Biokemia

Johdanto

Biokemia on luonnontiede, jossa tutkitaan eliöiden kemiallista rakennetta ja niissä tapahtuvia kemiallisia muutoksia. Tutkimuskohteina ovat elämän ilmiöt molekyylitasolla ihmisissä, eläimissä, kasveissa ja mikro-organismeissa. Tutkimustietoa hyödynnetään esimerkiksi lääkkeiden ja elintarvikkeiden kehitystyössä. Biokemian asiantuntijoita työskentelee mm. tutkimuslaitoksissa, sairaaloissa ja eri teollisuudenalojen palveluksessa.

Tuotteet ja palvelut

Biokemia on luonnontiede, joka sijoittuu biologian ja kemian välimaastoon. Biokemiassa tutkitaan elämän kemiallista perustaa ja pyritään ymmärtämään eri biologisten prosessien ja sairauksien taustalla olevia kemiallisia mekanismeja.

Tutkimuskohteena ovat elämän ilmiöt molekyylitasolla ihmisissä, eläimissä, kasveissa ja mikro-organismeissa. Tutkimus kohdistuu yhdisteisiin, joista eliöt rakentuvat, niiden reaktioihin ja biologisiin tapahtumiin liittyviin kemiallisiin muutoksiin. Yhdisteitä, joista eliöt rakentuvat ovat nukleiinihapot, proteiinit, hiilihydraatit ja lipidit sekä solujen kalvorakenteet.

Menetelmiltään biokemia on kokeellista tutkimusta, joka liittyy biologian, kemian ja lääketieteen tutkimukseen. Biokemiaan liittyvät myös molekyyli- ja solubiologia, biotekniikka, kliininen kemia ja syöpätutkimus.

Tutkimusmenetelminä käytetään mm. DNA-menetelmiä, molekyylitutkimusta ja solututkimusta. Geeniteknologia on menetelmä, jossa geenejä eristetään, siirretään ja liitetään toisten eliöiden geeneihin halutunlaisten geenituotteiden ja ominaisuuksien aikaansaamiseksi.

Biokemian sovellusalueita

Biokemistien tekemä tutkimustyö tuottaa uutta tietoa ilmiöistä elämän taustalla. Perustutkimuksen lisäksi tehdään soveltavaa tutkimusta, jonka tuloksia hyödynnetään esimerkiksi terveydenhoitoon, elintarvikkeisiin ja ympäristöön liittyvissä tuotteissa ja keksinnöissä.

Biokemiallisen tutkimuksen tuottama tieto kehittää lääketiedettä luomalla sille tieteellistä perustaa lisäämällä tietoa elävien organismien kemiallisista ilmiöistä. Vastaavasti kehittyvä lääketiede tuottaa uusia biokemiallisia tutkimuskohteita.

Lääkkeiden kehityksessä hyödynnetään biokemiaa, sillä lääkkeet ovat kemian tuotteita, joilla vaikutetaan biologisen organismin kemiallisiin prosesseihin solutasolla. Biokemia mahdollistaa myös tehokkaampien ja uusien hoitokeinojen kehittelyn, esimerkkeinä syöpähoidot ja geenihoidot.

Biokemiaa hyödynnetään myös entsyymien tuotannossa esimerkiksi elintarviketeollisuudessa. Elintarviketeollisuudessa tutkitaan myös ravinnon ainesosien ja yhdisteiden kemiallisia ominaisuuksia ja reaktioita elintarvikkeiden laadun ja turvallisuuden varmistamiseksi. Lisäksi kehitetään terveellisempiä ja terveysvaikutteisia tuotteita.

Maataloudessa tutkimus ja tuotekehitys kohdistuvat esimerkiksi uusiin lannoitteisiin ja torjunta-aineisiin. Ympäristöalalla biokemiaa voidaan hyödyntää esimerkiksi näytteiden analysoinnissa tai uusien puhdistusmenetelmien kehittämisessä vaikkapa saastuneen maaperän tai vesistön ennallistamiseksi.

