生化学
生化学を最も広い意味で捉えると、生物の構成要素や組成、それらがどのように組み立てられて生命が作られているかを研究する学問と見なすことができる。この意味で、生化学の起源は古代ギリシャまでさかのぼることができるが、特定の科学分野(英語版)としての生化学は、19世紀のいつか、あるいはもう少し前に始まったといえる。生化学の正確な始まりは、焦点を当てる側面によって異なる。18世紀後半にカール・ヴィルヘルム・シェーレが生物から乳酸(1780年)やクエン酸(1784年)を単離したが、こうした有機化合物は生体からのみ抽出しうるものと考えられていた。1833年にアンセルム・ペイアンが最初の酵素であるジアスターゼ(現在のアミラーゼ)を発見したことを主張する人もいれば、1897年にエドゥアルト・ブフナーが無細胞抽出物でアルコール発酵の複雑な生化学過程を最初に証明したことを考える人もいる。また、ユストゥス・フォン・リービッヒが1842年に発表した『Animal chemistry, or, Organic chemistry in its applications to physiology and pathology』という、代謝の化学的理論を提示した影響力のある著作や、それ以前の18世紀のアントワーヌ・ラヴォアジエによる発酵と呼吸の研究を挙げる人もいる。
生化学(せいかがく、英: biochemistry)または生物化学(英: biological chemistry)は、生体内および生物に関連する化学的プロセスを研究する学問である。化学と生物学の下位分野である生化学は、構造生物学、酵素学、代謝学の3つの分野に分けられる。20世紀の最後の数十年間で、生化学はこれらの分野を通じて、生命現象を説明することに成功した。生命科学のほとんどの分野は、生化学的な方法論と研究によって解明され、発展してきた。生化学は、生きた細胞中や細胞間で生体分子に起こる過程を生み出す化学的基盤を理解することに重点を置いており、それにより組織や器官、そして生物の構造と機能をより深く理解するのにつなげている。また生化学は、生物現象の分子機構を研究する分子生物学とも密接に関係する。
生化学は、タンパク質、核酸、炭水化物、脂質などの生体高分子の構造、結合、機能、そして相互作用に大きく関わっている。これらの分子は、細胞の構造を作り、生命機能の多くの役割を担っている。また、細胞の化学的性質は、小分子やイオンの反応にも依存しており、それには、水や金属イオンなどの無機物や、タンパク質合成のためのアミノ酸などの有機物が含まれる。細胞が、化学反応によって環境からエネルギーを取り出す機構は、代謝として知られている。生化学の主な応用分野は、医学、栄養学、そして農業である。医学では生化学者は病気の原因や治療法を、栄養学では健康と幸福を維持する方法や、栄養不足の影響を研究している。農業では土壌や肥料を研究し、作物の栽培、貯蔵、害虫制御の改善を目標としている。生化学は、プリオンなどの複雑な対象を理解する上でも重要である。
その後、生化学は進歩し、特に20世紀半ば以降、クロマトグラフィー、X線回折、二重偏光干渉法、NMR分光法(英語版)、放射性同位体標識(放射性トレーサー)、電子顕微鏡、分子動力学シミュレーションなどの新しい技術が導入された。これらの技術により、物質を精製したり、解糖やクレブス回路(クエン酸回路)のような、多くの細胞内分子や代謝経路の発見と詳細な解析が可能となり、生化学を分子レベルで理解することにつながった。
遺伝子の発見と、細胞内での情報伝達に果たすその役割は、生化学の歴史におけるもうひとつの重要な出来事である。1950年代、ジェームズ・D・ワトソン、フランシス・クリック、ロザリンド・フランクリン、モーリス・ウィルキンスは、DNAの構造を解明し、遺伝情報の伝達との関係を示唆することに貢献した。1958年、ジョージ・ビードルとエドワード・タータムは、菌類において1つの遺伝子が1つの酵素を作り出すことを明らかにし、ノーベル賞を受賞した。1988年には、コリン・ピッチフォーク(英語版)がDNA証拠を使って殺人罪で初めて有罪判決を受け、法医学の発展につながった。最近では、アンドリュー・ファイアーとクレイグ・キャメロン・メローが、遺伝子発現を抑制するRNA干渉(RNAi)の役割を発見し、2006年のノーベル賞を共同受賞した。