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Qué es la Bioquímica y dónde se aplica

La Bioquímica es la aplicación de la química en el estudio de los procesos biológicos a nivel celular y molecular. Combinando la química, la fisiología y la biología, se formó como una disciplina distinta al comienzo del siglo XX. Se trata de una ciencia tanto de la vida como química que explora la química de los organismos vivos y la base molecular de los cambios que ocurren en las células vivas.

La primera mención que se hace a esta ciencia es en el siglo XX:

“El objeto de la bioquímica es el estudio de las leyes físicas y químicas de los procesos biológicos.”

Carl Neubert

Los orígenes de la bioquímica están sin embargo bastante más atrás, en el estudio de la fermentación alcohólica y en las aportaciones de científicos como Liebig, Schwann, Pasteur, Berthelot, Claude Bernard y Eduard Büchner.

En 1938 se acuñó otro término fuertemente relacionado, el de biología molecular. Aunque lo acuñó Warren Weaver la definición precisa la daría otro autor:

“La biología molecular es el dominio de la biología que busca explicaciones a las células y organismos en términos de estructura y función de moléculas; las moléculas más frecuentemente analizadas son las macromoléculas del tipo proteínas, ácidos nucleicos y glúcidos, así como conjuntos moleculares del tipo membranas o virus”

H. Salter

El 25 de abril de 1953 se dio a conocer al mundo la estructura tridimensional de la molécula que guarda la información genética de todos los seres vivos, el ADN. Ese día se publicó en la revista Nature una serie de tres escuetos artículos que describían por primera vez en la historia la estructura del ácido desoxirribonucleico o ADN. El descubrimiento fue anunciado por los científicos Francis Crick y James Dewey Watson. A James Watson le debemos esta definición más sucinta de la bioquímica:

La bioquímica es la ciencia más importante que existe, ya que explora la base de la vida.

James Watson

En 1958 el propio Francis Crick publicó en un artículo el llamado “dogma central de la biología molecular”, que indica que el propio ADN dirige su autorreplicación y transcripción, que la transcripción se realiza dando como resultado ARN y que este ARN se “traduce” en una cadena de aminoácidos, formando una proteína. Estas proteínas son las famosas enzimas, catalizadores bioquímicos de las reacciones de la vida. No es el objeto de este artículo profundizar en los hitos de la bioquímica, pero conviene recordar que en abril de 2003 se completó el Human Genome Project, el mapa del genoma humano.

Sin el conocimiento de la química del ARN habría sido imposible desarrollar la mayoría de las vacunas que se utilizaron para bloquear los efectos más perniciosos del COVID-19. Las aplicaciones de la bioquímica han sido constantes en el ámbito de la salud, pero ha desbordado con frecuencia este círculo, hacia campos como la industria, el medio ambiente o incluso la informática.

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El estudio de la vida en sus procesos químicos

La Bioquímica utiliza métodos de la química, la física, la biología molecular e inmunología para estudiar la estructura y comportamiento de las complejas moléculas encontradas en material biológico y la forma en que estas moléculas interactúan para formar células, tejidos y organismos completos. Los bioquímicos se interesan, por ejemplo, en mecanismos de función cerebral, multiplicación y diferenciación celular, comunicación dentro y entre células y órganos y las bases químicas de la herencia y la enfermedad. Se presta una atención particular a la regulación de las reacciones químicas en las células vivas.

Importancia de la Bioquímica

Según el Instituto Nacional de Bioquímica, la Bioquímica es “la base para entender todos los procesos biológicos”. Ha proporcionado explicaciones para las causas de muchas enfermedades en humanos, animales y plantas y, a menudo, sugiere formas en que se pueden tratar o curar. La Bioquímica es una ciencia práctica que brinda la base para avances prácticos en medicina, veterinaria, agricultura y biotecnología, y subyace y incluye nuevos campos emocionantes como la genética molecular y la bioingeniería.

Aplicaciones de la Bioquímica

La Bioquímica es la aplicación de la química en el estudio de los procesos biológicos a nivel celular y molecular. Combinando la química, la fisiología y la biología, se formó como una disciplina distinta al comienzo del siglo XX. Se trata de una ciencia tanto de la vida como química que explora la química de los organismos vivos y la base molecular de los cambios que ocurren en las células vivas.

Enfoque de la Bioquímica

La Bioquímica utiliza métodos de la química, la física, la biología molecular e inmunología para estudiar la estructura y comportamiento de las complejas moléculas encontradas en material biológico y la forma en que estas moléculas interactúan para formar células, tejidos y organismos completos. Los bioquímicos se interesan, por ejemplo, en mecanismos de función cerebral, multiplicación y diferenciación celular, comunicación dentro y entre células y órganos y las bases químicas de la herencia y la enfermedad. Se presta una atención particular a la regulación de las reacciones químicas en las células vivas.

Importancia de la Bioquímica

Según el Instituto Nacional de Bioquímica, la Bioquímica es “la base para entender todos los procesos biológicos”. Ha proporcionado explicaciones para las causas de muchas enfermedades en humanos, animales y plantas y, a menudo, sugiere formas en que se pueden tratar o curar. La Bioquímica es una ciencia práctica que brinda la base para avances prácticos en medicina, veterinaria, agricultura y biotecnología, y subyace y incluye nuevos campos emocionantes como la genética molecular y la bioingeniería.

