Estudios de la bio química alcances y perspectivas en las ciencias experimentales.
Autor: MSc: Rafael Pietro Correa Isturiz.
pietrocorre124gmail.com
Resumen:
Se puede definir la bioquímica como la ciencia que estudia los procesos químicos que tienen lugar en los seres vivos. Los objetivos de la bioquímica consisten en estudiar: la composición química de los seres vivos (las biomoléculas), las relaciones que se establecen entre dichos componentes (interacciones), entre los agentes prestablecidos. El soporte científico y referencial, busca explicar los sucesos, procesos, aplicación de investigaciones del cosmos biológico y celular, que tienen lugar en el interior de un ser vivo en su biodiversidad, incluyendo las aplicaciones bioquímicas, realizadas por eruditos de la ciencia. Necesita, por tanto, utilizar diversos instrumentos y técnicas experimentales que le permitan estudiar estos procesos. Por este motivo, el desarrollo de la bioquímica está íntimamente relacionado con los avances tecnológicos. sus estudios y acciones metodológicas aplicados en las transformaciones científicas y usos de la bio química en los seres vivos (metabolismo), la regulación de dichos procesos (fisiología), entre otros. La Bioquímica es una ciencia empírica y, por tanto, su desarrollo está ligado a la observación y a la experimentación. Para generar conocimientos, la bioquímica utiliza el denominado método científico. Según el Oxford English Dictionary, el método científico es: «un método o procedimiento, en sus múltiples aplicaciones según campos y complejidad laboral, empresarial que ha caracterizado a la ciencia natural y su trans-disciplnariedad experimental, que consiste en la observación sistemática, medición, experimentación, la formulación, análisis y modificación de las hipótesis, aplicación referencial científica, uso alcances y resultados, con aportes científicos significativos, en la biología, la medicina, la genética, la farmacología, los estudios de los seres vivos en general, para preservar la vida, mejorar procesos bioquímicos en agentes vivientes desde células hasta microorganismos.
Descriptores: Bioquímica, ramas, ciencias experimentales y tecnológicos.
Studies of biochemistry: Scope and perspectives in experimental sciences.
Author: MSc: Rafael Pietro Correa Isturiz.
pietrocorre124gmail.com
Summary:
Biochemistry can be defined as the science that studies the chemical processes that occur in living beings. The objectives of biochemistry are to study: the chemical composition of living beings (biomolecules), the relationships established between these components (interactions), and between pre-established agents. The scientific and referential support seeks to explain the events, processes, and application of research into the biological and cellular cosmos that take place within a living being in its biodiversity, including biochemical applications carried out by scholars of science. It therefore requires the use of various instruments and experimental techniques that allow it to study these processes. For this reason, the development of biochemistry is closely related to technological advances. Its studies and methodological actions are applied in the scientific transformations and uses of biochemistry in living beings (metabolism), the regulation of these processes (physiology), among others. Biochemistry is an empirical science, and therefore its development is linked to observation and experimentation. To generate knowledge, biochemistry uses the so-called scientific method. According to the Oxford English Dictionary, the scientific method is: “a method or procedure, in its multiple applications according to fields and work complexity, business that has characterized natural science and its experimental transdisciplinarity, consisting of systematic observation, measurement, experimentation, the formulation, analysis, and modification of hypotheses, scientific reference application, use of scope and results, with significant scientific contributions in biology, medicine, genetics, pharmacology, and the study of living beings in general, to preserve life and improve biochemical processes in living agents from cells to microorganisms.
Descriptors: Biochemistry, branches, experimental and technological sciences.
Presentación:
La bioquímica es la química de la vida, es decir, la rama de la ciencia que se interesa por la composición material de los seres vivientes. Esta ciencia estudia los compuestos elementales que conforman y permiten que los seres vivos se mantengan con vida: las proteínas, los carbohidratos, los lípidos y los ácidos nucleicos, estos estudios se realizan en varias empresas industrias, universidades, laboratorios publico y privados de varias partes del mundo.
