İçeriğe atla

Biyokimya mühendisliği

BTEC Tesisindeki biyoreaktörler

Biyokimya mühendisliği, biyolojik ve biyokimyasal olaylara dayalı süreç ve ürünleri tasarlamak, geliştirmek veya kullanmak için mühendislik ilkelerinin benimsenerek uygulanmasıdır. Biyoproses mühendisliği olarak da bilinen ve biyolojik olayları kimyasal prensiplerle araştıran, analiz eden bir mühendislik dalıdır. Canlı bir organizmada meydana gelen kimyasal olayların incelenmesi ile başlayan biyokimya araştırmaları günümüzde başta tıp olmak üzere tarım, beslenme ve ilaç endüstrisinde de uygulama alanı bulan bir bilim dalı haline gelmiştir. Biyoloji ve kimya temel bilimlerinin bir çalışma alanı olan biyokimya, temel mühendislik prensipleriyle birçok çalışmanın gelişmesine öncülük etmiştir.[1]

Tarihçe

Biyolojik organizmaların kimyasal reaksiyonlarıyla ilgili yürütülen çalışmalar yüzlerce yıldır devam etmektedir. 1800'lü yılların ortalarında Louis Pasteur, fermantasyonu araştırırken bu organizmaların rolüne bakan ilk insanlardan biriydi. Pasteur'un çalışmaları günümüzde hala kullanmaya devam ettiğimiz pastörizasyon yöntemine katkıda bulundu. Friedrich Wöhler 1828 yılında inorganik bir bileşik olan amonyum siyanatı ısıtarak organik bir bileşik olan üreyi elde etti. Esas olarak sadece canlı organizmalarda bulunan organik bileşiklerin inorganik maddelerden elde edilebileceği ilk defa bu deneyle gösterilmiş oldu. [2] 1900'lü yılların başında, mikroorganizmalar endüstriyel ürünlerin yapımında ilk defa kullanılmaya başlandı. Bu noktaya kadar biyokimya mühendisliği bir alan olarak henüz gelişmemişti. Alexander Fleming'in 1928'de penisilini keşfettikten sonra yaşanan yeni gelişmeler biyokimya mühendisliğinin önünü açmıştır. Günümüzde biyokimya mühendisleri gıda endüstrisinden, tıp, ilaç, kozmetik endüstrisine kadar çeşitli birçok alanda çalışmaktadır.

Biyokimya mühendisliğinin uygulama alanları

Biyokimya mühendisliği biyoteknolojinin bir alt dalı olarak kabul edilir ve birbirleriyle yakın ilişkilidir. Biyokimya mühendislerinin çalıştığı ilaç, yapay organlar, biyomedikal cihazlar, kimyasal sensörler gibi alanlar biyoteknolojinin de odak noktasıdır. Biyokimya mühendisleri, insan sağlığına katkı sağlayacak somut ürünler geliştirmek için biyolojik sistemlerde meydana gelen kimyasal süreçlerden yararlanırlar.[3] Biyolojik sistemlerin, kimyasal süreçleri ve aralarındaki ilişki bu mühendislik dalının biyoproses mühendisliği olarak da adlandırılmasını sağlamıştır. Belirli çalışma alanlarından olan metabolik, enzim ve doku mühendisliği, hücre kültürlerinin incelenmesi, doğal yakıtların geliştirilmesinde, ilaç ve farmasötik proseslerin üretiminde verimliliğin arttırılması gibi birçok uygulama biyokimya mühendisliğinde ve biyoteknolojide yaygın olarak kullanılmaktadır. Biyokimya mühendisliğinin biyoteknoloji içindeki diğer tıbbi uygulamaları genetik testler ve farmakogenetik uygulamalardır.[4]

Kaynakça

  1. ^ KORKMAZ, Prof. Dr. Halil; TINKILIÇ, Prof. Dr. Nihat; ÖZEN, Doç. Dr. Tevfik; GÜDER, Yrd. Doç. Dr. Aytaç (2012). Biyokimya 1. Samsun: ONDOKUZ MAYIS ÜNİVERSİTESİ FEN–EDEBİYAT FAKÜLTESİ KİMYA BÖLÜMÜ BİYOKİMYA ANABİLİM DALI. 
  2. ^ Geçgil, Hikmet (2011). Biyokimya 1. Malatya: İnönü Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü. 21 Şubat 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 21 Şubat 2020. 
  3. ^ "Biochemical Engineer". gradireland. 14 Şubat 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 21 Şubat 2020. 
  4. ^ "Biochemical Engineer". sciencebuddies. 18 Haziran 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 21 Şubat 2020. 

