Tổng quan ngành Hóa Sinh (Biochemistry)

Hóa Sinh là gì?

Hóa sinh (Biochemistry) là một phân ngành của Sinh học và Hóa học chuyên nghiên cứu về thành phần và cơ chế của các hợp chất hóa học của các sinh vật sống.

Ngành này nghiên cứu về sự tương tác giữa các tế bào hữu cơ sống và chất lỏng/vật chất xung quanh chúng, đồng thời nghiên cứu các quá trình hóa học quan trọng diễn ra bên trong các sinh vật sống.

Hóa sinh là một phân ngành của Sinh học và hóa học, có thể được chia thành ba phân khúc, cụ thể là chuyển hóa, Sinh học cấu trúc và enzyme học. Đến cuối thế kỷ 20, ba biến thể này cùng nhau đã có thể giải thích thành công quá trình sống.

Ngành này nghiên cứu về cách thức tạo ra các sinh vật sống, cách chúng hoạt động và các hóa chất mà chúng có. Ngành này cũng nghiên cứu về cơ và xương của cơ thể người. Trong Lớp hóa sinh, học sinh có thể tìm hiểu về cách thức tạo ra tế bào hoặc cách thức hoạt động của máu.

Do đó, Hóa sinh giúp hiểu được cơ sở hóa học tạo ra quá trình này thông qua các phân tử sinh học diễn ra giữa các tế bào sống và bên trong các tế bào. Đến lượt mình, điều này liên quan đến việc hiểu biết về các mô và cơ quan cũng như cấu trúc của các sinh vật và chức năng của chúng. Do đó, Hóa sinh có thể được định nghĩa là nghiên cứu về Sinh học phân tử liên quan đến cơ chế phân tử của các hiện tượng sinh học.

Hóa sinh là nghiên cứu về cấu trúc và sự tương tác của các đại phân tử sinh học. Các đại phân tử này bao gồm protein, axit nucleic, lipid và carbohydrate có trong cơ thể bạn. Do đó, Hóa sinh đang được sử dụng trong nghiên cứu liên quan đến thực vật học, y học và tăng cường gen. Hóa sinh hiện đang nghiên cứu để tìm ra bí mật của sự sống và cách các phân tử sinh học thúc đẩy các quá trình diễn ra bên trong tế bào sống. Nghiên cứu này sẽ giúp hiểu được toàn bộ cơ thể hoạt động.

Giảng dạy, Khoa học, nhà nghiên cứu, Nhà hóa học phân tích và nhà khoa học pháp y đều là những lựa chọn cho các Nhà hóa sinh. Chúng ta hãy cùng xem xét chi tiết phạm vi của lĩnh vực Hóa sinh.

Phạm vi nghiên cứu của Hóa Sinh

Sự tiến hóa của sự sống đưa chúng ta từ vi sinh vật nhỏ bé thành loài vượn, rồi đến con người như chúng ta hiện nay. Tất cả các nghiên cứu đó đều thuộc một trong các nhánh của Hóa sinh. Bên cạnh đó, đây là một nghiên cứu được cho là ngôn ngữ của tự nhiên. Tất cả các công cụ mà bạn thấy trong lĩnh vực khoa học y tế đều là sinh hóa.

Công nghệ sinh học sử dụng kỹ thuật di truyền, một trong những nhánh tinh vi nhất của hóa học. Việc sử dụng công nghệ sinh học có thể được thấy trong lĩnh vực khoa học y tế, chăn nuôi, nghiên cứu bệnh học…

Cuối cùng, một nhánh nữa mà chúng tôi muốn đề cập đến là Hóa sinh y tế, và đây là một trong những nhánh thiết yếu của toàn bộ khoa học vì nó liên quan đến cả sức khỏe và bệnh tật của cơ thể con người. Mọi tình trạng mà cơ thể con người phải đối mặt đều là sinh hóa vì mọi dạng bệnh tật do hành vi bất thường của các hóa chất và phân tử có trong cơ thể con người.

Sinh viên muốn trở thành Nhà hóa sinh nên bắt đầu bằng cách hoàn thành tốt các môn học phổ thông như Sinh học, Hóa học, Toán học và Vật lý. Sau đó, bước tiếp theo là tham gia chương trình cử nhân 4 năm để lấy bằng Hóa sinh.

Sinh viên được học về protein, carbohydrate, enzyme, axit amin, lipid cũng như ADN và ARN là môn học chính.

Một nhà Hóa sinh có thể làm việc tốt cho cả khu vực chính phủ và tư nhân. Họ thậm chí có thể thành lập phòng thí nghiệm của mình với sự giúp đỡ của các bác sĩ biết họ đang làm gì.

