La biochimica molecolare è lo studio delle funzioni degli organismi viventi. Nello specifico, si concentra sui processi chimici coinvolti nella struttura e nell’attività degli organismi a livello molecolare. Gli individui che studiano la biochimica molecolare si concentrano molto sulla ricerca biochimica di proteine, lipidi, carboidrati e acidi nucleici presenti in varie combinazioni di queste molecole.
Le molecole possono essere molto grandi e complesse e assemblarsi in grandi unità note come polimeri. Queste macromolecole utilizzano unità strutturali ripetute collegate dalla condivisione di un elettrone. Questo processo è noto come legame chimico covalente. I polimeri vengono quindi scomposti in subunità note come monomeri. Il più comune di questi monomeri è il glucosio, che si lega per formare cellulosa e amido. Un altro polimero comune è la proteina, che è composta da amminoacidi. I biochimici molecolari lavorano per comprendere la struttura di questi monomeri e la loro più ampia creazione di polimeri, nonché come funzionano e interagiscono all’interno di un organismo.
Uno degli aspetti più importanti della biologia molecolare è comprendere le proprietà chimiche delle molecole. Il metabolismo cellulare è un esempio di ricerca che utilizza la biochimica molecolare. Le reazioni chimiche si verificano in tutti gli organismi viventi e sono necessarie per mantenere la vita. I vari processi all’interno della cellula sono responsabili della riproduzione, del mantenimento della struttura e della risposta autonomica agli stimoli. I biochimici molecolari studiano le due principali categorie di metabolismo: catabolismo e anabolismo. Il catbolismo è il processo mediante il quale la materia viene scomposta e l’energia viene raccolta nella respirazione cellulare. L’anabolismo utilizza l’energia per costruire i vari componenti all’interno di una cellula.
Oltre alle strutture viventi delle molecole, la biochimica molecolare studia anche i virus. I virus possono riprodursi solo all’interno della cellula di un ospite, rendendoli una forma di pseudo-vita. Queste entità possono avere un impatto su varie parti delle molecole, influenzando qualsiasi cosa, dalla sintesi proteica al trasporto della membrana cellulare. Tutti i tipi di organismi, vegetali o animali, possono essere infettati da virus. I biochimici molecolari hanno identificato oltre 5,000 tipi di virus in tutto il mondo, in quasi tutti gli ecosistemi immaginabili. Il ramo della biochimica molecolare che studia questi organismi è noto come virologia.
La biochimica molecolare è iniziata all’inizio del 1800 con Friedrich Wohler. Pubblicò un articolo che dimostrava che il composto organico dell’urea poteva essere sintetizzato nel 1828. Questo fu seguito dalla scoperta dell’enzima amilasi, che scompone gli zuccheri, nel 1833 da Anselme Payen. L’amilasi è stato il primo enzima ad essere identificato e ha mostrato che varie sostanze all’interno della molecola erano responsabili di azioni diverse. Gli studi sono continuati nei decenni successivi che hanno portato alla ribalta nuovi concetti come il DNA. Oggi, la biochimica molecolare è uno degli aspetti più importanti nell’ulteriore comprensione degli elementi costitutivi della vita.