Kimyasal Biyoloji Tanımı
Kimyasal biyoloji, biyolojik sistemleri incelemek için kimya ve kimyasal teknikleri kullanarak kimya ve biyolojiyi birleştiren bilimsel bir disiplindir. Kimyasal biyoloji ve biyokimya arasındaki temel fark, kimyasal biyolojinin biyolojik bir sisteme yeni kimyasal bileşikler eklemeyi içermesi, biyokimya ise organizmaların içinde doğal olarak meydana gelen kimyasal reaksiyonların incelenmesidir. Kimyasal biyoloji araştırmalarına örnek olarak hücre bölünmesini ve diğer hücre aktivitelerini kontrol etme, küçük molekülleri tedavi için hedef olarak kullanma ve kök hücreleri manipüle etme verilebilir.
Kimyasal Biyoloji Tarihi
Kimyasal biyoloji araştırması, diğer birçok bilimsel araştırma türüyle birlikte, 19. yüzyıldan itibaren birçok atılım yaptı . 1828'de Alman kimyager Friedrich Wöhler üre molekülünü izole etti. Bu idrarda bulunan bir bileşiktir ve amonyum klorür ve gümüş siyanat gibi kimyasalları karıştırarak elde etmiştir. Daha önce üre sadece insan ve köpek gibi canlılardan elde ediliyordu. O sıralarda, tüm biyolojik bileşikler için gerekli bir "yaşamsal güç" olduğuna dair yaygın bir inanç vardı, ancak Wöhler'in araştırması, biyolojik bileşiklerin inorganik malzemelerden yapılabileceğini gösterdi.
Kimyasal biyoloji için çok önemli olan hücresel görüntüleme de bu dönemde geliştirildi ve hücreleri boyamak için anilin boyası gibi faydalı bileşikler icat edildi. Ayrıca, belirli patojenleri hedef alarak belirli durumları tedavi etmek için kimyasallar kullanılmaya başlandı. Örneğin, 19. yüzyılda Paul Elrich tarafından icat edilen Salvarsan kimyasal bileşiği, frengiye neden olan bakterileri hedef alarak tedavi etmek için kullanılıyordu. Salvarsan, o sırada cıva uygulanmasını içeren önceki tedaviye göre çok büyük bir gelişmeydi. Cıva tedavisi, kararmış ve sallanan dişler, böbrek yetmezliği ve hatta cıva zehirlenmesinden ölüm gibi ciddi sorunlara neden olmuştur. 19. yüzyılın ikinci yarısındaYüzyılda, İsviçreli biyokimyacı Friedrich Miescher, hücrelerin çekirdeklerini izole etmek ve parçalamak için kimyasal bileşikler kullandı. Daha sonra “nükleik asitler” olarak adlandırılacak maddeleri elde etti ve artık nükleik asitlerin hücrenin genetik bilgisi olan DNA'yı oluşturduğunu biliyoruz.
Bu araştırmaların tümü, kimyasal biyoloji kimya ve biyolojiden ayrı bir alan olmadan önce yapıldı, ancak alanın ortaya çıkması için temel sağlanmasına yardımcı oldu. Kimyasal biyoloji 20. yüzyılda ayrı bir alan olarak düşünülmeye başlandı -terim ancak 1990'larda yaygın olarak kullanılmaya başlandı- ve araştırmacılar bazen onun tam olarak ne olduğunu açıklayamıyor. Enzimoloji, tıbbi kimya, yapısal biyoloji ve proteomik (proteinlerin incelenmesi) gibi çok çeşitli araştırma konularını içerir. Aynı zamanda biyoloji veya kimyada uzmanlaşmış bilim adamları arasında pek çok işbirliğini de içerir.
Kimyasal Biyoloji ve Biyokimya Arasındaki Farklar
Kimyasal biyoloji, bu kimyasalların hücreler ve dokular üzerindeki etkilerini görmek için biyolojik sistemlere kimyasal bileşikler ekler. Kimyasal biyologlar genellikle hücrelere yeni bileşikler sentezler ve ekler. Kimyasal biyoloji araştırmalarının amacı, kanser ve diğer hastalıklar için tedavi seçenekleri gibi canlı bir organizmadaki hücrelere nihayetinde uygulanabilecek teknikler geliştirmektir. Öte yandan biyokimya, hücrede zaten doğal olarak meydana gelen kimyasal süreçlerle ilgilidir. Biyokimya araştırmacıları, etkilerini görmek için hücrelere kimyasal bileşikler eklemek yerine, organizmalarda meydana gelen kimyasal reaksiyonları ve bu bileşiklerin moleküler yapısını inceler. Biyokimyacılar ayrıca proteinler ve nükleik asitler gibi daha büyük molekülleri inceleme eğilimindeyken, kimyasal biyologlar daha küçük molekülleri inceler.
Kimyasal Biyoloji Araştırma Örnekleri
Mitoz veya hücre bölünmesini kontrol etmek, kimyasal biyoloji araştırmalarının önemli hedeflerinden biridir. Hücre bölünmesi, hücrelerin büyüme ve gelişme sürecinde esastır ve kontrolsüz hücre bölünmesi kanserin doğrudan nedenidir, bu nedenle kanser tedavisi araştırmalarında son derece önemlidir. Kanser tedavisi için önemli olabilecek bileşiklere bir örnek, mitotik iğin parçası olan bir proteinin aktivitesine müdahale ederek hücre bölünmesini bozan Monastrol'dür. Mitotik iğ, hücre bölünmesi sırasında kromozomları ayırır.
Hücre biyolojisi araştırmalarının bir başka alanı, hücre zarı üzerindeki alıcıları hedeflemek için küçük moleküller kullanmaktır. Bu tip tedavi, epilepsi tedavisinde ve mesane ve diğer düz kasları kontrol etmede başarıyla kullanılmıştır. Bilim adamları, şu anda hastaları tedavi etmek için kullanılan ilaçların etkinliğini artırmak için çalışıyorlar. Ek olarak, serbest radikallerin neden olduğu hasarı önlemek için hücrelere uygulanabilecek antioksidanlar gibi moleküller üzerinde araştırmalar devam etmektedir.
Kimyasal biyoloji araştırmaya odaklanır, bu nedenle bilimde yüksek eğitim şarttır ve birçok kimyasal biyoloğun doktora derecesi vardır. Kimyasal biyologlar, lisans öğrencileri olarak biyoloji veya kimya alanında uzmanlaşabilirler ve bazı okullar, lisans derecesi olarak kimyasal biyoloji sunar. Kimyasal biyoloji araştırması yapmaya devam eden bazı kişiler, aynı zamanda bir lisans olarak biyokimya alanında da eğitim almış olabilirler, ancak kimyasal biyoloji ve biyokimyanın farklı alanlar olduğunu ve biyoloji veya kimya alanında uzmanlaşmanın biyokimyadan daha mantıklı olabileceğini hatırlamak önemlidir. kişinin ilgi alanlarına göre değişir.
Bir lisans derecesi elde edildikten sonra, bir kişi bir laboratuvarda araştırma teknisyeni olarak çalışabilir, tezgah çalışmasına yardımcı olabilir ve laboratuvarın baş araştırmacısı tarafından tasarlanan deneyleri gerçekleştirebilir. Bazı insanlar kimyasal biyoloji alanında yüksek lisans derecesi almaya devam ediyor. Yüksek lisans derecesine sahip kişiler araştırma görevlisi ve laboratuvar yöneticisi olabilir ve günlük laboratuvar işlemlerinde daha fazla sorumluluk sahibi olabilir. Ayrıca laboratuvarda yapılan deneylere daha fazla girdileri olabilir. Bir laboratuvarın baş araştırmacısı olmak için, bir kişinin doktora derecesine ihtiyacı vardır ve muhtemelen bir veya birkaç doktora sonrası pozisyona sahip olacaktır. Daha sonra, hem eğitim hem de araştırma yapacakları bir profesör olarak işe alınabilirler veya bir tıbbi laboratuvarda bir pozisyon elde edebilirler.