Šta je to biofizika?

Biofizika

Biofizika je interdisciplinarna znanost koja koristi fizikalne metode (i teorije) za proučavanje bioloških sustava. Biofizika proučava sve razine biološke organizacije, od molekulske skale, do cijelih organizama i ekosustava. Najčešća preklapanja sa bofizikalnim istraživanjima događaju se u biokemiji, nanotehnologiji, bioinžinjeringu i agrofizici. Vrlo često se navodi da je biofizika most između fizike i biologije.

Među prve biofizičare svrstavaju se Luigi Galvani i Hermann von Helmholtz. Djelovanje Valea Vouka i Siniše Maričića početkom 1960-ih smatraju se početcima u Hrvatskoj. Centri današnjih istraživanja u biofizici u Hrvatskoj su: Institut Ruđer Bošković, Sveučilište u Zagrebu (Farmaceutsko-biokemijski fakultet u Zagrebu, Prirodoslovno-matematički fakultet u Zagrebu, Medicinski fakultet u Zagrebu) te Sveučilište u Splitu.

Biološka fizika ili biofizika, je fizika žive materije, na svim nivoima: molekularnom, ćelijskom i nadćelijskom, uključujući biosferu u cjelini. Nastala je na kontaktu biologije, fizike, fizičke hemije i matematike. Pošto proučava žive organizme na različitim nivoima organizovanosti, biofizika je pretežno biološka nauka, ali u punoj mjeri koristi univerzalni karakter osnovnih fizičkih zakona i strogost matematičkih rješenja. Cilj biofizike je, dakle, zasnivanje teorijske biologije, korištenjem zakona fizike i metodologije prirodnih nauka.

Specifičnost žive materije se prvo ispoljava na molekularnom nivou organizacije živog svijeta. Savremena etapa razvoja biofizike je u suštini otpočela sa otkrićem prostorne strukture proteina (Linus Pauling), zatim otkrićem poznate “spirale života” James D. Watsona i Francis Cricka, tj. dvostruke spirale DNK. Dosljedna primjena fizičkih metoda i predstava pri izučavanju nadmolekularnih struktura živog svijeta, dovela je i do otkrića jonske prirode bioelektričnih pojava (Alan Hodgkin, Andrew Huxley). Pokazalo se da ključnu ulogu imaju membrane, i u spoju sa membranama, oksidacije sa fosforilovanjem – osnovnom energosprežnom funkcijom mitohondrija, bakterija i drugih bioloških čestica.

Osnovna su tri pravca u biofizičkim istraživanjima : molekularna biofizika, biofizika ćelije i biofizika složenih sistema.

Naučna polja u okviru kojih se izučava biofizika:

  • Biologija i molekularna biologija: regulacija gena, dinamika pojedinačnih proteina, bioenergetika, biomehanika
  • Strukturalna biologija: struktura proteina, nukleinske kiseline, lipidi, ugljikohidrati
  • Biohemija i hemija: biomolekularne strukture, siRNA i druge
  • Računarske nauke: neuronske mreže, biomolekularne i medikamentne baze podataka
  • Računarska hemija: simulacija dinamike molekula, molekularni “docking”, kvantna hemija
  • Bioinformatika: poravnanje sekvenci, poravnanje struktura, predviđanje strukture proteina
  • Matematika: teorija mreža i grafova, modeliranje populacije, dinamički sitemi, filogenetika
  • Medicina i neuronauka: istraživanje mozga, genska terapija, razumijevanje tumora
  • Farmakologija i fiziologija: biomolekularne interakcije, ćelijske membrane, polyketidi
  • Fizika: biomolekularna slobodna energija, stohastički procesi
  • Kvantna biofizika
  • Agronomija

 807 total views,  7 views today

Arnes K.

Ja sam nastavnik i profesor fizike koji nastoji da ispuni rupe u svom i svačijem znanju kako bi svi bili bolje informisani i mogli da donosimo bolje odluke i živimo bolji život.

Šta vi mislite o ovom? Ostavite vaš komentar i podijelite mišljenje sa svima.

Sva Fizika
%d bloggers like this: