Biochemie und Biophysik sind wissenschaftliche Disziplinen, die sich auf das Studium von Organismen beziehen. Insbesondere untersuchen Biochemie und Biophysik die biologische Struktur und Systeme von Lebewesen, sowohl großen als auch kleinen. Jeder Organismus besteht aus verschiedenen Teilen mit eigener Funktion und Organisationsform. Am bemerkenswertesten ist die Tatsache, dass sich Biochemie und Biophysik auf jedes Lebewesen auf dem Planeten beziehen.
Die Biochemie selbst konzentriert sich stark auf die chemischen Prozesse innerhalb der Organismen. Die Wissenschaft beschäftigt sich mit zellulären Komponenten und Biomolekülen wie Kohlenhydraten, Lipiden, Nukleinsäuren und Proteinen. Jedes dieser Moleküle innerhalb der Zelle ist komplex und weist sowohl große Formen, die als Polymere bezeichnet werden, als auch Untereinheiten, die als Monomere bekannt sind, auf. Die Wissenschaft untersucht die chemischen Reaktionen in der Zelle und wie die Biomoleküle interagieren. Eines der bemerkenswertesten Beispiele sind enzymkatalysierte Reaktionen, der Prozess der Aktivitätssteigerung innerhalb der Zelle.
Die Biophysik beschäftigt sich mit einer Vielzahl anderer Wechselwirkungen in der belebten Welt. Es verwendet die verschiedenen physikalisch-wissenschaftlichen Theorien in biologischen Systemen vom kleinmolekularen Maßstab bis hin zum gesamten Organismus und Ökosystem. Das Hauptziel der Wissenschaft besteht darin, Bedenken hinsichtlich biologischer Fragen quantitativ zu behandeln. Die Biophysik konzentriert sich auf die Interaktionen der zellulären Systeme, wie die von DNA und RNA, sowie auf die Bedeutung dieser Interaktionen. Beispiele für Felder innerhalb der Biophysik sind Agrophysik, Bioengineering, Nanotechnologie und allgemeine Biologie.
Biochemie und Biophysik verwenden eine Vielzahl unterschiedlicher Werkzeuge, um die notwendige Forschung in den Bereichen durchzuführen. Fluoreszierende Bildgebungsverfahren ermöglichen es Wissenschaftlern, die verschiedenen Merkmale in Organismen zu beleuchten und die Funktionen leichter zu identifizieren. Elektronenmikroskope fokussieren Elektronenpartikel in einen Organismus, um ein vergrößertes Bild zu erzeugen. Röntgenkristallographie analysiert die chemischen Bindungen durch Fokussieren eines Röntgenstrahls auf die kristallinen Strukturen in Molekülen. Die NMR-Spektroskopie verwendet magnetische Resonanz, die auf den Kern eines Atoms fokussiert ist. Auch Rasterkraftmikroskope werden häufig verwendet. Diese Maschinen ermöglichen es einem Wissenschaftler, einige der kleinsten Objekte in der Zelle zu sehen.
Neben der einfachen Visualisierung zum Studium von Organismen manipulieren Biochemiker und Biophysiker auch direkt die Prozesse und Systeme biologischer Elemente. Ein Werkzeug zur Durchführung dieser Experimente ist eine optische Pinzette, die mit einem Laser Kraft auf kleine Teile eines Organismus ausübt. Durch die Veränderung der natürlichen Eigenschaften eines Organismus oder der Umwelt sind sie in der Lage, Theorien vorzuschlagen und Ergebnisse anzuzeigen. Dies hat aufgrund der Tatsache, dass alle Lebewesen von einer gemeinsamen Vorfahren abstammen, verstärkte Auswirkungen auf alle biologischen Einheiten. Auf diese Weise können Biochemie und Biophysik Forschung von einem Organismus zum anderen verbinden.