¿El currículo de licenciatura en bioquímica está desactualizado? Si es así, ¿cómo se puede modernizar?

Gracias, Jeffrey Brender.

Supongo que podría decirse que el plan de estudios para el curso de introducción está desactualizado en parte porque ahorra “metabolismo genético” que se cubrirá en genética / biocélula (?), Ninguno de los cuales trata el tema de manera efectiva. Otra razón sería la falta de técnicas, pero eso es variable, así que supongo que algunas instituciones incluyen ese énfasis. No voy a hacer el estándar “qué universidades tienen especializaciones en biología que se centran en bioquímica junto con escuelas que tienen carreras independientes de bioquímica, entonces X es una tendencia basada en los programas que encontré en Internet” porque todavía estoy trabajando en mi declaración personal.

Comenzaré con el plan de estudios y los requisitos previos para la clase de biochem de introducción genérica. En cierto sentido, dado que soy pragmático, podría pedirle a los profesores que se adhieran más estrictamente a los libros de texto estándar en cuanto al orden de los capítulos tratados, los conceptos pero no los detalles compartidos en la mayoría de los libros (conformaciones cercanas al ataque, Hanes-Woolf, etc. podría omitirse), e incluso los énfasis en el libro de texto asignado – más sobre eso a continuación. No eliminamos el metabolismo en ningún sentido significativo, solo afectará la estética de algunas personas y los estudiantes obtendrán una amplia cobertura de la mayoría de los temas. De esta manera, la bioquímica podría ser realmente el curso de la encuesta para el que está diseñado y no el desmantelamiento en el que se ha convertido.

En ese sentido, recomendaría Berg / Stryer como el libro de texto “más limpio”: tiene muy poca pelusa, una cantidad casi razonable de metabolismo, una consideración exhaustiva del material fundamental, etc. Garrett / Grisham es mi próxima opción , porque tiene mejores explicaciones y menos suposiciones no declaradas pero más metabolismo que la mayoría de los libros. Voet / Voet es probablemente demasiado profundo para usarlo en un curso de encuesta, y sus explicaciones y suposiciones sobre el conocimiento del estudiante son un poco más altas, por lo que lo recomendaría en tercer lugar, aunque su contenido de metabolismo clásico es más bajo y su contenido de “metabolismo genético” más alto que prácticamente todos los otros libros. Lehninger, el clásico, está más cerca de Voet / Voet en el sentido de que a menudo se detalla demasiado, pero tiene más contenido “introductorio” y sobre enfatiza el metabolismo.

Tenga en cuenta que la biología / bioquímica estructural, un tema de alcance más amplio pero que se superpone en gran medida con los importantes capítulos introductorios de la bioquímica, sería el enfoque ideal para mi clase de bioquímica introductoria. Eso ayudaría a salvar el salto de orgánico a bioquímico, aunque requerir un requisito previo de la química bioorgánica podría ayudar más. Pero eso es impracticable porque la bioorganic es a menudo un curso más difícil que la bioquímica, y porque enseñar algo más que un capítulo de bioorganic requiere experiencia que la mayoría de los profesores no tienen. Dicho esto, hacer de los bioorgánicos un gran énfasis en el segundo semestre de la química orgánica sería de gran ayuda. También soy un gran admirador de la química orgánica física, que creo que debería ser el primer semestre de química orgánica de todos modos (el primer semestre se enseña como una encuesta de grupos funcionales básicos con elementos físicos intercalados en la mayoría de los casos en este momento, mientras que el segundo es únicamente sintético en la mayoría de los casos). Si no fuera tan pragmático, convertiría la química física en un requisito previo para la bioquímica, además de los requisitos previos habituales de química orgánica y biología.

