معرفی بیوشیمی و ارتباط آن با علم شیمی:

بیوشیمی مطالعه مواد شیمیایی و شیمی موجودات زنده است. آشنایی با کاربرد بیوشیمی در دنیای علم شیمی باعث می شود تا افراد شناخت بیشتری از این علم به دست آورند. این دو علم به میزان قابل توجهی بر روی یکدیگر تاثیر می گذارند. متخصصان بیوشیمی مولکول‌های زیستی (مانند پروتئین‌ها، RNA، DNA، قندها و لیپیدها)، کاربرد ها و برهمکنش ‌های آن ‌ها در بدن و فرآیندهای مربوط به بیوشیمی و فرآیند های متابولیک را مطالعه می ‌کنند. متخصصان بیوشیمی دانش خود را برای طراحی دارو ها، مهندسی ژنتیک گیاهان و میکروب ‌ها به کار می ‌گیرند و اطلاعات بیشتری درباره نحوه عملکرد زندگی در سطح مولکولی دارند.

در علم بیوشیمی، جنبه های زیست شناسی با شاخه های گوناگون علم شیمی ترکیب می شود.

تاثیر بیوشیمی در دنیای علم شیمی بسیار گسترده است و جنبه های زیست شناسی را با شیمی فیزیکی، معدنی و آلی در بر می گیرد. متخصصان بیوشیمی می‌توانند حوزه خاصی را برای تخصص انتخاب کنند. دارندگان مدرک بیوشیمی می‌ توانند به دنبال موقعیت‌ هایی فراتر از تحقیق و توسعه باشند.

از آن جایی که بیوشیمی و زیست شناسی مولکولی بین رشته ای هستند، مدرک بیوشیمی علاوه بر کار به عنوان متخصص بیوشیمی یا زیست شناس مولکولی، گزینه های شغلی زیادی را ارائه می دهد. تاثیر بیوشیمی در دنیای علم شیمی نشان می دهد دانش شیمیایی به دست آمده در مسیر بیوشیمی را می توان در سایر رشته های شیمیایی به کار برد. از جمله این رشته ها می توان به شیمی آلی، شیمی پلیمر، شیمی مواد غذایی، شیمی دارویی و… اشاره کرد.

بیوشیمی در زمره شاخه های علمی بین رشته ای قرار می گیرد.

قبل از هر چیز، متخصصان بیوشیمی باید پروتئین یا ترکیبی را که در حال تجزیه و تحلیل هستند، خالص و شناسایی کنند. روش های خالص سازی مانند کروماتوگرافی ستونی و کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا روش های رایجی برای تجزیه و تحلیل مواد هستند.

روش های شناسایی متمرکز بر بیوشیمی در دنیای علم شیمی شامل طیف سنجی جرمی، طیف سنجی مادون قرمز و تشدید مغناطیسی هسته ای است. متخصصان بیوشیمی که سنتز شیمیایی را انجام می دهند، از روش های گوناگون موجود در شاخه های شیمی آلی و معدنی برای طراحی دارو ها استفاده می کنند.

زیست‌شناسی مولکولی، مطالعه ساختار و عملکرد زیست‌مولکول‌ها، مهم‌ترین جنبه زیست‌ شناسی برای یک متخصص بیوشیمی است. متخصصان بیوشیمی پروتئین‌ ها و اسید های نوکلئیک را با استفاده از روش های بیولوژیکی جدا می کنند. از این روش ها می توان به وسترن بلات یا روش های کروماتوگرافی خاص مانند کروماتوگرافی تبادل یونی جدا می‌ کنند.

میکروبیولوژی و زیست‌ شناسی گیاهی در کنار ژنتیک و اپی ژنتیک توسط مهندسان ژنتیک برای مهندسی زیستی باکتری‌هایی که انسولین یا محصولات ارتجاعی تولید می ‌کنند که غذا یا مواد مغذی بیشتری تولید می‌ کنند، استفاده می‌ شوند. برخی تصمیم می گیرند که مطالعه خود را بر روی ساختار، عملکرد، تکامل و نقشه برداری ژنوم متمرکز کنند. با این کار می توانند ژنوم ها را شناسایی کنند.

کار هایی که متخصصان این حوزه انجام می دهند:

متخصصان بیوشیمی می توانند خود را در بسیاری از زیرشاخه های مختلف غوطه ور کنند. برخی از متخصصان بیوشیمی ترجیح می دهند بر روی مولکول های زیستی تمرکز کنند. این در حالی است که برخی دیگر با توجه به تاثیر بیوشیمی در دنیای علم شیمی ممکن است از این دانش عملکردی و ساختاری برای توسعه دارویی موثر برای هدف قرار دادن آن پروتئین استفاده کنند. امکان دیگر کشف و درک مسیر های شیمیایی درگیر در متابولیسم غذا و دارو است.

متخصصان بیوشیمی که از برنامه ‌نویسی کامپیوتری و توسعه نرم ‌افزار و همچنین ساختار های پروتئینی لذت می ‌برند، می ‌توانند در ساخت و بهبود برنامه‌ های مدل ‌سازی پیشرفته مشارکت کنند. این کار به متخصصان بیوشیمی اجازه می‌دهد ساختار های پروتئین مولکولی را به صورت دیجیتالی تجسم کنند.

