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La Biologia chimica è una disciplina scientifica che abbraccia i campi della Chimica e della Biologia. La disciplina prevede l'applicazione di tecniche chimiche, analisi e spesso piccole molecole prodotte attraverso la chimica sintetica, allo studio e alla manipolazione di sistemi biologici. In contrasto con la Biochimica, che riguarda lo studio della chimica delle biomolecole e la regolazione dei percorsi biochimici all'interno e tra le cellule, la biologia chimica si occupa della chimica applicata alla biologia.
Alcune forme di biologia chimica tentano di rispondere a domande biologiche sondando direttamente i sistemi viventi a livello chimico. In contrapposizione con la ricerca che usa Biochimica, Genetica o Biologia molecolare, dove la mutagenesi può fornire una nuova versione dell'organismo, della cellula o della biomolecola di interesse, i sistemi di sondaggio della biologia chimica in vitro e in vivo con piccole molecole sono progettati per uno specifico scopo o identificati sulla base dello screening biochimico o cellulare (vedi Genetica chimica).
La biologia chimica è una delle numerose scienze interdisciplinari che tendono a differenziarsi dai campi più vecchi e riduzionisti e i cui obiettivi sono di ottenere una descrizione dell'Olismo scientifico. La biologia chimica ha radici scientifiche, storiche e filosofiche in Chimica farmaceutica, Chimica supramolecolare, Chimica bio-organica, Farmacologia, Genetica, Biochimica e Ingegneria metabolica.
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