ביוכימיה

בִּיּוֹכִימְיָה היא מדע החוקר את התכונות הכימיות המאפיינות מולקולות המיוצרות בתאים חיים וייחודיות להם, ומאפשרות להם לבצע את תפקידם. הביולוגיה המולקולרית היא מדע החוקר את תפקידן של מולקולות אלה.

הביוכימיה מהווה גשר בין מדעי הביולוגיה והכימיה. הביוכימיה היא המדע המדויק ביותר במדידותיו השייך לתחום הביולוגיה. מלבד תחום הביולוגיה המולקולרית, נשענת הביוכימיה בעיקר על הכימיה האורגנית. מודלים מתחום הפיזיקה והמתמטיקה נדירים יחסית בביוכימיה. לביוכימיה נגיעה ואחיזה כמעט בכל תחום ביולוגי שהוא, כולל תחומים שנדמה כי הם רחוקים ממנה מאוד, כגון זואולוגיה וביולוגיה אבולוציונית.

אחד מעיסוקיה העיקריים של הביוכימיה כיום הוא חקר החלבונים, מכיוון שלחלבונים קשר ישיר לתכונות האורגניזם (פנוטיפ). מכיוון שגנים מקודדים ליצור של חלבונים, ניתן לראות בביוכימיה את המדע הממשיך במקום בו דרכו של מדע הגנטיקה מסתיים. כשם שגנטיקה היא מדע הגנום (סך כל הגנים באורגניזם), ביוכימיה היא מדע הפרוטאום (סך כל החלבונים באורגניזם).

לביוכימיה תפקיד מרכזי בהבנת מנגנוני מחלות, בחקלאות ובייצור מזונות ותרופות.

הביוכימיה מתמקדת במספר תחומי מחקר:

• המבנה של מולקולות ביולוגיות, כגון חלבונים, שומנים, פחמימות ונוקלאוטידים.
• האופן בו מרכיבות מולקולות ביולוגיות מבנים ואברונים בתא.
• אופן מעבר מולקולות אלה בין תאים ובין אברונים.
• אנזימולוגיה: מנגנוני פעולתם של החלבונים החשובים ביותר – האנזימים:
  • התרמודינמיקה והקינטיקה של תגובות כימיות בתא.
  • הריאקציה הכימית של המולקולות האלה והאתר הפעיל שלהן.
  • התגובות במעגלים מטבוליים: הדרכים בהן יצורים חיים מפיקים אנרגיה, מעבדים מזון, מפרקים מולקולות גדולות ומייצרים מחדש מולקולות חדשות הנחוצות להם.
  • הסיבה הכימית לצירופי חלבונים המאפשרים ריאקציה.
  • הסיבות הכימיות שבגללן פגמים בחלבונים גורמים למחלות.
• גנטיקה ביוכימית:
  • התגובות הכימיות העומדות בבסיסם של תהליכים גנטיים בסיסיים, כדוגמת שכפול DNA, שעתוק ותרגום.
  • התגובות הכימיות שגורמות למוטציות בגנום.

על אף שהביוכימיה מהווה שילוב של כימיה וביולוגיה, הרי שמטרתה ויעדיה הם ביולוגיים. מדענים וחוקרים בתחום הביוכימיה למדו ברוב המקרים במסלולים ביולוגיים. ברוב המקרים יש ללמוד לתואר ראשון בביולוגיה או בכימיה, ורק בתואר השני ניתן להתמקד בביוכימיה.

כל מסלול לתואר ראשון בביולוגיה כולל לפחות קורס חובה אחד בביוכימיה (המתמקד בעיקר בחלבונים ובאנזימים), ולעיתים קורס נוסף (המתמקד בסוכרים, שומנים ונושאים אחרים). במסלולים לתואר ראשון בכימיה ניתן בדרך כלל ללמוד ביוכימיה כקורס העשרה או בחירה.

בישראל הוקמה בשנת 1997 מחלקה לביוכימיה במכון ויצמן למדע, תוך איחוד שתי מחלקות, ובראשה הועמד חיים גרטי. כיום זו אחת המחלקות הגדולות במכון. בטכניון מוצע מסלול של לימודי הנדסה ביוכימית המשלב לימודי ביוכימיה עם לימודי הנדסה.

ב-10 בדצמבר 2004 הוענק פרס נובל לכימיה לאברהם הרשקו ואהרן צ'חנובר מהטכניון על מחקרם אודות אפיון מערכת פירוק החלבון בתא, מערכת היוביקוויטין. זהו פרס נובל הראשון שהוענק לישראלים בתחום מדעי הטבע.

בשנת 2009 הוענק פרס נובל לכימיה לפרופסור עדה יונת ממכון וויצמן למדע במשותף עם ונקטרמן רמאקרישנן ותומאס סטייץ, על מחקריהם שתרמו להבנת המבנה והתפקיד של הריבוזום.

