De toepassingen van biochemie worden voornamelijk geregistreerd in de geneeskunde, de industrie en de landbouw, hoewel ze zich dankzij de technologische vooruitgang naar veel gebieden hebben verspreid.
Biochemie is verantwoordelijk voor het bestuderen van de chemische samenstelling van levende wezens. Het richt zich voornamelijk op eiwitten, koolhydraten, lipiden en nucleïnezuren.
Zijn interesse gaat uit naar de processen waarin deze verbindingen deelnemen. Deze omvatten metabolisme, katabolisme (het proces om energie te verkrijgen) en anabolisme (het genereren van zijn eigen biomoleculen).
Er wordt aangenomen dat de eerste waarnemingen over chemische reacties werden verkregen met de fermentatie van brood en wijn, maar pas in de 19e eeuw begonnen chemische reacties en biologische veranderingen in levende wezens te worden bestudeerd.
Door verschijnselen als chemische isometrie ontdekte Louis Pasteur de gelijkenis die bestond tussen de wijnsteenzuurmoleculen die kenmerkend zijn voor levende wezens en de moleculen die in een laboratorium werden gesynthetiseerd.
Na deze ontdekking ontwikkelde de biochemie zich en bereikte zijn hoogtepunt in de tweede helft van de 19e eeuw. In 1919 noemde de ingenieur Karl Ereki deze nieuwe wetenschappelijke biochemie.
De 7 applicaties
1- Geneeskunde
Klinische diagnoses zijn mogelijk dankzij biochemie. De studie van biomoleculen en metabolisme bij mensen heeft het mogelijk gemaakt de oorzaken van talrijke ziekten vast te stellen.
Door observatie van micro-organismen is het mogelijk om de moleculaire basis van een ziekte te begrijpen en de beste behandeling te bepalen.
Biochemie maakt het mogelijk om alle chemische processen te kennen die zich in het lichaam ontwikkelen in termen van onder meer de vorming van eiwitten, lipiden en nucleïnezuren.
Bovendien is het dankzij biochemie mogelijk geweest om het ontwerp van organismen voor de productie van antibiotica, de ontwikkeling van vaccins, moleculaire diagnostiek en regeneratieve therapieën uit te voeren.
Met de ontwikkeling van genetische manipulatie is het mogelijk om ziekten, voornamelijk van het endocriene type, te voorspellen en te genezen door het gebrek aan of overmaat aan hormonen te identificeren.
De ontwikkeling van de geneeskunde is ondenkbaar zonder biochemie, omdat het deze wetenschap is die de chemische en biologische veranderingen bij levende wezens bestudeert en daarmee de overgang van een ziektetoestand naar een gezondheidstoestand.
2- In industriële processen
Biochemie heeft het mogelijk gemaakt micro-organismen te ontwerpen voor de productie van chemicaliën en het gebruik van enzymen als industriële katalysatoren.
Micro-organismen kunnen worden gemanipuleerd om belangrijke chemicaliën te ontwikkelen en ook de vernietiging van chemische verontreinigingen mogelijk te maken.
3- Mariene en aquatische omgevingen
In de oceanen, zeeën en rivieren zijn er talloze ecosystemen. Om ze te beschermen, is het noodzakelijk de omstandigheden te kennen waarin het leven plaatsvindt en die hun bestendigheid in de loop van de tijd garanderen.
De organisaties van de wereld die zich inzetten voor de bescherming van deze ecosystemen omvatten in hun functionele structuur het gebied van de biochemie.
Ze volgen en evalueren de componenten van het watersysteem permanent om de chemische en biologische veranderingen en hun mogelijke oorzaken en effecten te kennen.
4- Voedsel en lichaamstemperatuur
Dagelijks voeren is een kwestie van biochemie. Een goede gezondheidstoestand met het optimale voedingsniveau moet rekening houden met de chemische behoeften van het lichaam.
Gewichtstoename of afvallen, de bloedsuikerspiegel onder controle houden en het evenwicht tussen goed en slecht cholesterol zijn acties die kennis van de chemie van het lichaam vereisen.
De lichaamstemperatuur weerspiegelt ook biochemische processen; levende wezens hebben een gemiddelde temperatuur nodig om te overleven.
De ontdekkingen op het gebied van biochemie lieten ons toe om deze gezondheidsindicator te kennen en de mogelijke oorzaken te begrijpen om het welzijn van een organisme te herstellen.
5- Landbouw
In de landbouw zijn de bijdragen van biochemie essentieel voor de productie van insecticiden en meststoffen.
De studies van chemische en biologische reacties stellen ons in staat de bodemgesteldheid te kennen, de beste zaden te bereiden en de beste meststoffen te gebruiken om kwaliteitsvoedsel en met de juiste voedingsstoffen te verkrijgen.
Op dezelfde manier worden deze landbouwproducten geproduceerd met het oog op hun biologische afbraak om het milieu te beschermen.
Plattelandsontwikkeling omvat in de eerste fase het efficiënt gebruik van de bodem, en hiervoor is kennis vereist van de fysische en chemische kenmerken ervan, waaronder de chemische en biologische reacties die door de biochemie worden bestudeerd.
6- Voedselkwaliteit
Biochemie heeft de teelt van voedsel mogelijk gemaakt en de eigenschappen ervan verbeterd.
Hierdoor worden de beste eiwitten uit maïs gehaald, in bonen worden hun wortels versterkt, in knollen worden eiwitten en zetmeel versterkt, in avocado worden eiwitten en vetten versterkt en in fruit wordt geïdentificeerd hoe de pulpvezel.
7- Mijnbouw
In de mijnbouw zijn verschillende toepassingen uit de biochemie bereikt. Metalen zoals koper, uranium, kobalt, goud en zilver ondersteunen biotechnologische processen voor hun winning.
Bovendien maken de vorderingen in de biochemie ontwerpen mogelijk voor de transformatie van metalen door micro-organismen.
Deze toepassing vindt vooral plaats bij de afbraak van chemisch of biologisch afval, dat milieuverontreinigend wordt en bewust of per ongeluk in het milieu is geloosd.
De mogelijkheid om deze biochemische technieken in het industriële veld te implanteren, wordt momenteel bestudeerd, met de behandeling van andere mineralen.
Referenties
- Ramos A., (2001) De toekomst van gen-biochemische technieken en hun toepassingen. In vitro veritas, 2, art. 10. Universiteit van Catalunya.
- Andersen, CA (1967). Een inleiding tot de elektronensonde-microanalysator en de toepassing ervan in de biochemie. Methods of Biochemical Analysis, Volume 15, 147-270.
- Cameron, AT en Gilmour, CR (1935). Biochemie van de geneeskunde. J. en A. Churchill; Londen.
- Březina, M., & Zuman, P. (1958). Polarografie in geneeskunde, biochemie en farmacie. Interscience uitgevers.
- Nelson, DL, Lehninger, AL en Cox, MM (2008). Lehninger principes van biochemie. Macmillan.