Työtehtäviä biokemian alalla

Biokemistejä työskentelee eniten tutkimuksen ja tuotekehityksen tehtäväalueilla, mutta myös konsultointi ja koulutus, myynti ja markkinointi sekä hallinnolliset tehtävät työllistävät alan asiantuntijoita.

Tutkimustehtävät työllistävät esimerkiksi yliopistoissa, tutkimuslaitoksissa ja sairaaloissa. Soveltavaa tutkimusta ja tuotekehitystyötä tehdään mm. lääke-, bio- ja elintarviketeollisuudessa. Tuotteet vaihtelevat lääkkeistä elintarvikkeisiin, lannoitteisiin ja erilaisiin testausmenetelmiin.

Teollisuudessa työllistävät tuotekehityksen lisäksi myös tuotannon prosessien ja laadun valvonta sekä myynnin ja markkinoinnin tehtävät, jotka vaativat alan syvällistä tuntemusta. Konsultointi ja koulutus voivat liittyä esimerkiksi ympäristönsuojeluun tai biotekniikkaan.

Kuntien ympäristö- ja elintarvikelaboratoriot sekä sairaaloiden laboratoriot työllistävät erilaisissa näytteiden analysointitehtävissä. Valtiolla työllistävät esimerkiksi Tullilaboratorio ja Keskusrikospoliisin Rikostekninen laboratorio. Hallinnollisia tehtäviä on kunnissa ja valtiolla esimerkiksi ympäristöhallinnossa.

Biokemian ja luonnontieteiden tuntemuksen lisäksi eri tehtäväalueilla painottuvat eri vaatimukset. Tutkimuksen ja tuotekehityksen tehtävissä tarvitaan mm. pitkäjännitteisyyttä ja innovatiivisuutta. Näytteiden analysoinnissa ja laadunvalvonnassa korostuvat tarkkuus ja huolellisuus. Koulutustehtävät edellyttävät esiintymistaitoja sekä ulospäin suuntautuneisuutta, kaupalliset tehtävät lisäksi markkinointihenkisyyttä.

Biokemiaan liittyvissä työtehtävissä työskentelee myös muita kuin biokemiaa tai sen läheisiä luonnontieteitä opiskelleita, esimerkiksi laboratorioalan, terveydenhuollon ja insinööritieteiden ammattilaisia. Alan yrityksissä ja organisaatioissa työskennellään myös mm. hallinnon, myynnin ja markkinoinnin sekä viestinnän tehtäväalueilla.

Työpaikat

Yliopistot. Tutkimuslaitokset. Sairaalat. Lääketeollisuus. Elintarviketeollisuus. Kemianteollisuus. Bioalan yritykset. Valtion ja kuntien laboratoriot. Kuntien ja valtion hallinto.

Ammatit

Tutkimusjohtaja. Tutkija. Erikoistutkija. Tutkimusavustaja. Professori. Biokemisti. Sairaalakemisti. Lääkekemisti. Elintarvikekemisti. Biologi. Kemisti. Tuotekehittelijä. Kehityspäällikkö. Tuotepäällikkö. Laaduntarkastuspäällikkö. Laatupäällikkö. Laboratoriopäällikkö. Laboratoriohoitaja. Tuotantopäällikkö. Tuotannon esimies. Tuotannon suunnittelija. Ympäristöpäällikkö. Ympäristöasiantuntija. Ympäristötarkastaja. Terveystarkastaja. Ylitarkastaja. Suunnittelija. Markkinointipäällikkö. Lääke-esittelijä. Konsultti.

Biokemiaan liittyvissä tehtävissä työskentelee myös esimerkiksi bioanalyytikkoja ja laborantteja. Biokemian alalla voidaan työskennellä myös muilla ammatti- ja tehtävänimikkeillä.

