی اساس علایم داروهای جدید خواهد بود. در کشاورزی نیز از تکنولوژی DNA نوترکیب برای تغییرات ژنتیکی روی ارگانیسمها استفاده می‌شود.

بنابراین دو تا از بزرگترین زمینه‌های کار که نیاز به دانش بیوشیمی دارد داروسازی و ژنتیک می‌باشند. صنعت داروسازی تا حد زیادی بستگی به بیوشیمی دارد به این دلیل که ساخت مواد شیمیایی مورد نیاز بدن باید با مطالعه مواد شیمیایی داروها باشد. داروهای خاص به طور ویژه به دلیل تحقیقات بیوشیمیایی گسترش یافته‌اند.

  داروشناسی یکی از کاربردهای عملی بیوشمی
بیوشیمی کمک به گسترش موادی مانند مهارکننده‌های بازجذب سروتونین (SSRIs) تا حد امکان می‌کند. بیوشیمی در هورمون‌ها، آنزیم‌ها، پروتئنین‌ها و تعامل سلولی عمل می‌کند که همگی باعث افزایش درک اینکه چه نوع مواد شیمیایی مورد نیاز برای عدم تعادل صحیح بدون تأثیرگذاری مضر بر دیگر مواد شیمیایی تولید شده در بدن می‌باشد. بنابراین تحقیقات داروشناسی یک زمینه بسیار مهم در بیوشیمی است.
تحقیقات ژنتیک مانند پروژه ژنوم انسان بسیار با ارزش است و بسیاری کارشناسان در بیوشیمی بر روی آن تمرکز کرده‌اند. علاوه بر این تحقیقات اخیر در مورد سلول‌های بنیادی منجر به یافتن اطلاعات مهمی درباره فرایندهای شیمییایی که منجر به مرگ سلولی به نام آپوپتوز می‌شود. اگر سلول‌های بنیادی مورد استفاده در بخش‌های ترمیمی بدن شوند، ضروری است که سلول‌ها زنده بمانند. درک سیگنالدهی مواد شیمیایی که ممکن است تعدادی از سلول‌های بنیادی را از بین ببرد کمک در درک چگونگی استفاده از سلول‌های بنیادی می‌کند.

بیوشیمی‌دان‌ها می توانند از تخصص خود برای ایجاد آفت‌کش‌ها و علف‌کش‌ها استفاده می‌کنند.

 تهیه و تولید و استفاده از آنزیمها در شوینده ها و لوازم آرایشی و بهداشتی و انواع زی حسگرها  در حیطه کاری یک بیوشیمیست می باشد. بنابراین وجود یک بیوشیمیست در صنایع مربوطه ضروری است.

کارشناسان در بیوشیمی می توانند از مهارت‌هایی مانند ساخت محصولات شیمیایی مانند علف‌کش‌ها و آفت‌کش‌ها استفاده کنند. بسیاری از کارها در آزمایشگاه تحقیقاتی کوچک ممکن است بر روی مواد خاصی مطالعه کنند و موادی برای آلاینده‌ها مورد تأثیر قرار گیرد. برای مثال چشیدن آب یا غذا برای عوامل انگلی زنده یکی از فعالیت‌های ارزشی در بیوشیمی است.

گسترش سریع علم و تکنولوژی بیوشیمی در سالهای اخیر ، محققین را قادر ساخته که به بسیاری از سوالات و اشکالات اساسی در مورد بیولوژی و علم پزشکی جواب بدهند. چگونه یک تخم حاصل از لقاح گامتهای نر و ماده به سلولهای عضلانی ، مغز و کبد تبدیل می‌شود؟ به چه صورت سلولها با همدیگر به صورت یک اندام پیچیده درمی‌آیند؟ چگونه رشد سلولها کنترل می‌شود؟ علت سرطان چیست؟ مکانیسم حافظه کدام است؟ اساس مولکولی اسکیزوفرنی چیست؟ و …

و همه اینها اهمیت کار یک بیوشیمیست را می رساند.

 در ایران بسیاری از فعالیت های تحقیقاتی و پژوهشی در دانشگاه ها و با حضور اساتید دانشگاه و دانشجویان انجام می گردد و عمدتا در راستای انجام کار پایان نامه در مقاطع کارشناسی ارشد و دکتری می باشد. البته تعداد کمی از تحقیقات انجام شده در دانشگاه به سفارش شرکت ها و سازمان ها می باشد و نتایج حاصل از آنها در قالب گزارش های مختلف به این کارفرماها ارائه می شود.

با این حال یک بیوشیمیست  به عنوان یک پژوهشگر می توانید در مراکز تحقیقاتی و پژوهشی استخدام شوید و یا اینکه به صورت پاره وقت با آنها همکاری نمایید.

از جمله این مراکز تحقیقاتی و پژوهشی:

جهاد دانشگاهی، مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی( به لحاظ اینکه با محیط زیست و سلامت انسان در ارتباط مستقیم است)  پژوهشکده مطالعات فرهنگی و اجتماعی، مرکز تحقیقات کامپیوتری علوم انسانی، مرکز تحقیقات سرطان، پژوهشگاه فضای مجازی، پژوهشکده رویان و پژوهشکده علوم شناختی برخی از مراکز تحقیقاتی و پژوهشی در کشور می باشند که هر یک در حوزه تخصصی مشخصی فعالیت می نمایند.

همچنین برخی از سازمان های دولتی نیز دارای واحدهای تحقیق و توسعه می باشند که این واحدها در راستای اهداف سازمان و نیاز اطلاعاتی مدیران آن، اقدام به تعریف و انجام پروژه های تحقیقاتی مختلف می نمایند. که یک بیوشیمیست  به عنوان پژوهشگر بعد از استخدام در سازمان مربوطه می توانید در این واحدها فعالیت کنید.

همچنین برخی از چهرهای علمی و آموزشی شناخته شده که عمدتا از میان اساتید دانشگاه می باشند، به صورت مستقل با افراد حقیقی و حقوقی مختلف نسبت به انعقاد قراردادهای پژوهشی اقدام می کنند و پس از گرفتن کار، آن را با همکاری دانشجویان خود و سایر اساتید به انجام می رسانند

اساسا متخصصان در بیوشیمی می‌توانند از دانش خود در روش‌های متعدد به منظور بهبود زمین استفاده کنند. آنها ممکن است یاد بگیرند که مواد شیمیایی خطرناک را با مواد شیمیایی امن جایگزین کنند و یا روش‌هایی را برای بهبود سلامتی بیابند. آنها دارای انتخاب رشته‌هایی شامل کاربردها در دارو، ژنتیک، علم غذا، بیوتکنولوژی و داروشناسی هستند. کار آنها از ارزش فوق‌العاده‌ای برخوردار است و آنها اهمیت مواد شیمیایی را می‌یابند که این مواد بلوک‌های ساختمانی تمامی موجودات زنده هستند.

گرد آورنده: الهام حاجیان

درباره‌ی دکتر سمیه عرب زاده

همچنین ببینید

اهمیت زیست شناسی در چیست؟

اهمیت زیست شناسی در چیست؟ هیچ دانشی به اندازه زیست شناسی به وجود ما نزدیک …

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *