الكيمياء الحيوية - Biochemistry

نبذة عن تخصص الكيمياء الحيوية

تُعتبر الكيمياء الحيوية أحد فروع العلوم الطبيعية المختصة بدراسة التركيب الكيميائي لأجزاء الخلية في الكائنات الحية المختلفة البسيطة منها والمعقدة. لكن، ما هي الكائنات الحية البسيطة والكائنات الحية المعقدة؟

حسنًا، يُمكن التعبير عن الكائنات الحية البسيطة أنَّها الكائنات الحية التي تنحصر على الطحالب والبكتيريا والفطريات أما الكائنات الحية المعقدة فهي الإنسان والحيوان.

يُطلق على تخصص الكيمياء الحيوية باللغة الإنجليزية "Biochemistry" ويُمكن التعبير عنه أيضًا باستخدام المصطلح "Biological Chemistry" وهو علم كيمياء الحياة حيث يركز هذا العلم إلى جانب العلماء الذين يعملون في مجال الكيمياء الحيوية على البحث في التفاعلات الكيميائية التي تحدث داخل الكائنات الحية بغض النظر عن اختلاف أنواعها بالإضافة إلى دراسة المكونات الخلوية للكائنات الحية من جوانب عدة.

إضافةّ إلى ما ذُكر مسبقًا، تدرس الكيمياء الحيوية التفاعلات الحيوية المختلفة التي تحدث داخل الخلايا الحية من حيث البناء والتكوين مما يُساعد على فهم عدة أمور هامة تتعلق بالكائنات الحية مثل أنسجتها وأعضائها ووظائفها.

وما يجدر ذكره أنَّ تخصص اليوم يرتبط ارتباطًا وثيقًا بعلم الأحياء الجزيئي الذي يلعب الدور الأكبر في التركيز على المعلومات الوراثية في الحمض النووي في العمليات الحيوية. ويُمكن تقسيم اهتمامات مجال علم الكيمياء الحيوية إلى ثلاثة أقسام متمثلة بما يلي:

• الطب - Medicine: يدرس الكيميائيون الحيويون في مجال الطب أسباب الأمراض وعلاجها

• الزراعة - Agriculture: في قطاع الزراعة، يقوم الكيميائي الحيوي بفحص ومعاينة وتقصي التربة والأسمدة والعثور على وسائل تحسين عمليات زراعة المحاصيل وتوفير أفضل الطرق لتخزينها.

• التغذية - Nutrition:  يدرس هنا الكيميائيون الحيويون طرق وسُبُل الحفاظ على الصحة بالإضافة إلى دراسة آثار سوء التغذية

المؤهلات العلمية:

• الالتحاق في المسار العلمي في الثانوية العامة ثم الحصول على شهادة البكالوريوس في إحدى التخصصات الجامعية ذات الصلة بتخصص الكيمياء مثل تخصص الهندسة الكيميائية أو الكيمياء الحيوية ويجب الحصول على شهادتي الماجستير والدكتوراه في حال الرغبة في العمل في إجراء البحوث العلمية المستقلة.

السمات الشخصية:

• مهارات البحث العلمي

• الإلمام بعلم الأحياء وعلم الكيمياء الجزيئي

• معرفة الرموز والمصطلحات المستخدمة في علم الوراثة وعلم الأحياء والكيمياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية ورموز العناصر والمركبات الكيميائية كذلك

• معرفة التركيبات والوظائف والتداخلات التي تحدث بين مكونات الخلايا والجزيئات الحيوية الكبيرة مثل البروتينات والكربوهيدرات والبوليمرات الحيوية والدهون والأحماض النووية وما إلى ذلك من الجزئيات الحيوية

• الإلمام التام بالخصائص الكيميائية للجزيئات الحيوية

• القدرة على استخدام تقنيات الكيمياء الحيوية ودمجها مع تقنيات علم الوراثة والأحياء الفيزيائية بالإضافة إلى الأحياء الجزيئية

• مهارات إجراء التجارب العلمية

• كتابة ونشر الأبحاث والتقارير والأوراق البحثية

• إقامة العروض التقديمية في الاستنتاجات والاكتشافات التي تتوصل لها الدراسات

• مهارات التعاون مع فريق العمل وتحقيق الأهداف سويًا

• مهارات صياغة واختيار الفرضيات البيولوجية أو الحيوية

• حب العلوم

• الدقة في التقدير والقياسات

• مهارات التواصل

• مستوى ممتاز في الرياضيات وحل المعادلات والمسائل المعقدة بالإضافة إلى مهارات جيدة في الإحصاء والتفاضل والتكامل