Koulutus

Yliopistoissa voi opiskella biokemiaa luonnontieteissä. Oppiaineiden nimissä ja opintojen painotuksissa on eroja yliopistojen välillä.

Biokemiaa voi opiskella Helsingin yliopiston Biotieteiden laitoksella, Itä-Suomen yliopistossa Kuopiossa terveyden biotieteissä, Oulun yliopiston Biokemian laitoksella, Tampereen yliopiston bioteknologian tutkinto-ohjelmassa, Turun yliopiston Biokemian laitoksella ja Åbo Akademissa.

Alempi korkeakoulututkinto on luonnontieteiden kandidaatti. Ylempi korkeakoulututkinto on filosofian maisteri.

Biokemiaan liittyvissä tehtävissä toimitaan myös muilla koulutustaustoilla. Yliopistoissa voi opiskella esimerkiksi kasvitiedettä, yleistä mikrobiologiaa, perinnöllisyystiedettä, ympäristötieteitä, biotekniikkaa, kemiaa, elintarvike- ja ravitsemustieteitä, biotuotetekniikkaa sekä ympäristötekniikkaa ja kemian tekniikkaa.

Ammattikorkeakouluissa voi opiskella bio- ja elintarviketekniikkaa, kemiantekniikkaa ja ympäristöteknologiaa. Tutkintonimike on tekniikan ammattikorkeakoulututkinto insinööri (AMK).

Laboratorioalaan suuntautuen tutkintonimike on tekniikan ammattikorkeakoulututkinto laboratorioanalyytikko (AMK). Bioanalytiikkaan suuntautuen tutkintonimike on sosiaali- ja terveysalan ammattikorkeakoulututkinto bioanalyytikko (AMK).

Toisen asteen ammatillisissa oppilaitoksissa voi suorittaa laboratorioalan perustutkinnon. Tutkintonimike on laborantti. Prosessiteollisuuden perustutkinnon voi suorittaa biotekniikkaan suuntautuen. Tutkintonimike on prosessinhoitaja. Lääkealan perustutkinnon voi suorittaa lääkealaan suuntautuen. Tutkintonimike on farmanomi.

Perustutkinnot voi suorittaa myös näyttötutkintona, joka on erityisesti aikuisille suunniteltu joustava tutkinnon suorittamistapa.

Myös oppisopimuskoulutus tarjoaa mahdollisuuden kouluttautua alalle.

Työllisyys

Biokemian alalla suurin työllistäjä on yksityinen sektori, jossa työpaikkoja on eniten lääketeollisuuden, elintarviketeollisuuden, kemianteollisuuden ja bioalan yrityksissä. Yliopistot ja valtio työllistävät mm. tutkimuslaitoksissa, -laboratorioissa ja hallinnossa. Kunnat työllistävät esimerkiksi sairaaloissa, laboratorioissa ja hallinnossa.

Työllistyminen biokemian tehtäviin voi olla vaikeaa, sillä alalle on koulutettu enemmän tulijoita kuin työpaikkoja on tarjolla. Työttömyyttä esiintyy varsinkin vastavalmistuneilla. Määräaikaiset työsuhteet ovat alalla yleisiä.

Työpaikkoja vapautuu lähinnä eläkkeelle jäämisten tai muihin tehtäviin siirtymisten myötä. Alalta ei kuitenkaan ole jäämässä eläkkeelle suurta määrää työntekijöitä. Biotekniikkaan liittyvät työtehtävät saattavat tulevaisuudessa työllistää nykyistä enemmän.

Eri nimikkeillä työskentelevien biokemistien lisäksi alalla työskentelee myös esimerkiksi bioanalyytikkoja ja laborantteja.

Kehitysnäkymät

Biokemian tavoitteena on ymmärtää ja selittää kaikki elävien solujen ja organismien kemialliset prosessit. Perustutkimus tuottaa uutta tietoa elämän ilmiöistä, kun taas soveltava tutkimus kehittää monenlaisia sovelluksia. Biokemian kehitykseen vaikuttaa myös julkinen ja ulkopuolinen tutkimusrahoitus sekä biokemiaa hyödyntävien yritysten pärjääminen kilpailussa kansainvälisillä markkinoilla. 