Ngày nay, Hóa sinh rất phổ biến trong các lĩnh vực nghiên cứu, vì vậy các nhà Hóa sinh có thể làm việc về các chủ đề nóng để viết và xuất bản sau. Họ cũng có thể chọn trở thành nhà khoa học hoặc trở thành thành viên của một nhóm khoa học.

Bây giờ chúng ta hãy cùng xem xét phạm vi rộng lớn của Hóa sinh trong các lĩnh vực khác nhau:

Khoa học Sức khỏe

Để hiểu được nhiều khía cạnh khác nhau của khoa học sức khỏe như phát triển thuốc, miễn dịch học, bệnh lý học, dược học, phát triển vắc-xin… điều quan trọng là phải có kiến ​​thức sâu rộng về Hóa sinh. Sau khi hoàn thành bằng cử nhân về chuyên ngành này, sinh viên có thể tìm kiếm một giám đốc tiếp thị tại các công ty dược phẩm khác nhau hoặc làm trợ lý phòng thí nghiệm tại các tổ chức tư nhân hoặc chính phủ. Ngoài ra, sinh viên tốt nghiệp ngành khoa học y khoa cũng có thể trở thành điều phối viên y tế cho các chuỗi bệnh lý lớn và nhiều chuyên gia phiên âm y khoa cho các nhóm chăm sóc sức khỏe khác nhau.

Xét nghiệm lâm sàng được thực hiện tại các phòng thí nghiệm lâm sàng là lĩnh vực ứng dụng chính của Hóa sinh. Vì vậy, sinh viên có thể tham gia với tư cách là nhà nghiên cứu bệnh học tại các trung tâm chẩn đoán liên quan đến chẩn đoán, theo dõi và sàng lọc bệnh nhân. Một phần tiên tiến khác của Hóa sinh là Kỹ thuật di truyền hoặc Công nghệ ADN tái tổ hợp liên quan đến việc phát triển một số loại vắc-xin. Do đó, người ta có thể tham gia với tư cách là nhà nghiên cứu trong bộ phận nghiên cứu và phát triển với các công ty dược phẩm lớn sau khi hoàn thành một Thạc sĩ Hóa sinh.

Nông nghiệp

Để hiểu được hóa học và sinh học của cây trồng và cây thuốc, điều rất quan trọng là phải có kiến ​​thức chi tiết về Hóa sinh. Nghiên cứu về Hóa sinh thực vật sẽ giúp sinh viên trở thành nhà khoa học thực vật trong tương lai. Công việc chính của nhà khoa học thực vật là hướng tới phát triển các loại cây trồng năng suất cao, phân lập các thành phần y tế từ thực vật cũng như sản xuất các loại cây trồng kháng bệnh. Sau khi có được kiến ​​thức sâu rộng về nuôi cấy mô thực vật, người ta có thể thành lập công ty hoặc vườn ươm độc lập của riêng mình.

Công nghiệp thực phẩm

Để giúp các chuyên gia dinh dưỡng mô tả các khía cạnh khác nhau của sức khỏe liên quan đến việc tiêu thụ thực phẩm, giá trị dinh dưỡng của thực phẩm đang được tiêu thụ có thể được xác định bởi nhà hóa sinh thực hiện các xét nghiệm sinh hóa. Ngoài ra, nhà phân tích thực phẩm thực hiện nhiều nghiên cứu khác nhau để đo lường chính xác carbohydrate, protein và chất béo. Họ cũng có các kỹ năng và kiến ​​thức để tìm ra nhiều loại tạp chất khác nhau được thực hiện trong ngành công nghiệp thực phẩm. Đối với sinh viên Hóa sinh hiện nay, một nhân viên an ninh lương thực là một triển vọng nghề nghiệp rất quan trọng.

Chuyên viên nghiên cứu

Sau khi có bằng thạc sĩ, sinh viên có thể nộp đơn xin học B.Ed để trở thành giáo viên dạy môn học hoặc có thể theo đuổi bằng tiến sĩ để trở thành giáo sư tại các trường cao đẳng và đại học. Các công việc khác nhau của chính phủ như nhân viên cấp bằng sáng chế, nhân viên khoa học (BARC, DRDO và ISRO), nhà dịch tễ học, nhân viên lâm nghiệp, nhân viên an ninh lương thực có thể là một lựa chọn rất tốt cho sinh viên hiện đang theo học thạc sĩ Hóa sinh.

Hóa sinh phân tử (Molecular Biochemistry)

Ngành hóa sinh này nghiên cứu về cấu trúc và chức năng của protein, carbohydrate, DNA và các phân tử sinh học khác. Nó bao gồm một nghiên cứu chi tiết về cách các phân tử sinh học khác nhau tương tác với nhau và thực hiện các phản ứng sinh hóa.