• مهارات حل المشكلات والتساؤلات العلمية المعقدة

• مهارات جيدة في استخدام الأدوات والآلات والمعدات المخبرية المستخدمة في  المجال

• مهارات التفكير النقدي

• مهارات التحليل

• شرح وتفسير المعلومات المعقدة بأسلوب بسيط

• التعلم الذاتي والمستمر

تؤثر الكيمياء على حياتنا من جوانب عدة ممّا يزيد من أهمية تداخل العلوم الكيميائية مع العلوم الأخرى. فلولا الكيمياء لما استطعنا فهم بعض الأمور مثل الصيدلة والطب والأحياء وعلوم الأرض هذا بالإضافة إلى الهندسة الكيميائية. لهذا، أعدّت منصة فرصة قائمة لكم توضح الأقسام الأساسية للكيمياء:

• الكيمياء العضوية - Organic Chemistry: دراسة خصائص وتراكيب وتفاعلات المركبات العضوية

• الكيمياء اللاعضوية - Non-Organic Chemistry: دراسة خصائص وتراكيب وتفاعلات المركبات اللاعضوية

• الكيمياء الحيوية - Biochemistry: دراسة المواد الكيميائية والتفاعلات الكيميائية التي تحدث داخل الكائنات الحية

• الكيمياء الفيزيائية - Biophysics: دراسة الأصل الفيزيائى للتفاعلات الكيميائية والأنظمة الكيميائية كذلك

• الكيمياء التحليلية - Analytical Chemistry: دراسة وتحليل عينات المادة من أجل معرفة التركيب الكيميائي والبنائي لها

اختبار الشخصية والتخصص الجامعي اكتشف صفاتك ومهاراتك الشخصية لتتعرف على التخصص الجامعي الذي يناسبك قدّم اختبار الشخصية والتخصص الجامعي الآن

سوف نتعرَّف من خلال هذا القسم على الخطة الدراسية لطلبة تخصص الكيمياء الحيوية حيث تنقسم إلى مواد إجبارية من داخل التخصص ومساقات اختيارية من داخل التخصص وخارجه كذلك بالإضافة إلى المواد الإجبارية من خارج التخصص كذلك:

متطلبات الجامعة الإجبارية والاختيارية:

• يشمل هذا القسم مواد تجمع بين طلبة الجامعة كلهم مهما كانت تخصصاتهم مُختلفة أو متباينة. وتكون هذه المواد إما إجبارية أو اختيارية. وتتراوح بين أقسام العلوم الاجتماعية، والعلوم السياسية، والعلوم الاقتصادية، والتكنولوجيا، والصحة. ومن بعض الأمثلة الشائعة عليها مساق مهارات التواصل، والتربية الوطنية، والمهارات الإدارية، والإسعافات الأولية، وحقوق الإنسان، وعلم الاجتماع، وعلم النفس، بالإضافة إلى الكثير من المساقات المتنوعة في شتى المجالات.

متطلبات التخصص الإجبارية والاختيارية:

يختص هذا القسم بتقديم المواد التي تجمع بين طلبة الكلية أجمع، أي المواد التي تكون مشتركة بين تخصصات الكيمياء:

• فيزياء عامة - General Physics 

• كيمياء عامة - General Chemistry

• مقدمة في الكيمياء العضوية - Introduction to Organic Chemistry

• الثيرموديناميك الكيميائي - Chemical Thermodynamics

• الكيمياء التحليلية - Analytical Chemistry

• الكيمياء العضوية غير المتجانسة - Heterogeneous Organic Chemistry

• الإحصاء الحيوي - Bio Statistics

• علم الأحياء الدقيقة - Microbiology

• مبادئ علم الحيوان - Principles of Zoology

• كيمياء حيوية عامة - General Biochemistry 

• حسابات الكيمياء الحيوية - Biochemical Calculations

• الأنزيمات - Enzymes

• كيمياء حيوية فيزيائية - Biophysical Chemistry 

• الأيض - Metabolism

• الأغشية الخلوية - Cell Membrane

• الهرمونات - Hormones

•  التقنية الحيوية والهندسة الوراثية - Biotechnology and Genetic Engineering

• الأحياء الجزيئية - Molecular Biology

• الكيمياء الحيوية للتغذية - Nutritional Biochemistry

• المعلوماتية الحياتية - Bioinformatics

•  الكيمياء الحيوية للدم - Blood Biochemistry

• كيمياء المناعة - Immunochemistry

• الكيمياء الحيوية  الخلوية - Cellular Biochemistry

• أساسيات علم الوراثة - Genetics Principles

• الطاقة الحيوية - Bio Energy

• الفيزياء الحيوية - Biophysics

• المؤشرات الكيموحيوية - Indicators of Biochemistry

• التعبير الجيني - Gene Expression

• علم الوراثة الجزيئي - Molecular Genetics

• تقنية النانو - Nanotechnology

• السموم والسرطانات - Toxics and Carcinogens

• الأسس البيولوجية للسرطان - Principles Of Cancer Biology

• علم الفيروسات/البكتيريا الطبي - Medical Bacteriology

مع العلم أنَّ هناك بعض المواد التي تدرّس من خلال مسارات علمية متعددة ولها مسارين الأول نظري والآخر عملي مثل الفيزياء والكيمياء العامة والكيمياء الحيوية العامة والكيمياء الحيوية الفيزيائية بالإضافة إلى مادة الأيض والأنزيمات ولا ننسى المقررات التدريبية والأبحاث ومشروع التخرج.

تبلغ المرحلة الدراسية لتخصصات العلوم جميعها مدة زمنية مقدارها أربعة سنوات حيث تستغرق درجة البكالوريوس في تخصص الكيمياء الحيوية المدة ذاتها وذلك على عكس بقية التخصصات مثل تخصصات الهندسة والطب التي تحتاج إلى ما يزيد عن خمس سنوات.اقرأ أيضًا: خبير الكيمياء الحيوية

تُقسم التخصصات جميعها حسب مدى حاجتنا إليها الآن وفي المستقبل. وبالتالي، إما تكون التخصصات مطلوبة أو راكدة ومشبعة حيث يُعنى بالتخصصات المطلوبة أنَّها التخصصات التي يحتاجها سوق العمل في المستقبل بينما يُقصد بالتخصصات المشبعة والراكدة أنَّها تلك التي يستغني عنها سوق العمل وبناءً على نسبة الطلب أو الركود تعتمد سهولة أو صعوبة العثور على وظيفة.

تُعتبر الكيمياء الحيوية مهمة جدًا في المستقبل كونها تتطوَّر وتتوسَّع يومًا تلو الآخر حيث يخلق الدمج بين أساسيات علم الكيمياء والأحياء تطورات وتوجهات علمية جديدة وحديثة. إذن، تبلغ نسبة الطلب على العاملين في مجال الكيمياء الحيوية 6% حتى عام 2028 في أوروبا وتترواح نسبة الطلب بين متوسطة إلى مرتفعة في الشرق الأوسط ودول الخليج.

• تشهد نسبة الطلب على التخصص ارتفاعًا مؤكدًا حتى عام 2022

• يتقاضى أصحاب الوظائف في تخصص الكيمياء الحيوية أجور مرتفعة

• إمكانية العمل بشكل خاص ومنفرد على المشاريع البحثية

• انتظام ساعات العمل سواءً في المكتب أو المختبر

• ارتباط الكيمياء بالعلوم الأخرى ارتباطًا وثيقًا

• حاجة من يرغب العمل في مجال الكيمياء الحيوية إلى قضاء سنوات عدة في الدراسة العليا تتراوح من 5 إلى 7

• التعامل مع آلات ومواد ومعدات خطرة

• استمرار المنافسة في المجال تحديدًا على تمويل البحوث

• قد يضطر صاحب العمل في مجال الكيمياء الحيوية إلى السفر للعمل في الخارج

يعمل خريجو تخصص الكيمياء الحيوية في المجال الأكاديمي أو البحثي أو الصناعي أو الصحي حيث تشمل القطاعات التي قد يعمل بها ما يلي:

• وزارات التربية والتعليم العالي

• مراكز البحث العلمي

• مختبرات المستشفيات

• المصانع

• هيئات ومراكز الأبحاث البيئية

• مختبرات المستشفيات

• المختبرات الجنائية

• الشركات البتروكيماوية

قد نشرت مجلة بيوكمست البريطانية عام 2012 المجالات والمواقع التي يتسنَّى لخبير الكيمياء الحيوية العمل بها بعد التخرج والتي تشمل ما يلي:

• الطب

• طب الأسنان

• المحاماة

• فني مختبرات طبية

• أخصائي تغذية

• عالم شرعي 

• منسق أبحاث طبية وحيوية

• استشاري في علم الجينات

• كاتب علمي

• محلل نظم معلوماتية حيوية والتي تُعرف بيو أنفورماتيك - Bioinformatic

• إحصائي حيوي

وفقًا لموقع usnews، إليكم قائمة تضم أفضل الجامعات العالمية لدراسة تخصص الكيمياء الحيوية وتخصص الأحياء كذلك حيث تعتمد هذه القائمة على معايير عدة يتصدرها البحث العلمي وسمعة الجامعة المرموقة:

1. جامعة هارڤرد Harvard في الولايات المتحدة

2. معهد ماساشوستس Massachusetts للتكنولوجيا في الولايات المتحدة

   

3. جامعة ستانفورد Stanford في الولايات المتحدة

   

4. جامعة كاليفورنيا (بركلي) California Berkeley في الولايات المتحدة

   

5. جامعة كامبريدج Cambridge  في بريطانيا

   

6. جامعة تورونتو Toronto في كندا

   

7. جامعة كوبنهاغن Copenhagen في الدنمارك

   

8. المعهد الفدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيوريخ

   

9. معهد كارولينسكا Karolinska في السويد

   

10. جامعة الملك عبد العزيز King Abdulaziz في المملكة العربية السعودية

    اقرأ أيضًا:  ترتيب أفضل جامعات عربية عالميًا لعام 2019

• دورة تدريبية مجانية عبر الإنترنت حول كيمياء الحياة
• دورة تدريبية مجانية عبر الإنترنت حول كيمياء الحياة
• دورة مجانية عبر الإنترنت من Open Learning Initiative في الكيمياء الحيوية
• دورة أونلاين مجانية من Future Learn حول كيمياء الغلاف الجوي الكوكبي والحياة خارج الأرض
• دورة مجانية عبر الإنترنت من Open Learning Initiative في الكيمياء العامة
• دورة مجانية أونلاين بعنوان "الكيمياء الطبية: الأساس الجزيئي لاكتشاف العقاقير"من edx
• دورة مجانية أونلاين في الكيمياء التحليلية الأساسية من edx
• دورة مجانية عبر الإنترنت من edX تتناول علم الكيمياء الحيوية

سوف تتعرَّف من خلال هذا القسم على علماء بارزين تركوا بصمة إبداعية في علم الكيمياء والكيمياء الحيوية على مر العصور القديمة والحديثة؛ ومنهم من يلي:

الدكتور صالح الوكيل هو عالم كيميائي عربي حصل على درجة البكالوريوس في الجامعة الأمريكية في بيروت كما ترأس قسم الكيمياء الحيوية في كلية بايلور للطب في هيوستن الواقعة في ولاية تكساس. نجح أيضًا الدكتور صالح الوكيل في قيادة فريق حقق نجاحًا في العثور على الجين الذي يمنع تراكم الدهون في الجسم حيث كان يُعَد ضمن أهم الاكتشافات العلمية لعام 2001 حيث وُصِف الاكتشاف أنَّه ثورة جمعت بين الكيمياء الحيوية والفيزياء الحيوية سويًا. بالإضافة إلى العديد من الإنجازات التي حققها الدكتور في مجال الكيمياء مثل تولي منصب رئاسة قسم الكيمياء البيولوجية عام 1971 في كلية بايلور للطب وهي الكلية التي حققت إنجازات كثيرة لعبت دور كبير في تغيير علم الإنزيمات وهي بمثابة مفاتيح العمليات الحياتية في جسم الإنسان.

اسحق أسيموف، Isaac Asimov يُطلق على اسم عائلته أسيموف أو عظيموف أو حتى أزيموف وهو كيميائي حيوي وكان أفضل من يكتب روايات في الخيال العلمي حيث تركت الأفلام التي ألفها أثرًا ملموسًا في سينما الخيال العلمي وهو يُعَد من أهم علماء الكيمياء الحيوية قام بتأليف حوالي 500 مجلد عنها.

اختر التخصص المناسب لك ولمهاراتك

تُعتبر الكيمياء الحيوية علم هاد جدًا وذلك لارتباطها بحياتنا اليومية فالتفاعلات والتحولات والتغيرات الكيميائية تحدث يوميًا وفي كل الأوقات وحتى في كل مكان. على سبيل المثال، ينتج الهواء الذي نتنفسه من تفاعلات كيميائية ممَّا يجعل العمليات لا نهائية حيث يحتاج جسم الإنسان إلى الهواء بشكل دائم حتى يستخدمه في سبيل حدوث تفاعلات كيميائية ضرورية في حياتنا.

المراجع: Ksu، Learningpath، Srgtalent، Bls