Τι είναι το Εργαστήριο Βιοχημείας;

Ένα εργαστήριο βιοχημείας είναι μια περιοχή στην οποία ένας βιοχημικός μελετά τις χημικές διεργασίες μέσα σε ζωντανούς οργανισμούς. Η παραδοσιακή βιοχημεία εξετάζει τη χημεία των αντιδράσεων που καταλύονται από ένζυμα, αλλά η βιοχημική έρευνα έχει επεκταθεί για να καλύψει θέματα μεταγωγής σήματος, μεταφοράς εντός των κυττάρων και μοριακών αλληλεπιδράσεων. Γενικά κάποιος πρέπει να έχει τουλάχιστον ένα προπτυχιακό δίπλωμα στις επιστήμες για να εργαστεί σε ένα εργαστήριο βιοχημείας. Οι θέσεις εργασίας στον κλάδο της βιοτεχνολογίας πληρώνουν συνήθως καλύτερα από τις ακαδημαϊκές θέσεις.

Όλα τα εργαστήρια βιοχημείας θα έχουν τα βασικά συστατικά των εργαστηρίων επιστημονικής έρευνας, όπως ένα μετρητή pH, μια ισορροπία για τη ζύγιση χημικών, μια ποικιλία ρυθμιστικών και άλλων χημικών και ψυγεία και καταψύκτες για την αποθήκευση προμηθειών. Θα έχουν επίσης ειδικό καταψύκτη που διατηρείται στους -94 ° F (-70 ° C) για τη μακροχρόνια αποθήκευση πρωτεϊνών και ιστών. Τέτοιες εγκαταστάσεις θα έχουν φυγοκεντρητές και πρόσβαση σε υπερφυγόκεντρο. Μια μηχανή πάγου είναι γενικά απαραίτητη για τη δημιουργία πάγου για να διατηρεί τα ένζυμα και τα αντιδραστήρια παγωμένα και σταθερά. Σχεδόν όλα τα εργαστήρια βιοχημείας θα διαθέτουν προμήθειες ηλεκτροφόρησης πηκτής για την εξέταση των πρωτεϊνών, μαζί με τον εξοπλισμό για τη λειτουργία κηλίδων Western.

Για τη βιοχημική έρευνα, ένα φασματοφωτόμετρο είναι συχνά απαραίτητο για τη μέτρηση των συγκεντρώσεων πρωτεϊνών ή των ενζυμικών αντιδράσεων. Συνήθως, ένα φασματοφωτόμετρο UV-Vis θα είναι αρκετό, αλλά ορισμένα εργαστήρια απαιτούν φασματοφωτόμετρο φθορισμού για πιο εξειδικευμένες εφαρμογές. Πιο εξειδικευμένα εργαστήρια μπορεί να έχουν πιο εξειδικευμένα φασματοφωτόμετρα.

Άλλα εργαστήρια βιοχημείας μπορεί να διαθέτουν πιο εξειδικευμένο εξοπλισμό, όπως συγκεκριμένο εξοπλισμό χρωματογραφίας. Αυτός ο τύπος τεχνολογίας διαχωρίζει τα μόρια. Για παράδειγμα, το εργαστήριο μπορεί να διαθέτει σύστημα υγρής χρωματογραφίας υψηλής πίεσης (HPLC) για τον διαχωρισμό πεπτιδίων ή τη διεξαγωγή δοκιμασιών ενζύμων σε μικρά μόρια. Ένας άλλος τύπος οργάνου που μπορεί να έχει κάποιος είναι το σύστημα αεριοχρωματογραφίας (GC). Αυτή η μονάδα διαχωρίζει πτητικές ενώσεις.

Ένα εργαστήριο πρωτεϊνικής βιοχημείας είναι πιθανό να διαθέτει σύστημα υγρής χρωματογραφίας γρήγορης πίεσης (FPLC) για τον καθαρισμό μεγάλων ποσοτήτων πρωτεΐνης προς μελέτη. Θα είχε μια ποικιλία από μήτρες πηκτής, με διαφορετικές χημικές ιδιότητες για χρήση με το FPLC για τον διαχωρισμό των πρωτεϊνών. Θα υπάρχουν γυάλινες στήλες διαφορετικών αναλογιών για να συγκρατούν τους πίνακες. Τα εργαστήρια πρωτεϊνικής βιοχημείας έχουν γενικά ένα ψυχρό δωμάτιο, έτσι ώστε οι πρωτεΐνες να μπορούν να απομονωθούν και να καθαριστούν σε χαμηλές θερμοκρασίες για να διατηρηθούν σταθερές.