Yo dividiría la bioquímica metabólica / bioquímica médica y la cinética enzimática en sus propias clases de biología de pregrado de nivel superior, como lo ha insinuado en gran medida Sai Janani Ganesan, y como se hace en algunos lugares. Esto exigiría plausiblemente menos superposición entre la clase de introducción y la clase de nivel superior. La biología estructural y la química biofísica ya parecen dividirse en clases compartidas de graduado / estudiante, por lo que no cuentan para esto. También se ha hecho para clases opcionales de botánica, biología molecular / celular, genética e inmunología, ¿por qué no estandarizar el proceso? De esta forma, prácticamente todos estarían satisfechos: los premeditados con alta motivación tomarían el análogo de pregrado de la bioquímica médica, mientras que los académicos / clínicos interesados ​​podrían compartir las responsabilidades de la enseñanza de esa clase. Los cursos en sí podrían ser requisitos previos para diferentes especialidades o requisitos premedios para esas carreras. Lo mismo ocurre con las otras subdivisiones. Estoy seguro de que a los comités de admisión de posgrado les encantaría ver más cursos de ese tipo en sus aplicaciones.

Creo que el resto de los currículos regulares, los requisitos previos normales, los horarios de muestra, la mayoría de los electivos, están bien.

Puedes ver mis pensamientos más antiguos sobre esto en estas respuestas:

  • Quora Respuesta del usuario a ¿Por qué el estudio de los ciclos metabólicos domina la educación bioquímica de pregrado?
  • Respuesta del usuario de Quora a ¿Cuál es el conocimiento previo necesario para un curso de Bioquímica basado en el libro de texto de Principios de bioquímica de Lehringer?
  • Respuesta del usuario Quora a ¿Por qué no hay muchos cursos de bioquímica que contienen más química orgánica?
  • Parte de la respuesta del usuario de Quora ¿Podría el estudiante promedio de bioquímica responder la mayoría de las preguntas bioquímicas sobre Quora?

SÍ.

Creo que la forma en que se enseña la bioquímica hoy es una pérdida de tiempo total para el estudiante y el maestro. No creo que los estudiantes deban someterse a prueba para memorizar vías metabólicas, estructuras de aminoácidos / nucleótidos o detalles de tono de diferentes tipos de hélices. Todos los cuales son información completamente inútil y pueden ser fácilmente buscados en Google en 3s.

De hecho, no creo que la bioquímica se deba enseñar en las escuelas. Es como enseñarle a los niños de la universidad * biología *, es una materia demasiado amplia para ser enseñada como un curso (o dos) llena de ejercicios de memorización y un par de problemas de bioenergética y cinética.

Si observa los departamentos de bioquímica en las escuelas, la mayoría de los laboratorios de investigación son:

  • Cinética enzimática / laboratorios de enzimología
  • Laboratorios bioquímicos de química
  • Laboratorios de química biofísica
  • Laboratorios de biología estructural
  • Biomateriales o laboratorios de biopolímeros
  • Laboratorios de química bioanalítica

Un par de cursos de bioquímica no prepararán a un alumno para trabajar o incluso comprender el trabajo de estos laboratorios. De hecho, la mayoría de los investigadores que trabajan en las vías metabólicas suelen ser biólogos sintéticos o de sistemas y muy raramente bioquímicos.

Creo que la bioquímica debería enseñarse como biología estructural, química biofísica, química bioorgánica, física de biopolímeros, metabolómica, etc. [ver: la respuesta de Sai Janani Ganesan a ¿Por qué el estudio de los ciclos metabólicos domina la educación bioquímica de pregrado?]. Por ejemplo, la estructura de proteína / ADN / ARN debería introducirse después de que los estudiantes aprendan los conceptos de cristalografía de rayos X, SAXS, RMN, EM, etc., o la termodinámica y la energía deben enseñarse con problemas relacionados con vías metabólicas o plegamiento / desplegamiento de proteínas, o aprende una perspectiva diferente sobre la estructura biomolecular después de aprender sobre la duración de la persistencia, el modelo de WLC, etc.

En otras palabras, la bioquímica no se debe enseñar como un curso independiente . Es la naturaleza de los cursos de pregrado llenos de memorización que alejan a las personas de ver la belleza conceptual incrustada en estos temas. Y continuaremos alejando a los estudiantes a menos que reestructuremos el plan de estudios para involucrar la resolución de problemas y hacerlo más conceptual.