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Mühendislik</span> tasarımdan ekipman imalatına kadar ilerleyişi sağlayan işlevler kümesi, uygulamalı bilim

Mühendislik, köprüler, tüneller, yollar, araçlar ve binalar dahil olmak üzere makineler, yapılar ve diğer öğeleri tasarlamak ve inşa etmek için bilimsel ilkelerin kullanılmasıdır. Mühendislik disiplini, her biri uygulamalı matematik, uygulamalı bilim ve uygulama türlerinin belirli alanlarına özel vurgu yapan, geniş bir yelpazede uzmanlaşmış mühendislik alanları’nı kapsar.

<span class="mw-page-title-main">Gıda mühendisliği</span>

Gıda mühendisliği, bilimsel bilgiler ve mühendislik bilgileri yardımıyla gıdaların güvenilir bir şekilde üretimini, hazırlanmasını, işlenmesini, paketlenmesini, dağıtılmasını ve gıdalardan uygun bir şekilde yararlanılmasını sağlayan mühendislik dalıdır. Temel amacı insanların sağlıklı beslenmesidir.

<span class="mw-page-title-main">Kimya mühendisliği</span> Kimyasallarla ilgilenen mühendislik dalı

Kimya mühendisliği, kimya, matematik, fizik, biyoloji, mikrobiyoloji, biyokimya,ve ekonomi bilimlerini, ham maddelerin ya da kimyasalların daha kullanışlı ve değerli biçimlere dönüştürüldüğü proseslere uygulayan mühendislik dalıdır. Kimya mühendislerinin çalışma alanı nanoteknolojinin ve nanomalzemelerin laboratuvarda kullanımından, kimyasalları, ham maddeleri, canlı hücreleri, mikroorganizmaları ve enerjiyi kullanışlı ürünlere dönüştüren büyük ölçekli endüstriyel işlemlere kadar değişebilir.

<span class="mw-page-title-main">Biyokimya</span> Canlı organizmalardaki kimyasal süreçlerin incelenmesi

Biyokimya, bitki, hayvan ve mikroorganizma biçimindeki bütün canlıların yapısında yer alan kimyasal maddeleri ve canlının yaşamı boyunca sürüp giden kimyasal süreçleri inceleyen bilim dalıdır.

<span class="mw-page-title-main">Farmakoloji</span> İlaçlarla ilgili biyoloji dalı

Farmakoloji ya da eczabilim günümüzdeki anlamıyla canlı organizmadaki ilaç etkilerini ve canlı organizmaya alınan ilaçların yapısını inceleyen bir bilim dalıdır. Yeni sentezlenmiş veya bitkilerden ayrıştırılmış maddelerin etkilerini biyolojik yapısını laboratuvar çalışmaları ile deney hayvanlarında, klinik araştırmalar ile insanlarda inceleyerek ilaç geliştirme çalışmalarına katkı veren bir tıp ve eczacılık bilimidir. Diğer bir deyişle, ilaçların yapımından, kullanıma sunulmasına, ilaçlar ile biyolojik dizgeler arasındaki etkileşimleri inceleyen bilim dalıdır. Farmakoloji, deneyleri ve canlılar üzerindeki araştırmalardan klinik uygulamaya değin uzanan bu karmaşık ve yoğun süreci birçok alt dalı ve yardımcı bilim dalları ile yakından bağlantılı yürütür.

Genetik mühendisliği, canlıların kalıtsal özelliklerini değiştirerek, onlara yeni işlevler kazandırılmasına yönelik araştırmalar yapan bilim alanıdır. Bu uygulamalarla uğraşan bilim insanlarına "genetik mühendisi" denir. Genetik mühendisleri, genlerin yalıtılması, çoğaltılması, farklı canlıların genlerinin birleştirilmesi ya da genlerin bir canlıdan başka bir canlıya aktarılması gibi çalışmalarla uğraşırlar. Genetik mühendisliği için, rekombinant DNA teknolojisi, gen klonlaması, DNA klonlaması, genetik maniplasyon/modifikasyon veya gen ekleme (splays) birçok bilim insanınca eş anlamlı olarak kullanılabilmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Biyoteknoloji</span> Yararlı ürünler geliştirmek veya yapmak için canlı sistemlerin ve organizmaların kullanılması