Por otra parte, la bioquímica también estudia los procesos y reacciones químicas que ocurren entre estos compuestos, tanto en las células como en el organismo. A este conjunto de reacciones bioquímicas se las denomina metabolismo, cuando se trata de la transformación de compuestos en otros, catabolismo, cuando se trata de la degradación de compuestos para la obtención de energía, y anabolismo, cuando se trata de la síntesis de compuestos complejos a partir de sustancias más simples.
La bioquímica existe como campo científico a partir de la distinción de la química orgánica (la que encabeza estructuralmente el carbono) y también la química inorgánica. Esta ciencia considera que las moléculas que componen a los seres vivos complejos y transcomplejos, los cuales están formadas por carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre, moléculas que a su vez conforman a las células, los órganos y sistemas de órganos que conforman a los seres vivos.
Es una ciencia eminentemente experimental, que recurre al método científico, es decir, a la comprobación de los experimentos mediante numerosas técnicas instrumentales propias y también de otras ramas de la ciencia como la estadística y la física. Su comprensión molecular de la vida es, lógicamente, consecuencia del desarrollo de la teoría celular y del desarrollo moderno de la física, química y biología.
Planteamiento del Problema:
Los conocimientos de la bioquímica son clave para diversos campos aplicados del saber, como la biotecnología, la medicina, la farmacología, la agroalimentación y la salud pública, entre otros campos de estudios e investigaciones. Esto significa que los conocimientos bioquímicos son clave para la comprensión de los diversos y complejos procesos, humanos, médicos, en la biología, la botánica y la medicina entre otras ciencias, que coexisten en la vida, lo cual es, a su vez, es indispensable para aprender a protegerla y mejorando la calidad de vida de los seres humanos y de la cosmología societal del hombre.
Desde la acción operativa y real un bioquímico es un estudioso de la química de la vida. Eso significa que entre sus labores están la experimentación en materia médica, farmacológica y toxicológica, ya que se especializa en la química del cuerpo y en las reacciones que pueden favorecer o dañar a la vida. En el área industrial, empresarial, los bioquímicos son vitales para la tecnología alimenticia, la higiene y la seguridad. Por otra parte, estos profesionales trabajan en la base fundamental de la biotecnología, que es la rama de la ciencia dedicada a aplicar los conocimientos químicos y biológicos en conjunto a sectores como la agricultura, la ganadería, la farmacología etc. La justificación funcional pragmática y experimenta, se pueden mejorar los cultivos, los diseños de los nuevos medicamentos, la relevancia de producir alimentos específicos para cada tipo de animal de cría, sintetizar pesticidas menos dañinos al ser humano y a los animales, entre otras muchísimas aplicaciones de esta vertiente químico científico.
La bioquímica es una rama de la ciencia que estudia la composición química de los seres vivos de diversa génesis y origen, especialmente las proteínas, carbohidratos, lípidos y ácidos nucleicos, además de otras pequeñas moléculas presentes en las células y las reacciones químicas que sufren estos compuestos, como el (metabolismo) que les permiten obtener energía (catabolismo) y generar biomolecular propias (anabolismo). La bioquímica se basa en el concepto de que todo ser vivo contiene carbono y en general las moléculas biológicas están compuestas principalmente de carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre.
Es la rama de la ciencia que estudia la base química de las moléculas que componen algunas células y los tejidos, que catalizan las reacciones químicas del metabolismo celular como la digestión, la fotosíntesis y la inmunidad, entre otras muchas cosas. Podemos entender la bioquímica como una disciplina científica integradora que elabora el estudio de los biomas y bio-sistemas. Integra de esta forma las leyes químico-físicas y la evolución biológica que afectan a los bio-sistemas y a sus componentes. Lo hace desde un punto de vista molecular y trata de entender y aplicar su conocimiento a amplios sectores de la medicina (terapia genética y biomedicina), la agroalimentación, la farmacología.
Objetivo general:
Analizar los estudios de la bio-química alcances y perspectivas en las ciencias experimentales.