متخصصان بیوشیمی علاوه بر کار های آزمایشگاهی از نرم افزار های گوناگونی نیز استفاده می کنند.

این برنامه‌ ها شامل نرم ‌افزار مدل‌سازی استانداردی است که می‌ تواند برای تجسم و دست کاری پروتئین ‌ها مورد استفاده قرار گیرد؛ در حالی که برخی دیگر ممکن است بر توانایی استفاده از ساختار های پروتئینی برای طراحی ساختار های دارویی که بر آن پروتئین تأثیر می‌گذارد تمرکز کنند.

برخی از متخصصان بیوشیمی با توجه به تاثیر بیوشیمی در دنیای علم شیمی بر شناسایی ساختار های پروتئینی با استفاده از کریستالوگرافی اشعه ایکس تمرکز می کنند. هنگامی که بیوفیزیک دانان ساختار یک پروتئین را روشن می کنند، شیمی دانان دارویی و متخصصان بیوشیمی می توانند از آن ساختار برای تولید دارویی بسیار اختصاصی که پروتئین را هدف قرار می دهد استفاده کنند.

چه مشاغلی در این حوزه وجود دارد؟

با توجه به اداره آمار کار (BLS)، بیوشیمی از جمله تخصص هایی است که سریع ترین رشد را در ایالات متحده دارند. با ادامه پیر شدن جمعیت، تقاضا برای داروهای جدید در کنار تقاضا برای غذا های مغذی تر و محصولات مقاوم برای تغذیه جمعیت رو به رشد افزایش خواهد یافت. با توجه به تاثیر بیوشیمی در دنیای علم شیمی واضح‌ترین پاسخ به این سؤال این است: دانشمندانی که بر روی جنبه های مشترک شیمی و زیست شناسی کار می کنند.

مجموعه گسترده ای از مهارت های به دست آمده در طول مطالعه بیوشیمی، فارغ التحصیلان را قادر می سازد تا در هر تعداد از موقعیت های دانشمند یا تکنسین آزمایشگاهی، بسته به سطح تحصیلات کسب شده، کار کنند. برای انجام تحقیقات مستقل و هدایت پروژه‌ های مستقل، اغلب به مدرک دکترا نیاز است؛ اما متخصصان بیوشیمی می ‌توانند در کنار دانشمندان کار کنند و تحقیقات تأثیرگذار را تنها با مدرک کارشناسی یا کارشناسی ارشد انجام دهند.

متخصصان بیوشیمی چه وظایفی انجام می دهند؟

وظایفی که از متخصصان بیوشیمی انتظار می رود، بسته به تخصص و سطح تحصیلات آن ها متفاوت است. محققان دوره دکتری مانند اساتید و متخصصان صنعت به شدت در طراحی آزمایش ها، نگارش مقاله، ویرایش و بررسی و رهبری تیم برای پروژه‌هایی که دنبال می‌کنند درگیر هستند.

این محققان معمولاً کمتر درگیر کار های روزانه آزمایشگاهی و سنجش هستند. اما ممکن است بر پروژه‌های متعدد نظارت داشته باشند و وظایف را به دانشمندان و تکنسین ‌های جوان محول کنند. محققان دکتری ممکن است به طور هم زمان بر بسیاری از پروژه ها نظارت داشته باشند. اما در کنار نظارت بر پروژه های متعدد، فرصت هایی را برای کار عملی در آزمایشگاه و انجام سنجش های کلیدی و ایجاد مدل ها در آزمایشگاه پیدا می کنند.

یکی از اصلی ترین فعالیت های متخصصان بیوشیمی، مشارکت در تحقیقات گسترده علمی است.

افرادی که دارای مدرک لیسانس هستند، به عنوان تکنسین کار خود را آغاز می کنند. مدرک کارشناسی ارشد حداقل شرط لازم برای شروع کار های آزمایشگاهی و تحقیقات مستقل است؛ اما آن ها همچنان با یک استاد راهنما همکاری نزدیکی خواهند داشت.

آینده بیوشیمی:

طبق گزارش US News and World Report، متخصصان بیوشیمی تا اوت 2024 رتبه چهارم را در بهترین مشاغل علمی دارند. دانشمندان بیوشیمی و بیوفیزیک محققانی هستند که هدف آن ها مطالعه مواد شیمیایی بیولوژیکی، فرآیند های بیولوژیکی، مطالعه تاثیر بیوشیمی در دنیای علم شیمی، داروها و توسعه آزمایش‌ های تشخیصی است.

با نرخ رشد پیش ‌بینی ‌شده 7 درصدی از سال 2022 تا 2032 (اداره آمار کار ایالات متحده)، که به دلیل افزایش نیاز به درمان ‌های مؤثر در جمعیت سالخورده تقویت می ‌شود، تقاضای شغل و در دسترس بودن برای دانشمندان بیوشیمی 10 امتیاز سریع‌تر از 5 درصد رشد می ‌کند.

رشد متوسط ​​برای اکثر مشاغل ناشی از نیاز دائمی به توسعه درمان برای بیماری هایی مانند سرطان و بیماری های قلبی است. همچنین شامل کسانی می شود که تحقیقات پایه را برای درک فرآیند های بیوشیمی و بیومولکول ها انجام می دهند.