Hóa sinh tế bào (Cellular Biochemistry)

Ngành hóa sinh này nghiên cứu về các quá trình hóa học diễn ra bên trong tế bào của các sinh vật. Nó bao gồm một nghiên cứu chi tiết về cách năng lượng được tạo ra trong tế bào, cách cấu trúc của tế bào được duy trì, cách các chất dinh dưỡng được tổng hợp, lưu trữ và sử dụng trong tế bào và các quá trình hóa học tế bào khác.

Di truyền sinh hóa (Biochemical Genetics)

Ngành hóa sinh này thảo luận về vai trò của gen trong các quá trình sinh hóa của nhiều sinh vật khác nhau. Nó cung cấp một nghiên cứu chi tiết về cách gen đóng vai trò trong quá trình tổng hợp các phân tử sinh học như protein và cách chúng hoạt động.

Các lĩnh vực chính của Hóa sinh

Một số lĩnh vực chính mà hóa sinh có thể được phân loại để thuận tiện cho sinh viên được thảo luận dưới đây:

Hóa sinh cấu trúc

Hóa sinh cấu trúc liên quan đến việc nghiên cứu các đại phân tử và cấu trúc hóa học của chúng. Là một lĩnh vực chính của hóa sinh, nó cũng bao gồm một nghiên cứu chi tiết về DNA, RNA và protein.

Enzym học

Enzym cũng được gọi là chất xúc tác sinh học. Enzym học là lĩnh vực của hóa sinh nghiên cứu hành vi của enzyme. Ví dụ, nó bao gồm các chủ đề như RNA xúc tác cụ thể, protein, coenzyme và các co-factor như vitamin. Động học phản ứng, tương tác liên quan đến trạng thái chuyển tiếp của enzyme-chất nền, cơ chế xúc tác, biểu hiện enzyme, điều hòa và hoạt động của enzyme – tất cả đều được nghiên cứu ở cấp độ sinh hóa.

Xenobiotics

Lĩnh vực chính của hóa sinh này liên quan đến việc nghiên cứu hành vi trao đổi chất của một số hợp chất nhất định. Cấu trúc hóa học của các hợp chất này không phù hợp trong quá trình trao đổi chất thông thường của một sinh vật cụ thể. Khi đi vào cơ thể con người, các hợp chất này có khả năng là chất chuyển hóa thứ cấp của một số sinh vật khác, không tồn tại trong tự nhiên hoặc các hợp chất không thường xuyên.

Hóa học hữu cơ sinh học

Lĩnh vực hóa sinh này liên quan đến việc nghiên cứu các hợp chất hữu cơ có nguồn gốc từ các sinh vật sống. Các hợp chất này được xác định bằng liên kết cộng hóa trị cacbon-hydro và cacbon-cacbon. Hầu hết các hợp chất sinh học cacbon được nghiên cứu trong hóa học hữu cơ sinh học. Lĩnh vực hóa sinh này tích hợp ý thức về cơ chế phản ứng, tổng hợp hữu cơ, phương pháp phân tích và phân tích cấu trúc, với các phản ứng chuyển hóa sơ cấp và thứ cấp, nhận dạng tế bào, sinh tổng hợp và sự đa dạng hóa học của các sinh vật.

Hóa sinh chuyển hóa

Đây là lĩnh vực hóa sinh liên quan đến việc nghiên cứu các loại con đường chuyển hóa khác nhau từ cấp độ hữu cơ và tế bào. Năng lượng sinh học, hóa sinh dinh dưỡng và hóa sinh lâm sàng là các ngành phát sinh từ hóa sinh chuyển hóa. Các chỉ số sinh hóa hữu cơ, phản ứng sinh hóa tế bào, cơ sở phân tử của các bệnh chuyển hóa hoặc các luồng chuyển hóa trung gian được nghiên cứu trong nhánh hóa sinh này.

Tầm quan trọng của Hóa sinh

Kiến thức về Hóa sinh rất cần thiết trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Nông nghiệp, y học và điều trị y tế đều được hưởng lợi từ kiến ​​thức này. Dưới đây là tầm quan trọng của Hóa sinh:

• Hóa sinh có thể giúp bạn tăng năng suất cây trồng.
• Kiến thức này rất quan trọng để cải thiện chất lượng đất bằng cách bảo quản rau và hoa, cũng như hỗ trợ trong việc chế biến và bảo quản nguyên liệu thực phẩm.
• Cần phải hiểu được hoạt động của nhiều gen cũng như sự tương tác của chúng với các enzyme.
• Kiến thức này hữu ích trong việc xác định nhu cầu dinh dưỡng của động vật. Kiến thức này hỗ trợ cung cấp dinh dưỡng đầy đủ và loại bỏ tình trạng suy dinh dưỡng.
• Để hiểu được tính di truyền ở thực vật và động vật, các nhà di truyền học dựa vào các phản ứng trao đổi chất.
• Kiến thức này hỗ trợ trong việc khám phá ra các loại thuốc mới trong ngành dược phẩm.
• Kiến thức này giải thích cách sử dụng thuốc đúng cách.
• Kiến thức này có lợi trong việc điều trị cho người và động vật bị bệnh.
• Kiến thức này hỗ trợ cải thiện giống vật nuôi có lợi và dinh dưỡng, cũng như nghiên cứu hoạt động của thuốc diệt cỏ và thuốc trừ sâu.