Objetivos Específicos:
Describir vectores técnicos que describen fundamentos y orígenes de la bio-quimica, como ciencia experimental.
Explicar las bases pragmáticas y técnicas, de la bioquímica en el ámbito de la transdisciplinariedad científica, ramas y alcances.
Antecedentes y Origen:
Se explicara los vectores y factores relacionados a la bioquímica como tal es un campo del saber relativamente moderno, sus antecedentes datan desde tiempos remotos. Un ejemplo muy antiguo y donde se ve reflejada la bioquímica, consiste en el proceso de fabricación del pan, cuando se le añade la levadura (fermentación). Pero el inicio propiamente dicho de esta disciplina se ubica en 1828, cuando Friedrich Wöhler publicó un artículo sobre la síntesis de la urea, que demostraba que los compuestos orgánicos, al contrario de lo que se creía, pueden producirse artificialmente en un laboratorio.
A partir de entonces la comprensión de las sustancias que componen el cuerpo de los seres vivos creció exponencialmente gracias a los estudios de Louis Pasteur, Albrecht Kossel, Wilhelm Kühne y Eduard Buchner en el siglo XIX, se realizaron varios experimentos combinando los principios y elementos de ambas, ciencias para determinar factores biológicos y químicos a los procesos de la vida humana, del contexto vegetal y animal, del medio donde coexiste el ser humano.
La verdadera revolución de la bioquímica se produjo en la segunda mitad del siglo XX, de la mano de la biología molecular moderna o post-moderna. Esto ocurrió debido al avance en el desarrollo de técnicas experimentales como la cromatografía, la centrifugación, la electroforesis, la microscopía electrónica, la resonancia magnética nuclear y otras técnicas más que son fruto del avance científico-tecnológico y de los campos de la química y la física. Se ha logrado comprender los ciclos metabólicos celulares, la inmunología, el funcionamiento enzimático y la secuenciación del ADN, lo que permitió avances como la clonación de seres vivos, la intervención genética y las terapias génicas.
Ramas de la Bio química:
La bioquímica comprende una enorme variedad de ramas, que van cambiando y haciéndose más complejas a medida que avanzan los conocimientos de la química y la biología. Algunas de las más importantes son:
Bioquímica estructural. Se interesa por la arquitectura molecular de las sustancias orgánicas y las macromoléculas biológicas, como las proteínas, los azúcares o los ácidos nucleicos (como el ADN y el ARN). Uno de sus cometidos como disciplina es la ingeniería (ensamblaje artificial) de proteínas.
Enzimología. Está dedicada al estudio de la actividad catalítica de las enzimas, es decir, su capacidad de activar, desactivar, acelerar, desacelerar o modificar de cualquier forma las reacciones químicas que se dan dentro del organismo viviente.
Bioquímica metabólica. Está centrada en las diferentes rutas metabólicas que a nivel celular se dan en los seres vivientes, así como todas las reacciones químicas que posibilitan la vida tal y como la conocemos. Comprende también la bioenergética, la bioquímica nutricional y otras áreas de estudio más específicas.
Inmunología. Estudia las relaciones químicas que se dan entre el organismo viviente y sus agentes patógenos, como virus y bacterias capaces de provocar enfermedades. Su principal foco es el sistema inmunológico, una complicada red de relaciones de detección y respuesta a nivel celular y bioquímico del organismo.
Xenobioquímica: es la disciplina que estudia el comportamiento metabólico de los compuestos cuya estructura química no es propia en el metabolismo regular de un organismo determinado. Pueden ser metabolitos secundarios de otros organismos (por ejemplo las micotoxinas, los venenos de serpientes y los fitoquímicos cuando ingresan al organismo humano) o compuestos poco frecuentes o inexistentes en la naturaleza. La farmacología es una disciplina que estudia a los xenobióticos que benefician al funcionamiento celular en el organismo debido a sus efectos terapéuticos o preventivos (fármacos).