Biyoteknoloji; hücre ve doku biyolojisi kültürü, moleküler biyoloji, mikrobiyoloji, genetik, fizyoloji ve biyokimya gibi doğa bilimlerinin yanı sıra makine mühendisliği, elektrik-elektronik mühendisliği ve bilgisayar mühendisliği gibi mühendislik dallarından yararlanarak, DNA teknolojisiyle bitki, hayvan ve mikroorganizmaları geliştirmek, özel bir kullanıma yönelik ürünleri oluşturmak ya da dönüştürmek için biyolojik sistemleri, canlı organizmaları ya da türevlerini kullanan uygulamaların tümüne verilen addır.

<span class="mw-page-title-main">Moleküler biyoloji</span> Canlı yapılarını moleküler düzeyde inceleyen bilim dalı.

Moleküler biyoloji, canlılardaki olayları moleküler seviyede inceleyen biyoloji dalıdır.

<span class="mw-page-title-main">Limnoloji</span> iç su ekosistemleri bilimi

Limnoloji, doğal ve yapay göller ile göletlerin fiziksel ve kimyasal niteliklerini, ekolojisini, çevreyle etkileşimlerini, içlerindeki su ve enerji akımlarını ele alır.

<span class="mw-page-title-main">Metabolizma</span> "Meta" değişen, "bol" atma anlamındaki ön ek ve fiilinden oluşan kelimedir. Canlının/hücrenin çevresiyle uyumlu etkileşimini anlatır. Yapım ve yıkım faaliyetleri veya bütün canlılık belirtileri bu kavramın kendisi değil sonucudur.

Metabolizma (yapım-yıkım) veya istiklâp, canlıda yaşamın sürdürülmesi sırasında gerçekleşen tüm kimyasal tepkimelerdir. Canlı organizmada ya da canlı hücrede meydana gelen yapıcı ve yıkıcı nitelikteki kimyasal olayların tümünü içerir.

<span class="mw-page-title-main">Farmakognozi</span> Doğal kaynakları olası bir ilaç ham maddesi olarak inceleyen bilim dalı

Farmakognozi, tıbbi bitkilerin ve diğer doğal maddelerin olası bir ilaç kaynağı olarak incelenmesidir. Amerikan Farmakognozi Derneği, farmakognoziyi "doğal kaynaklı ilaçların, etkin maddelerin veya potansiyel ilaçların ya da potansiyel etkin maddelerin fiziksel, kimyasal, biyokimyasal ve biyolojik özelliklerinin incelenmesi ve bunun yanı sıra doğal kaynaklardan yeni ilaçların araştırılması" olarak tanımlar.

<span class="mw-page-title-main">Biyoenformatik</span> büyük, karmaşık biyolojik veri setlerinin hesaplamalı analizi

Biyobilişim veya Biyoenformatik, biyolojinin çeşitli dalları, ancak özellikle moleküler biyoloji ile bilgisayar teknolojisini ve bununla ilişkili veri işleme aygıtlarını bünyesinde barındıran bilimsel disiplin. Bir diğer tanımla, karmaşık biyolojik verilerin derlenmesi ve analiz edilmesi bilimidir.

<span class="mw-page-title-main">Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi</span>

Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi Cumhuriyet döneminin ilk kurulan fakültesi Ankara Üniversitesi'nin mühendislik ve temel bilim alanlarındaki öncü kuruluşlarındandır. Kuruluşundan bu yana fakülte Türkiye'de bilim ve teknolojinin gelişmesinde, ülkenin kalkınmasında, çağdaş düzeyde temel ve uygulamalı araştırmalar yapılmasında önemli katkılarda bulunmuştur.

<span class="mw-page-title-main">Farmasötik kimya</span>

Medisinal ya da farmasötik kimya kimya ile eczacılığın kesiştiği noktadaki etkin madde dizaynı, organik sentez ve ilaçlar geliştirmek ile ilgili bilimsel daldır. Medisinal kimya yeni terapötik kullanım için uygun olan kimyasal oluşumların tanımlanması, sentezi ve geliştirilmesini içerir. Ayrıca halihazırdaki ilaçların biyolojik özellikleri, kantitatif yapı-etki ilişkileri üzerinde çalışır. Farmasötik kimya ilaçların kalite durumu üzerine odaklanarak ilaçların amacına uygunluğunun sağlanmasını amaçlar.