Biokemia ja sen tutkimusmenetelmät liittyvät läheisesti molekyylibiologiaan, mikrobiologiaan, solubiologiaan, molekyyligenetiikkaan ja biolääketieteeseen. Biotekniikka on puolestaan biologian ja biokemian osa-alue. Biokemiaa hyödynnetään terveyden ja hyvinvoinnin, ravinnontuotannon, ympäristönsuojelun ja teollisen tuotannon ratkaisuissa. 

Lääketiede hyötyy biokemian tutkimuksesta, sillä biokemia tutkii esimerkiksi geenien säätelyä sekä soluille keskeisten proteiinien rakennetta ja toimintaa. Tautien ja sairauksien synnyn selvittämiseksi ja hoitojen kehittämiseksi on ymmärrettävä, kuinka geenit, proteiinit ja aineenvaihdunnan molekyylit toimivat yhdessä. Hoitokeinoja etsitään esimerkiksi perinnöllisiin sairauksiin. 

Lääketeollisuudessa kehitetään lääkkeitä esimerkiksi syöpätauteihin, Alzheimerin tautiin ja Parkinsonin tautiin. Tutkimuskohteita ovat mm. geeniterapia, yksilölliseen geneettiseen profiiliin perustuvat lääkehoidot, kantasolujen hyödyntäminen kudosvaurioiden korjaamisessa ja keinoelinten valmistaminen. Synteettisen biologian avulla voidaan kehittää esimerkiksi antibiootteja sekä kudos- ja materiaaliteknologiaa. 

Maataloudessa jalostetaan tuotantokasveja, sillä geeniteknisesti muunnelluista kasveista saadaan vastustuskykyisempiä esimerkiksi tuhohyönteisiä, tauteja ja kuivuutta vastaan, minkä lisäksi voidaan parantaa niiden satoisuutta ja ravintopitoisuutta. 

Terveysvaikutteisilla elintarvikkeilla on kliinisin kokein osoitettu olevan terveydelle edullisia vaikutuksia. Terveysvaikutteisuutta haetaan bioaktiivisista ainesosista, vitamiineista, hivenaineista ja muista ravintoaineista. Tuotteita ovat esimerkiksi maitohappobakteereita sisältävät jogurtit ja kasvisteroleilla rikastetut margariinit. 

Teollisuus voi hyödyntää bioteknologiaa tuotantoprosesseissaan käyttämällä entsyymejä ja mikro-organismeja kemikaalien sijaan. Kemianteollisuudessa ja metsäteollisuudessa voidaan bioteknologian avulla valmistaa biopolttoaineita. Kaivosteollisuudessa metalleja ja mineraaleja voidaan ottaa talteen ympäristöystävällisemmin. 

Ympäristöasioiden merkitys korostuu globaalien ongelmien vuoksi, esimerkkeinä ilmastonmuutos, merten saastuminen ja ympäristömyrkkyjen lisääntyminen. Biokemian sovelluksia voidaan hyödyntää maaperän ja vesistöjen puhdistuksessa, jätevesien puhdistuksessa sekä jätteiden ja teollisen tuotannon sivutuotteiden käsittelyssä. 

Käytännöllisten ratkaisujen ja tuotteiden kehittämisessä hyödynnetään biokemian ohella esimerkiksi kemian, lääketieteen ja biologian sekä tekniikan osaamista. Poikkitieteelliset sovellukset yhdistävät biokemiaa, tietotekniikkaa ja elektroniikkaa.

Lähialat

Biologia. Kemia. Lääketiede. Lääketeollisuus. Elintarviketeollisuus. Kemianteollisuus. Ympäristöala. Bioteknologia. Biotekniikka. Tekniikka.

Biokemia