• ביוכימיה אלטרנטיבית

מיזמי קרן ויקימדיה
ערך מילוני בוויקימילון: ביוכימיה
ספר לימוד בוויקיספר: ביוכימיה
תמונות ומדיה בוויקישיתוף: ביוכימיה

כתבי עת באנגלית:

• ביוכימיה, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)
• Biochemistry, כתב העת הביוכימי הנחשב ביותר
• The Journal of Biochemistry, כתב עת ביוכימי
• Biochemical Journal, כתב עת ביוכימי
• The Journal of Biological Chemistry כתב עת ביוכימי
• כתב עת בנושא ביוכימיה של התא
• Journal of Food Biochemistry, כתב עת בנושא ביוכימיה של המזון
• ביוכימיה, דף שער בספרייה הלאומית

אחרים:

• הספר Biochemistry; הספר מצוי בשלמותו באינטרנט ונגיש לכל בחינם. ניתן לעלעל בו רק באמצעות הקשת מילת חיפוש
• האגודה הביוכימית (בריטניה)

כימיה
מילון מונחים של נוסחאות כימיות (אנ') • רשימה של ביומולקולות (אנ') • רשימת תרכובות אי-אורגניות (אנ') • הטבלה המחזורית
אנליטית	כימיה אינסטרומנטלית • שיטות אלקטרואנליטיות • ספקטרוסקופיה (IR, ראמאן, אולטרה סגול, NMR) • ספקטרומטר מסה (EI, ICP, MALDI) • הפרדת חומרים • כרומטוגרפיה • קריסטלוגרפיה • אפיון חומרים • טיטור • כימיה רטובה • קלורימטריה • אנליזת יסודות
תאורטית	כימיה קוונטית • כימיה חישובית (כימיה מתמטית) • מידול מולקולרי • מכניקה מולקולרית • דינמיקה מולקולרית • מבנה מולקולרי (מודל VSEPR)
פיזיקלית	אלקטרוכימיה (ספקטרואלקטרוכימיה, פוטואלקטרוכימיה) • תרמוכימיה • תרמודינמיקה כימית • מדע של פני שטח • מדע קולואידים (מיקרומטריה) • קריוכימיה • סונוכימיה • כימיה מבנית • פיזיקה כימית (פיזיקה מולקולרית) • פמטוכימיה • קינטיקה כימית • ספקטרוסקופיה • פוטוכימיה • כימיית ספין • כימיה מיקרוגלית • כימיה של שיווי משקל • מכנוכימיה
אי-אורגנית	כימיה קואורדינטיבית • מגנטוכימיה • כימיה אורגנו-מתכתית (כימיה אורגנו-לנתנידית) • כימיה של צברים • כימיה של מצב מוצק • כימיה קרמית
אורגנית	סטריאוכימיה • כימיה אורגנית פיזיקלית • תגובה אורגנית • סינתזה אורגנית • אנליזה רטרו-סינתטית • סינתזה אננטיוסלקטיבית • סינתזה מוחלטת/סינתזה למחצה • כימיה של פולרנים • כימיה פולימרית • פטרוכימיה • כימיה קוולנטית דינמית
ביולוגית	ביוכימיה (ביולוגיה מולקולרית, ביולוגיה של התא) • ביולוגיה כימית (כימיה ביו-אורתוגונלית) • כימיה תרופתית (פרמקולוגיה) • כימיה קלינית • נוירוכימיה • כימיה ביו-אורגנית • כימיה ביו-אורגנו-מתכתית • כימיה ביו-אי-אורגנית • כימיה ביו-פיזיקלית
בין תחומי	כימיה גרעינית (רדיוכימיה, כימיה של קרינה, כימיה אקטינידית) • קוסמוכימיה/אסטרוכימיה/כימיה כוכבית • גאוכימיה (ביוגאוכימיה, פוטוגאוכימיה) • כימיה סביבתית (כימיה אטמוספירית, אוקיינוגרפיה כימית) • כימיה של חימר • קרבוכימיה • כימיה של מזון (כימיה של פחמימות, כימיה פיזיקלית של מזון) • כימיה חקלאית (כימיה של קרקע) הוראת כימיה (כימיה חובבנית, כימיה כללית) • כימיה חשאית • כימיה פורנזית (טוקסיקולוגיה פורנזית, כימיה שלאחר המוות) • ננוכימיה (כימיה סופרא מולקולרית) • סינתזה כימית (כימיה ירוקה, כימיית קליק, כימיה קומבינטורית, ביוסינתזה) • הנדסה כימית (סטויכיומטריה) • מדע החומרים (מטלורגיה, הנדסה קרמית, מדע הפולימרים)
ראו גם	היסטוריה של הכימיה • פרס נובל לכימיה • ציר הזמן של הכימיה (של גילוי היסודות הכימיים) • "המדע המרכזי" • תגובה כימית (קטליזה) • יסוד כימי • תרכובת • אטום • מולקולה • יון • כימיקל • קשר כימי • אלכימיה • מכניקת הקוונטים
פורטל כימיה