La farmacología tiene aplicaciones clínicas cuando las sustancias son utilizadas en el diagnóstico, prevención, tratamiento y alivio de síntomas de una enfermedad así como el desarrollo racional de sustancias menos invasivas y más eficaces contra dianas biomoleculares concretas. Por otro lado, la toxicología es el estudio que identifica, estudia y describe, la dosis, la naturaleza, la incidencia, la severidad, la reversibilidad y, generalmente, los mecanismos de los efectos adversos (efectos tóxicos) que producen los xenobióticos. Actualmente la toxicología también estudia el mecanismo de los componentes endógenos, como los radicales libres de oxígeno y otros intermediarios reactivos, generados por xenobióticos y endobióticos.
Endocrinología: es el estudio de las secreciones internas llamadas hormonas, las cuales son sustancias producidas por células especializadas cuyo fin es de afectar la función de otras células. La endocrinología trata la biosíntesis, el almacenamiento y la función de las hormonas, las células y los tejidos que las secretan, así como los mecanismos de señalización hormonal. Existen subdisciplinas como la endocrinología médica, la endocrinología vegetal y la endocrinología animal.
Neuroquímica: es el estudio de las moléculas orgánicas que participan en la actividad neuronal. Este término es empleado con frecuencia para referir a los neurotransmisores y otras moléculas como las drogas neuro-activas que influencian la función neuronal.
Quimiotaxonomía: es el estudio de la clasificación e identificación de organismos de acuerdo a sus diferencias y similitudes demostrables en su composición química. Los compuestos estudiados pueden ser fosfolípidos, proteínas, péptidos, heterósidos, alcaloides y terpenos. John Griffith Vaughan fue uno de los pioneros de la quimiotaxonomía. Entre los ejemplos de las aplicaciones de la quimiotaxonomía pueden citarse la diferenciación de las familias asclepiadaceae y apocynaceae según el criterio de la presencia de látex; la presencia de agarofuranos en la familia celastraceae; las sesquiterpenlactonas con esqueleto de germacrano que son características de la familia asteraceae o la presencia de abietanos en las partes aéreas de plantas del género salvia del viejo mundo a diferencia de las del Nuevo Mundo que presentan principalmente neo-clerodanos.
Ecología química: es el estudio de los compuestos químicos de origen biológico implicados en las interacciones de organismos vivos. Se centra en la producción y respuesta de moléculas señalizadoras (semioquímicos), así como los compuestos que influyen en el crecimiento, supervivencia y reproducción de otros organismos (aleloquímicos).
Virología: área de la biología, que se dedica al estudio de los biosistemas más elementales: los virus. Tanto en su clasificación y reconocimiento, como en su funcionamiento y estructura molecular. Pretende reconocer dianas para la actuación de posibles de fármacos y vacunas que eviten su directa o preventivamente su expansión. También se analizan y predicen, en términos evolutivos, la variación y la combinación de los genomas víricos, que podrían hacerlos finalmente, más peligrosos. Finalmente suponen una herramienta con mucha proyección como vectores recombinantes, y han sido ya utilizados en terapia génica.
La parte metodológica de la bioquímica, técnicas y métodos:
Al ser una ciencia experimental la bioquímica requiere de numerosas técnicas y diversidad adaptativa de métodos instrumentales, experimentales, tecnológicos entre otros vectores procedimentales, que posibilitan su desarrollo y ampliación, algunas de ellas se usan diariamente en cualquier laboratorio y otras son muy exclusivas. Fraccionamiento sub-celular, incluyen multitud de técnicas, espectrofotometría, centrifugación, cromatografía, electroforesis, las técnicas radioisotópicas, la citometría de flujos, la inmuno-precipitación, ELISA, el uso de microscopio electrónico, la cristalografía de rayos X, las resonancias magnéticas nuclear, las espectrometría de masas, la fluorimetría, la espectroscopia de resonancia magnética nuclear.
