La biochimica è lo studio dei processi e delle reazioni chimiche che avvengono all’interno degli organismi viventi. Può essere considerato una suddivisione sia della chimica che della biologia, sebbene le abilità e le tecniche utilizzate al suo interno pongano grande enfasi sulla chimica tradizionale.
Per molto tempo si è pensato che la materia vivente e quella non vivente fossero fondamentalmente diverse. La maggior parte degli scienziati credeva che solo gli esseri viventi potessero creare speciali molecole biologiche, da altre molecole biologiche ottenute attraverso il cibo. Si pensava che queste molecole fossero intrise di una “forza vitale” che rendeva possibile la vita. Nel 1828, il chimico tedesco Freidrich Wöhler pose fine a ciò sintetizzando accidentalmente l’urea chimica organica – un componente importante dell’urina – da precursori inorganici. Nasce il campo della biochimica.
Dal 1828, gli studi sul campo hanno portato gli scienziati alla conoscenza del modo in cui le piante estraggono energia dal sole (fotosintesi); come gli animali convertono il glucosio nella valuta energetica del corpo, l’ATP (glicolisi); perché i muscoli bruciano quando una persona si esercita vigorosamente (la produzione di acido lattico); come vengono sintetizzate le proteine nella cellula (espressione proteica); e altro ancora. Poiché gli esseri viventi tendono ad essere le disposizioni più utili e importanti della materia sulla Terra dal punto di vista di molte persone, la conoscenza del loro funzionamento interno ha utili applicazioni in molte aree, inclusa la medicina, l’agricoltura e la biologia molecolare.
Alcune molecole studiate dai biochimici includono carboidrati, proteine, lipidi e acidi nucleici. La maggior parte di questi sono polimeri organici, nel senso che sono costituiti principalmente da semplici modelli molecolari (monomeri) ripetuti più volte in una catena, a volte migliaia di volte. Gli elementi primari che si trovano nei composti organici sono carbonio, ossigeno, idrogeno, azoto, calcio e fosforo, con tracce di cloro, zolfo, potassio, sodio, magnesio, ferro e pochi altri.
Molte delle molecole nel corpo, compresi i carboidrati e le proteine, svolgono ruoli strutturali. Le proteine sono prodotte direttamente sulla base di istruzioni genetiche e sono tra le molecole organiche più complesse. Gli acidi nucleici sono gli elementi costitutivi delle istruzioni genetiche (DNA e RNA) presenti in tutte le forme di vita, dall’uomo ai virus. Il modello distinto degli acidi nucleici che si trova nei nuclei delle cellule di una specie è chiamato genoma. Poi ci sono i lipidi, il termine generico per molte biomolecole non idrosolubili. Il grasso del corpo è costituito da lipidi.
La biochimica è studiata ogni giorno da decine di migliaia di professionisti. Cercano di capire meglio come funziona la vita e come le persone possono proteggerla e usarla per migliorare la vita.