La bioquímica y la biofísica son disciplinas del campo de la ciencia que se relacionan con el estudio de los organismos. Específicamente, la bioquímica y la biofísica estudian la estructura y los sistemas biológicos de los seres vivos, tanto grandes como pequeños. Cada organismo se compone de varias partes diferentes, con su propia función y forma organizativa. Lo más notable es el hecho de que la bioquímica y la biofísica se relacionan con todos los seres vivos del planeta.
La propia bioquímica se centra en gran medida en los procesos químicos dentro de los organismos. La ciencia se ocupa de los componentes celulares y las biomoléculas, incluidos los carbohidratos, los lípidos, los ácidos nucleicos y las proteínas. Cada una de estas moléculas dentro de la célula es compleja y presenta tanto formas grandes, llamadas polímeros, como subunidades, conocidas como monómeros. La ciencia estudia las reacciones químicas presentes dentro de la célula y cómo interactúan las biomoléculas. Uno de los ejemplos más notables son las reacciones catalizadas por enzimas, el proceso de aumento de la actividad dentro de la célula.
La biofísica se ocupa de una variedad de otras interacciones en el mundo viviente. Emplea las diferentes teorías de las ciencias físicas en sistemas biológicos desde la pequeña escala molecular, hasta todo el organismo y ecosistema. El principal objetivo de la ciencia es abordar las preocupaciones sobre cuestiones biológicas de forma cuantitativa. La biofísica se centra en las interacciones de los sistemas celulares, como el ADN y el ARN, así como en lo que significa la regulación de esas interacciones. Ejemplos de campos dentro de la biofísica son la agofísica, la bioingeniería, la nanotecnología y la biología general.
La bioquímica y la biofísica utilizan una variedad de herramientas diferentes para realizar la investigación necesaria en los campos. Las técnicas de imágenes fluorescentes permiten a los científicos iluminar las diversas características de los organismos e identificar más fácilmente las funciones. Los microscopios electrónicos enfocan partículas de electrones en un organismo para crear una imagen ampliada. La cristalografía de rayos X analiza los enlaces químicos al enfocar una radiografía en las estructuras cristalinas de las moléculas. La espectroscopia de RMN utiliza resonancia magnética enfocada en el núcleo de un átomo. También se utilizan a menudo microscopios de fuerza atómica. Estas máquinas permiten a un científico ver algunos de los objetos más pequeños de la celda.
Además de la simple visualización para estudiar organismos, los bioquímicos y biofísicos también manipulan directamente los procesos y sistemas de elementos biológicos. Una herramienta utilizada para realizar estos experimentos es una pinza óptica, que utiliza un láser para ejercer fuerza sobre pequeñas partes de un organismo. Al cambiar las características naturales de un organismo o el medio ambiente, pueden proponer teorías y mostrar resultados. Esto ha aumentado las ramificaciones en todas las entidades biológicas debido al hecho de que todos los seres vivos descienden de un ancestro común. De esta forma, la bioquímica y la biofísica pueden relacionar la investigación de un organismo a otro.