La bio química perspectivas experimentales y alcances:
La bioquímica es una ciencia experimental que tiene un presente y un futuro prometedor, en el sentido, que se yergue como base de la biotecnología y la biomedicina, la bio-robotica, la bio farmacología entre otras acciones científicas transdisciplinarias complejas post-modernas. La bioquímica es básica para la formación de organismos y alimentos transgénicos, la biorremediación o la terapia génica, y se constituye como faro y esperanza de los grandes retos que plantea el siglo xxi. No cabe duda de que los cambios que traerá, beneficiarán enormemente a la humanidad, pero el hecho intrínseco de ser un conocimiento tan poderoso lo puede hacer peligroso, en este sentido es importante áreas como la bioética que regulan la moralidad y guían el conocimiento biológico hacia el beneficio humano sin transgresiones morales.
El conocimiento bioquímico tiene grandes objetivos como progresar en la terapia génica, por ejemplo contra el cáncer o el VIH, desarrollar alimentos transgénicos más eficientes, resistentes, seguros y saludables, aplicar los conocimientos bioquímicos a la lucha contra el cambio climático y la extinción de especies, generar nuevos fármacos más eficientes, investigar y buscar dianas de las enfermedades, conocer los patrones de expresión génica, generar nuevos materiales, mejorar la eficiencia de la producción industrial y socio productiva.
Conclusiones:
La Bioquímica es la ciencia que estudia la composición química de los seres vivos, prestando especial atención a las moléculas que componen las células y tejidos destacando su bio aplicabilidad en los campos laborales y cientificos. Analiza los ácidos nucleicos, proteínas, lípidos, carbohidratos y el resto de moléculas pequeñas que componen las células. También estudia las reacciones químicas que sufren esos compuestos y les permiten obtener energía y generar biomoléculas propias para comprender el metabolismo celular y procesos como la digestión, la fotosíntesis o la inmunidad. De hecho, la Bioquímica no solo estudia las biomoléculas sino también las relaciones que se establecen entre sus componentes, sus transformaciones en los seres vivos y la regulación de esos procesos.
Con un campo de estudio tan amplio, los avances de la biología, la química y la física han ido diversificando las ramas de la Bioquímica. En la actualidad puedes encontrar desde la bioquímica estructural que se enfoca en la arquitectura química de las macromoléculas biológicas hasta la química orgánica que se centra en los compuestos orgánicos de los seres vivos, sin olvidar la enzimología o la neuroquímica. En las últimas décadas también se han ido desarrollando nuevas ramas de la Bioquímica, como la genética molecular e ingeniería genética, enfocada en el estudio de los genes, su herencia y expresión, así como la biología celular, que se dedica al análisis de la morfología y fisiología de las células procariotas y eucariotas.
Referencias Bibliográficas:
- The Journal of Nutritional Biochemistry. Consultado el 15 de noviembre de 2019.
- ↑ Xenobiotica. http://catalogue.informahealthcare.com/pjbp/products/20001539380/Xenobiotica-Print-ISSN-0049-8254.
- ↑ Abbas, Abul (2017). Inmunología básica: funciones y transtornos del sistema inmunitario. (en castellanp). Elsevier Castellano. ISBN 9788491130758.
- ↑ Gardner, G. David (2018). Greenspan.Endocrinología básica y clínica. McGraw-Hill. ISBN 9781456262648.
- ↑ The chemotaxonomy of plants. Series of student texts in contemporary biology (Contemporary biology) (1976) Smith, P.M. Elsevier.
- ↑ Córdoba, Manuel Vargas (1 de enero de 2016). Virología médica. Editorial El Manual Moderno Colombia S.A.S. ISBN 978-958-775-822-1. Consultado el 2 de junio de 2020.
- ↑ Herráez, Ángel (2012). BIOLOGÍA MOLECULAR E INGENIERÍA GENÉTICA. Elsevier Health Sciences. ISBN978-84-8086-647-7. Consultado el 3 de junio de 2020.
- ↑ Alberts, Bruce; Bray, Dennis (2006). Introducción a la biología celular. Ed. Médica Panamericana. ISBN 978-84-7903-523-5. Consultado el 3 de junio de 2020
