Concepto de bioquímica y antecedentes históricos.

La bioquímica es la ciencia que estudia los componentes químicos de los seres vivos, especialmente las proteínas, carbohidratos, lípidos y ácidos nucléicos, además de otras pequeñas moléculas presentes en las células. La bioquímica se basa en el concepto de que todo ser vivo contiene carbono y en general las moléculas biológicas están compuestas principalmente de carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre. Es la ciencia que estudia la base de la vida: las moléculas que componen las células y los tejidos, que catalizan las reacciones químicas de la digestión, la fotosíntesis y la inmunidad, entre otras.

La bioquímica tiene como objetivo más importante el estudio de la estructura, organización y funciones de la materia viva desde el punto de vista molecular. Según los aspectos tratados, esta puede dividirse en 3 bloques: Bioquímica estructural, bioquímica metabólica o metabolismo y biología molecular

La bioquímica estructural estudia la composición, conformación, configuración y estructura de las moléculas de la materia viva, relacionándolas con su función bioquímica.

El bioquímica metabólica o metabolismo estudia las transformaciones, funciones y reacciones químicas que sufren o llevan a cabo las moléculas de la materia viva.

La biología molecular estudia la química de los procesos y moléculas implicadas en la transmisión y el almacenamiento de la información biológica.

La bioquímica, fundamentalmente extrae conocimientos de biología, química y genética, y usa técnicas que ha importado de la física.

El origen del término “bioquímica” se remonta a los comienzos del siglo XIX, cuando imperaba una teoría conocida como “vitalismo” que sostenía que las sustancias existentes en la materia viva eran cualitativamente diferentes de la materia no viva, y que no se comportaban según las leyes conocidas de la física y la química.

Esto se derrumbó a raíz de los trabajos de un bioquímico alemán (Whöler en 1828), que a partir de cianato amónico pudo elaborar (sintetizar) urea en un laboratorio. Hasta entonces se pensaba que solo se podía sintetizar en los animales, en el riñón.
La corriente vitalista aún persistió porque se creía que las reacciones de la materia viva solo podían realizarse en células vivas. Según el vitalismo, las reacciones biológicas se producían por una fuerza vital de naturaleza misteriosa pero no por procesos químicos o físicos. Se encargaron de echar esto abajo los hermanos “Buchner” en 1897, observando que extractos de células de levaduras rotas y por lo tanto muertas, eran capaces de llevar a cabo la fermentación del azúcar hasta etanol. Esto abrió el camino al estudio de las reacciones y procesos bioquímicos “in vitro”. A partir de aquí se avanzó más rápidamente en el conocimiento de las diferentes rutas metabólicas.

A finales del siglo XIX todavía persistían científicos vitalistas sosteniendo que la naturaleza de la catálisis biológica (las enzimas) y sus estructuras eran demasiado complejas para describirlas en términos químicos.

Este último postulado se derrumbó en 1926, cuando Sumner fue capaz de cristalizar una proteína (ureasa purificada de la judía) demostrando que aunque las proteínas tienen estructuras grandes y complejas, siendo posible sintetizarlas como otro compuesto inorgánico cualquiera y que sus estructuras pueden determinarse con los métodos de la física y química.

A partir de aquí, la contribución más importante consistió en establecer las estructuras químicas básicas de las sustancias biológicas, identificar las reacciones de cada ruta metabólica y localizar éstas en el interior de la célula.

Esto es apoyado por el avance en las técnicas de la biología celular.

En la mitad del siglo XX se desarrolla la biología molecular, aunque la idea de gen ya había sido propuesta en el siglo XIX por Mendel.

A mediados del siglo XX todavía nadie había aislado un gen ni se había determinado su composición química. La mayoría de los científicos pensaban que los ácidos nucléicos tenían una función meramente estructural, y que tan solo las proteínas eran lo suficientemente complejas estructuralmente para ser portadoras de la información genética.

En los años 40 y 50 se demostró que esto era erróneo, y que el ADN era el portador de la información genética.

Watson y Crick publicaron la estructura en doble hélice del ADN, así como todos los descubrimientos posteriores relacionados con los mecanismos de la transmisión de la información biológica. Esto dio lugar a una nueva rama de la biología, la biología molecular. La bioquímica también nutre de conocimientos a otras ramas de la biología como la biofísica, la nutrición, investigación médica o biotecnología entre otros.