<span class="mw-page-title-main">Organik kimya</span> karbon temelli bileşiklerin yapılarını, özelliklerini, tepkimelerini ve sentez yollarını inceleyen kimya dalı

Organik kimya, organik bileşiklerin ve organik maddelerin yani karbon atomlarını içeren çeşitli formlardaki maddelerin yapısını, özelliklerini ve reaksiyonların bilimsel çalışmasını içeren, kimyanın bir alt dalıdır. Yapının incelenmesi yapısal formüllerini belirler. Özelliklerin incelenmesi, fiziksel ve kimyasal özellikleri ve davranışlarını anlamak için kimyasal reaktivitenin değerlendirilmesidir. Organik reaksiyonların incelenmesi doğal ürünlerin, ilaçların ve polimerlerin kimyasal sentezini ve bireysel organik moleküllerin laboratuvarda ve teorik çalışma yoluyla incelenmesidir.

<span class="mw-page-title-main">Kimya mühendisi</span>

Kimya mühendisi, kimya endüstrisinde hammaddeleri çeşitli ürünlere çevirme konusunda çalışan, tesis ve ekipmanların tasarımı ve işletimi ile uğraşan ve tüm bunları gerçekleştirirken kimya mühendisliği bilgilerini kullanan kişilerin mesleki unvanıdır. Kısaca, kimya mühendisi kimya mühendisliği ilkelerini ilgili uygulama alanlarında kullanan ve hayata geçiren kişidir. Bu alanlar şu şekilde sıralanabilir:

  1. Endüstride çeşitli kimyasal proseslere ait tesis ve makinelerinin tasarımı, üretimi ve işletimi.
  2. Gıda, içecek, kozmetik, temizlik malzemeleri ve ilaç gibi pek çok üründe kullanılan kimyasalların geliştirilmesi.
  3. Yakıt hücreleri, hidrojen enerjisi ve nanoteknoloji gibi pek çok yeni teknolojinin geliştirilmesi.
  4. Tamamen ya da kısmen kimya mühendisliğinden türemiş malzeme bilimi, polimer mühendisliği ve biyomedikal mühendisliği gibi alanlar.
<span class="mw-page-title-main">Biyoproses mühendisliği</span>

Biyoproses mühendisliği, kimya mühendisliği veya biyolojik mühendisliğin bir uzmanlığıdır. Tarım, gıda, yem, ilaç, nutrasötikler, kimyasallar ve polimerler ve biyolojik malzemelerden kağıt ve atık su arıtımı gibi ürünlerin üretimi için ekipman ve süreçlerin tasarımı ve geliştirilmesi ile ilgilenir. Biyoproses mühendisliği, matematik, biyoloji ve endüstriyel tasarımın bir birleşimidir ve biyoreaktörlerin tasarımı, fermentörlerin incelenmesi gibi çeşitli spektrumlardan oluşur. Ayrıca, son üründe verimi ve nihai ürünün kalitesini optimize etmek için biyolojik ürünün büyük ölçekli üretimi için endüstrilerde kullanılan çeşitli biyoteknolojik süreçlerin incelenmesiyle de ilgilenir. Biyoproses mühendisliği, mekanik, elektrik ve endüstri mühendislerinin kendi disiplinlerinin ilkelerini, canlı hücreler veya bu tür hücrelerin alt bileşenlerini kullanmaya dayalı işlemlere uygulamak için çalışmalarını içerebilir.

Biyoorganik kimya, organik kimya ve biyokimyayı birleştiren bilimsel bir disiplindir. Biyolojik süreçlerin kimyasal yöntemlerle incelenmesiyle ilgilenen kimya dalıdır. Protein ve enzim fonksiyonu bu süreçlerin örnekleridir.

Ulusal Bilimler Akademisi tarafından verilen Kimya Bilimleri Ödülü, bu alanda, en geniş anlamda doğa bilimlerinin daha iyi anlaşılmasına ve insanlığın yararına katkıda bulunan yenilikçi araştırmalara verilmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Biyolojinin ana hatları</span> Vikimedya liste maddesi

Biyoloji - Yaşamı inceleyen doğa bilimi. Odaklandığı alanlar arasında yapı, işlev, büyüme, köken, evrim, dağılım ve taksonomi yer alır.