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Aplicaciones de la Bioquímica

El conocimiento y los métodos desarrollados por los bioquímicos se aplican en todas las áreas de la medicina, en la agricultura y en muchas industrias químicas y relacionadas con la salud. La Bioquímica es única al brindar enseñanza e investigación tanto en estructura y función de proteínas como en ingeniería genética, dos componentes básicos del rápidamente expandido campo de la biotecnología.

¿Qué hacen los bioquímicos?

Los bioquímicos interactúan con científicos de una amplia variedad de otras disciplinas, generalmente en problemas que son una pequeña parte de un sistema muy grande y complejo.

Bioquímicos en la industria

Los bioquímicos en la industria están interesados en aplicaciones específicas que lleven a productos comercializables.

Bioquímicos en academia o laboratorios gubernamentales

Los bioquímicos en la academia o en laboratorios gubernamentales realizan investigaciones más básicas y menos aplicadas. “La biología es el estudio de la vida, la química es el estudio de la materia, y la bioquímica es el estudio de la vida desde un punto de vista químico” (Linus Pauling, premio Nobel de Química).

Aplicaciones de la bioquímica

La bioquímica tiene aplicaciones evidentes en medicina, odontología y medicina veterinaria. Otros usos incluyen:

  • Ciencia de los alimentos
  • Agricultura
  • Farmacología, fisiología, microbiología, toxicología y química clínica.

En la ciencia de los alimentos, los bioquímicos determinan la composición química de los alimentos, investigan maneras de desarrollar fuentes abundantes y económicas de alimentos nutritivos, desarrollan métodos para extraer nutrientes de los productos residuales y/o inventan maneras de prolongar la vida útil de los productos alimenticios.

En agricultura, los bioquímicos estudian la interacción de herbicidas/insecticidas con plantas y plagas. Examínan las relaciones entre estructura y actividad de los compuestos, determinan su capacidad para inhibir el crecimiento y evalúan los efectos tóxicos en la vida circundante.

¿Qué máster estudiar si tienes conocimientos de bioquímica?

Si posees un grado universitario o una licenciatura, hay varios másters de IMF que pueden ser muy útiles para el desarrollo de tu carrera profesional y para ampliar tus conocimientos:

  • Máster en biotecnología. La biotecnología es uno de los sectores con mayor auge de inversión en las últimas décadas y es el vector tecnológico más disruptivo del siglo XXI, incidiendo de forma transversal en áreas muy diversas (sanidad, farmacia, alimentación, industria, medio ambiente…. ). Es además convergente con los Objetivos de Desarrollo Sosenible definidos por la ONU.
  • Máster en Calidad y Seguridad Alimentaria. Los conocimientos de biología molecular y microbiología que tiene un bioquímico pueden ser complementados con un máster orientado al control de calidad alimentaria y a la seguridad de los alimentos, un conocimiento ampliamente demandado en la industria y distribución de alimentos y bebidas en todo el mundo.
  • Máster en Ciencia Cosmética y Tecnología. El bioquímico puede desempeñar papeles relevantes en esta industria si cuenta con la especialización adecuada para abordar los procesos principales de esta industria.
  • Máster en Registro de Medicamentos y Farmacovigilancia. Los especialistas en registro de medicamentos son cada vez más demandados ante los requerimientos de documentación y regulaciones cada vez más evolucionados en los distintos mercados. La capacidad de un bioquímico para entender y elaborar o supervisar la documentación técnica lo hace un candidato ideal a cursar este máster si tiene interés en el sector Pharma.
  • Máster Internacional en Medical Affairs. Es un rol de gran importancia para las empresas farmacéuticas y también para las de biotecnología en general, así como en las empresas que fabrican o distribuyen dispositivos médicos. Te lo recomendamos especialmente si provienes de carreras como medicina, farmacia o veterinaria o si tienes conocimientos de bioquímica y trabajas ya en uno de estos sectores.
  • Máster en Gestión y Auditoría de Calidad. Si tu interés está en el ámbito de la gestión, también puedes orientar tu carrera a la gestión y auditoría de calidad con las normas ISO 9000, con un amplio campo de aplicacion en todo tipo de industrias y organizaciones relacionadas con la química, la salud, o el medio ambiente.
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Referencias

  1. Lehninger, A. L., Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2017). Principles of biochemistry. Macmillan.
  2. Stryer, L. (2017). Biochemistry. Macmillan.
  3. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2015). Molecular biology of the cell. Garland Science.
  4. Campbell, N. A., & Reece, J. B. (2016). Biology. Pearson.
  5. Berg, J. M., Tymoczko, J. L., & Stryer, L. (2015). Biochemistry. W. H. Freeman.
  6. Crick, F. H. C. (1958). On Protein Synthesis. Symposia of the Society for Experimental Biology, 12, 138-163.
  7. Human Genome Project Information. (2021). National Institutes of Health. https://www.genome.gov/10001772/the-human-genome-project-a-brief-history/
  8. James Watson on the discovery of the structure of DNA. (2017). YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=f9XA52NyhN4
  9. The discovery of the structure of DNA. (2021). Nobel Prize. https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/1962/discovery/

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