Ứng dụng của Hóa sinh trong Nông nghiệp

Tăng khả năng sinh sản: Khả năng sinh sản của cây trồng có thể tăng lên nhờ nghiên cứu Hóa sinh. Nhà nông học sử dụng các công cụ Hóa sinh để tìm hiểu tình trạng của cây trồng và thử nghiệm theo đó để cải thiện khả năng sinh sản của chúng.

Tăng trưởng: Phản ứng giữa thuốc trừ sâu và cây trồng trong tế bào được nhà hóa sinh phân tích và liệu nó có góp phần vào sự tăng trưởng của cây trồng không.

Kiểm soát bệnh tật: Nghiên cứu Hóa sinh do tính linh hoạt của nó cung cấp một số lượng lớn các phương pháp điều trị để giúp kiểm soát bệnh thực vật. Loại trừ và diệt trừ cây trồng bị bệnh nằm trong một số kỹ thuật như vậy được sử dụng trong Hóa sinh.

Chăn nuôi: Nuôi dưỡng và phát triển thích hợp các loài động vật trong nước nằm trong chăn nuôi. Các chuyên gia sử dụng nhiều công cụ Hóa sinh khác nhau để chẩn đoán bệnh ở những loài động vật như vậy và kiểm soát phù hợp.

Dinh dưỡng cây trồng: Điều kiện đất, thành phần và sự thiếu hụt của đất được hiểu rõ nhờ sự trợ giúp của các công cụ Hóa sinh. Do đó, điều này tập trung chủ yếu vào việc cải thiện tình trạng đất và xử lý đất.

Ứng dụng của Hóa sinh trong Y học

Xét nghiệm máu: Xét nghiệm máu cho thấy xét nghiệm huyết thanh để chẩn đoán viêm gan nằm trong số ít xét nghiệm máu quan trọng mà Hóa sinh đóng vai trò quan trọng. Các công cụ Hóa sinh chủ yếu được sử dụng để phân tích định tính và định lượng chức năng gan. Hơn nữa, nó cũng phân tích lượng đường trong máu người. Nó cũng giúp thực hiện xét nghiệm nước tiểu để tìm ra mèo con, trong đó công thức máu toàn phần cho biết tình trạng sức khỏe tổng thể của bệnh nhân. Tất cả các xét nghiệm này đều liên quan đến việc nghiên cứu Hóa sinh.

Xét nghiệm gan: Để hiểu và hỗ trợ tình trạng gan của bệnh nhân, điều quan trọng là phải biết một số công cụ Hóa sinh. Đối với phân tích định tính và định lượng, cùng một xét nghiệm PCR được sử dụng. Các kỹ thuật Hóa sinh cũng được sử dụng để chẩn đoán HCC.

Xét nghiệm thai kỳ: Xét nghiệm và các kỹ thuật Hóa sinh cũng được sử dụng để tìm hiểu về thai kỳ. Xét nghiệm nước tiểu là cần thiết để tìm hiểu về hormone gonadotropin mà cơ thể sản xuất. Một xét nghiệm máu cụ thể còn được gọi là xét nghiệm HCG được thực hiện để tìm hiểu về thai kỳ. Xét nghiệm này chỉ ra mức gonadotropin ban đầu của con người tăng lên trong thai kỳ.

Xét nghiệm chức năng thận: Nhiều công cụ sinh hóa được sử dụng cho xét nghiệm nước tiểu đơn giản để kiểm tra độ pH và màu nước tiểu thay đổi trong các vấn đề về thận.

Xét nghiệm AFP: Alpha-fetoprotein được sử dụng làm chất đánh dấu để kiểm tra chức năng gan kém của bệnh nhân và để biết liệu bệnh nhân có bị rối loạn chức năng gan do ung thư gan hay không.

Tổng kết lại, kiến thức tốt về Hóa sinh giúp chúng ta hiểu được một số khái niệm khác liên quan đến các quá trình sống của mình. Các nhánh của sinh hóa được thảo luận ở trên đặt nền tảng cho nhiều phân ngành khác nhau của y học, hóa học và sinh học, ví dụ như nội tiết học, miễn dịch học, hóa học thần kinh, phân loại hóa học, virus học, sinh học phân tử, sinh học tế bào, kỹ thuật di truyền