Πολλά εργαστήρια βιοχημείας χρησιμοποιούν τις τεχνικές της μοριακής βιολογίας για να βοηθήσουν στη βιοχημική έρευνα. Τέτοια εργαστήρια μοριακής βιοχημείας συχνά συνδυάζουν πολλές από τις τεχνικές της βιοχημείας, όπως η εκτέλεση στυπμάτων Western, με αυτές των εργαστηρίων μικροβιολογίας. Οι τεχνικές της γενετικής μηχανικής περιλαμβάνουν χειρισμό του DNA ή του RNA σε μικροοργανισμούς, επομένως απαιτούνται αποστειρωμένες συνθήκες. Ένα τέτοιο εργαστήριο θα έχει μια αποστειρωμένη κουκούλα που μπορεί να σκουπιστεί με αιθανόλη και έχει μια μικροβιοκτόνο λάμπα. Φυσάει στείρο αέρα στην επιφάνεια εργασίας του.

Το εργαστήριο θα είχε άγαρ, το οποίο σχηματίζει ένα πήκτωμα πάνω στο οποίο αναπτύσσονται οι μικροοργανισμοί. Θα υπήρχε μια ποικιλία άλλων προμηθειών για μέσα και αντιβιοτικά για την ανάπτυξη των γενετικά τροποποιημένων μικροοργανισμών. Θα είχε θερμοκοιτίδες και αναδευτήρες που θα μπορούσαν να ζεσταθούν για να αναπτυχθούν βακτήρια ή μαγιά. Επίσης απαραίτητη είναι η πρόσβαση σε αυτόκλειστο, η αποστείρωση των προμηθειών για ανάπτυξη και χειρισμό του RNA και η καταστροφή του ανασυνδυασμένου υλικού μετά την ολοκλήρωση των πειραμάτων.

Πρόσθετα στοιχεία θα ήταν μονάδες ηλεκτροφόρησης πηκτής για διαχωρισμό RNA και DNA. Ένα εργαστήριο μοριακής βιοχημείας θα είχε πρόσβαση σε μηχανή αλυσιδωτής αντίδρασης πολυμεράσης (PCR) για τη διεξαγωγή αντιδράσεων PCR. Θα είχε μια ποικιλία ενζύμων περιορισμού και διάφορα ένζυμα που χρησιμοποιούνται στην κλωνοποίηση και την εργασία PCR.

Ένα ιατρικό εργαστήριο βιοχημείας θα έχει πολλά από τα είδη άλλων εργαστηρίων βιοχημείας, ανάλογα με την ειδικότητά του. Η διαφορά θα ήταν στην πηγή του υλικού για μελέτη. Θα ήταν πιο πιθανό να χρησιμοποιηθούν τεχνικές κυτταρικής καλλιέργειας θηλαστικών ή να ληφθεί υλικό από καλλιέργειες βλαστοκυττάρων. Οι ανασυνδυασμένες ανθρώπινες πρωτεΐνες είχαν μεγάλη αξία στα ιατρικά εργαστήρια βιοχημείας.

Πολλές από αυτές τις τεχνικές έχουν μεγάλη ζήτηση στη βιοτεχνολογία και τις ακαδημαϊκές ερευνητικές εγκαταστάσεις. Οι τεχνικές μοριακής βιολογίας και αντιδράσεων PCR είναι επιθυμητές εργασιακές δεξιότητες, όπως και η εξοικείωση με τις κυτταρικές καλλιέργειες θηλαστικών. Η κατοχή οποιασδήποτε από τις μονάδες χρωματογραφίας είναι επίσης ένα πλεονέκτημα όταν αναζητάτε δουλειά στη βιοχημεία. Οι προπτυχιακοί φοιτητές μπορούν να παρακολουθήσουν εργαστηριακά μαθήματα σε αυτούς τους τομείς και, εάν είναι δυνατόν, να διεξάγουν έρευνα σε εργαστήριο βιοχημείας, ο οποίος είναι ένας καλός τρόπος για να αρχίσει να κατακτά αυτές τις δεξιότητες.