La bioquímica es el estudio de los procesos y reacciones químicos que tienen lugar dentro de los organismos vivos. Se puede considerar una subdivisión tanto de la química como de la biología, aunque las habilidades y técnicas utilizadas en ella ponen gran énfasis en la química tradicional.
Durante mucho tiempo, se pensó que la materia viva y no viva eran fundamentalmente diferentes. La mayoría de los científicos creían que solo los seres vivos podían crear moléculas biológicas especiales, a partir de otras moléculas biológicas obtenidas a través de los alimentos. Se pensaba que estas moléculas estaban imbuidas de una «fuerza vital» que hacía posible la vida. En 1828, el químico alemán Freidrich Wöhler puso fin a esto al sintetizar accidentalmente la urea química orgánica, un componente importante de la orina, a partir de precursores inorgánicos. Nació el campo de la bioquímica.
Desde 1828, los estudios de campo han llevado a los científicos a conocer la forma en que las plantas extraen energía del sol (fotosíntesis); cómo los animales convierten la glucosa en la moneda de energía del cuerpo, ATP (glucólisis); por qué los músculos se queman cuando una persona hace ejercicio vigorosamente (producción de ácido láctico); cómo se sintetizan las proteínas en la célula (expresión de proteínas); y mucho más. Dado que los seres vivos tienden a ser los arreglos de materia más útiles e importantes de la Tierra desde la perspectiva de muchas personas, el conocimiento de su funcionamiento interno tiene aplicaciones útiles en muchas áreas, incluidas la medicina, la agricultura y la biología molecular.
Algunas moléculas estudiadas por bioquímicos incluyen carbohidratos, proteínas, lípidos y ácidos nucleicos. La mayoría de estos son polímeros orgánicos, lo que significa que consisten principalmente en patrones moleculares simples (monómeros) repetidos varias veces en una cadena, a veces miles de veces. Los elementos principales que se encuentran en los compuestos orgánicos son carbono, oxígeno, hidrógeno, nitrógeno, calcio y fósforo, con trazas de cloro, azufre, potasio, sodio, magnesio, hierro y algunos otros.
Muchas de las moléculas del cuerpo, incluidos los carbohidratos y las proteínas, desempeñan funciones estructurales. Las proteínas se fabrican directamente sobre la base de instrucciones genéticas y se encuentran entre las moléculas orgánicas más complejas. Los ácidos nucleicos son los componentes básicos de las instrucciones genéticas (ADN y ARN) que se encuentran en todas las formas de vida, desde los humanos hasta los virus. El patrón distintivo de ácidos nucleicos que se encuentra en los núcleos de las células de una especie se denomina genoma. Luego están los lípidos, el término general para muchas biomoléculas no solubles en agua. La grasa del cuerpo está compuesta de lípidos.
La bioquímica es estudiada por decenas de miles de profesionales cada día. Buscan comprender mejor cómo funciona la vida y cómo las personas pueden protegerla y usarla para mejorar la vida.