La bioquímica es el estudio de procesos químicos en organismos vivos, que incluyen, entre otros, materia viva. La bioquímica gobierna todos los organismos vivos y procesos vivos. Al controlar el flujo de información a través de la señalización bioquímica y el flujo de energía química a través del metabolismo, los procesos bioquímicos dan lugar a la increíble complejidad de la vida.
Durante las últimas décadas del siglo XX, la bioquímica se volvió tan exitosa al explicar los procesos vivos que ahora casi todas las áreas de las ciencias de la vida, desde la botánica hasta la medicina y la genética, se dedican a la investigación bioquímica. Hoy, el enfoque principal de la bioquímica pura es comprender cómo las moléculas biológicas dan lugar a los procesos que ocurren dentro de las células vivas, lo que a su vez se relaciona en gran medida con el estudio y la comprensión de organismos completos.
La bioquímica está estrechamente relacionada con la biología molecular, el estudio de los mecanismos moleculares por los cuales la información genética codificada en el ADN puede dar lugar a los procesos de la vida. Dependiendo de la definición exacta de los términos utilizados, la biología molecular puede considerarse como una rama de la bioquímica, o la bioquímica como una herramienta con la que investigar y estudiar la biología molecular.
Gran parte de la bioquímica se ocupa de las estructuras, funciones e interacciones de macromoléculas biológicas, como proteínas, ácidos nucleicos, carbohidratos y lípidos, que proporcionan la estructura de las células y realizan muchas de las funciones asociadas con la vida. La química de la célula también depende de las reacciones de moléculas e iones más pequeños. Estos pueden ser inorgánicos, por ejemplo, agua e iones metálicos, u orgánicos, por ejemplo, los aminoácidos que se usan para sintetizar proteínas. Los mecanismos por los cuales las células aprovechan la energía de su entorno a través de reacciones químicas se conocen como metabolismo. Los hallazgos de la bioquímica se aplican principalmente en medicina, nutrición y agricultura. En medicina, los bioquímicos investigan las causas y curas de la enfermedad. En nutrición, estudian cómo mantener la salud y estudian los efectos de las deficiencias nutricionales. En la agricultura, los bioquímicos investigan el suelo y los fertilizantes e intentan descubrir formas de mejorar el cultivo, el almacenamiento y el control de plagas. Gran parte de la bioquímica se ocupa de las estructuras y funciones de los componentes celulares, como las proteínas, los carbohidratos, los lípidos, los ácidos nucleicos y otras biomoléculas, aunque el principal objetivo son los procesos en lugar de las moléculas individuales.