Como alguien que terminó la subgraduación y la serie de bioquímica este año, me siento capacitado para responder con la advertencia de que todavía no creo poder decir lo que es importante para el futuro aprendizaje. También solo puedo hablar sobre el plan de estudios básicos de bioquímica en la Universidad de Washington. Con eso mencionado, aquí están mis 2 centavos.

Mi plan de estudios de bioquímica se basó bastante en el camino, que creo que es bastante inútil en general. No solo olvido los detalles de un camino justo después de haberlo probado (a pesar de haber aprendido algunas cosas varias veces, como el ciclo del ácido cítrico), sino el valor de saber qué enzimas y qué se convierte a qué nivel de detalle parece bastante irrelevante para mí. No es que el conocimiento sea malo, es que no puedo usarlo para aprender nada más. No hay ningún concepto para que yo aplique. Generalmente se presenta como una diapositiva con cosas para memorizar. Un niño de 5 años con una memoria fotográfica probablemente podría alcanzar la mayoría de las clases de bioquímica. Considero esto “obsoleto”, ya que parece que ha sido un rito de paso bastante estándar durante una década más o menos ahora (o al menos un tiempo), sin una buena razón.

Dicho esto, había mucho que aprendimos en el proceso que encontré aplicable. En medio de aprender todas las tonterías de la ruta, pasamos un tiempo en termodinámica y cinética enzimática, metiéndonos en cosas como la ecuación original de Michaelis-Menten. Probablemente pasamos un día directamente en esto y tal vez un par de conferencias más sobre termodinámica. Me gusta esto porque he encontrado ese tipo de pensamiento para ser útil para otras cosas.

Entramos en mucha regulación, lo cual es útil en el sentido de que saber cómo se pueden regular las cosas es importante. No estoy seguro de la relevancia de saber específicamente cómo 1,6 vs 2,6 fructosa bifosfato regulan PFK. Discutimos más ideas conceptuales, por ejemplo, cómo los pasos con el mayor cambio en la energía libre tienden a ser los que están regulados. Ese tipo de pensamiento parece útil.

El aspecto de la biología estructural es lo que más me decepciona. De vez en cuando nos fijamos en cómo funcionan las proteínas específicas, como la hemoglobina, timidilato sintasa y GroEL, pero no fue lo suficientemente general como para utilizar esa información para cualquier otra cosa (tal vez sí “). t ser?). La biología estructural parece tan clave para tanto trabajo ahora y entiendo muy poco o nada al respecto. Hicimos lo básico, como por qué las hélices alfa y las hojas beta son estables. Puedo contarte un poco sobre las consideraciones entrópicas sobre el plegamiento de proteínas debido al agua, pero no mucho más. Detuvimos muchas conferencias sobre la estructura de aminoácidos y ácidos nucleicos. Todavía los miro aunque los recuerdo de alguna manera, así que no parece ser de mucha ayuda. Incluso aprendimos acerca de la topología del ADN, ni idea de dónde entra realmente en juego (vincular el número = retorcer + girar, aún recordar algo. ¡Victoria!).

Mi única queja es que la “bioquímica” es tan fundamental, pero no se enseña en términos de conceptos. Por otro lado, “biología” era. Creo que una buena pregunta para la prueba en algún momento sería adivinar cómo una minipreparada realmente aísla el ADN del plásmido. Estaría muy feliz si pudiera entender eso sin que alguien me lo dijera.

Supongo que la forma en que me gustaría “modernizar” la bioquímica es presentándola en términos más fundacionales (¿quizás en términos de energía?) Y menos en términos de ciclos paso a paso. Es bueno saber los pasos de la síntesis de dNTP, pero preferiría saber algo sobre qué hace que un sitio de destino de una proteína sea “drogable” y por qué (si alguien tenía ganas de comentar lo que eso realmente significa, sería fantástico). Tal vez mi problema es que solo estoy deseando que la “bioquímica” tenga más “biofísica”, pero realmente mi queja es que no pude desarrollar un marco funcional en mi cabeza porque no obtuve una sólida base de principios básicos. Sin embargo, tal vez otros fueron más exitosos.

Feliz de responder preguntas y espero que ayude un poco!

* Muy editado para agregar algunos detalles más y corregir algunos errores tipográficos.