Биофизика

Биофизика (биологическая физика) — наука о физических и физико-химических механизмах взаимодействий, лежащих в основе биологических процессов, протекающих на разных уровнях организации живой материи — молекулярном, клеточном, организменном и популяционном. Ее возникновение было стимулировано и подготовлено физиологией и биохимией, а само становление и развитие проходило при тесном взаимодействии биологии с физикой, физической химией и математикой. Современные успехи биофизики напрямую связаны с достижениями в области физики и химии, с развитием и совершенствованием новых методов исследования и теоретических подходов, применением вычислительной техники, математическим и компьютерным моделированием.

Теоретическая биофизика решает общие проблемы термодинамики биологических систем, динамической организации и регуляции биологических процессов, исследует физические и физико-химические свойства макромолекул и их комплексов, устойчивость и динамическую подвижность, механизмы трансформации энергии. Основная тенденция теоретической биофизики — проникновение в молекулярные механизмы, лежащие в основе биологических явлений, познание физической природы взаимодействий в живых объектах. Достижением биофизики, имеющим общебиологическое значение, является понимание термодинамических свойств организмов и клеток как открытых систем, раскрытие механизмов нелинейных колебательных процессов в биологических системах. На основании теории автоволновых процессов в активных средах строятся модели морфогенеза, роста бактериальных культур, распространения нервного импульса и нервного возбуждения в нейронных сетях.

Биофизика клетки изучает свойства биологических мембран, их молекулярную организацию, конформационную подвижность белковых и липидных комплексов, молекулярное строение и механизмы функционирования ионных каналов и межклеточных взаимодействий. Важное место занимает квантовая биофизика, изучающая начальные этапы взаимодействия биологических структур с квантами света (фотосинтез, зрение, воздействие на кожные покровы и т.д.), механизмы биолюминисценции и фототропных реакций, действие ультрафиолета и видимого света (фотодинамические эффекты) на биологические объекты.

При изучении пространственного строения и физико-химических свойств биологических систем на молекулярном уровне огромное значение имеет использование современных экспериментальных методов, таких как методы рентгеноструктурного анализа, радиоспектроскопии (ядерного магнитного резонанса — ЯМР, электронного парамагнитного резонанса — ЭПР), спектрофотометрии, атомной силовой микроскопии, лазерной спектрскопии. Они дают возможность получать информацию о механизмах молекулярных превращений без нарушения целостности биологических объектов. Так, современные методы лазерной спектроскопии дают непосредственную информацию о кинетике фотоиндуцированных электронных переходов и колебаниях атомных групп в диапазоне от 50 — 100 фемтосекунд до 10 —12 — 10 —6 с и более. Биофизические методы используются для исследования механизмов функционирования липидов, белков и нуклеиновых кислот, их самосборки и внутримолекулярной подвижности. Достижения в области биофизики широко используются в медицине, биотехнологии и экологии.

Медицинская биофизика занимается выявлением в организме (клетке) на молекулярном уровне начальных стадий патологических изменений. Ранняя диагностика заболеваний основана на регистрации спектральных изменений, люминисценции, электрической проводимости образцов крови и тканей, сопровождающих заболевания. Экологическая биофизика анализирует устойчивость экосистем, влияние абиотических факторов (температура, свет и др.) на организмы, их жизнеспособность и устойчивость при действии загрязняющих веществ. Важнейшей задачей экологической биофизики является развитие экспресс-методов для оценки состояния экосистем. Объекты биофизики разнообразны — от микроорганизмов до представителей растительного и животного царства, от одиночного организма до популяции, от биомакромолекул до биосферы. Круг знаний, которые необходимы биофизику, весьма широк. Это относится как к естественным наукам (математика, физика, химия, физическая химия), так и к различным биологическим дисциплинам. Можно, перефразируя известное изречение, сказать: «Настоящий ученый должен знать все о чем-то и чтонибудь обо всем». В научной работе кафедры биофизики биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова представлены основные направления современной биофизики. Практические занятия на кафедре тесно увязаны с началом самостоятельной научно-исследовательской работы студентов по выбранному направлению. Кафедра осуществляет широкие контакты со многими учебными, учебно-научными и научно-практическими учреждениями в области фундаментальной биологии, медицины, сельского хозяйства, экологии и др. Подготовка, полученная на кафедре биофизики, позволяет выпускникам успешно работать в самых разных областях фундаментальной и прикладной науки.


01:49 25.03.2017



Отзывы и комментарии
Ваше имя (псевдоним):
Проверка на спам:

Введите символы с картинки:



Перспективы развития рынка азотных удобрений

Перспективы развития рынка азотн...

Вообще же в ближайшие годы темпы среднегодового роста потребления удобрений превысят 2,5% только в трех регионах: Восточной Европе и СНГ (3,5% в год), Южной Азии (2,9%) и Юго-Восточной Азии (2,9%). М...
Интересно и быстро выучить буквы

Интересно и быстро выучить буквы

Бабушка переживает, что её пятилетний внук не знает ни одной буквы до сих пор и никак не собирается их учить. Как такое может быть? В моём разнообразном репетиторском опыте, еще мне не встречался мал...
Тадж-Махал Палас: какой отель называют «Жемчужиной на берегу Аравийского моря»?

Тадж-Махал Палас: какой отель на...

Все началось с медной таблички, прибитой на входной двери принадлежавшего англичанам отеля «Ватсон», который в конце XIX в. был одним из лучших в Индии. На табличке значилось: «Тольк...
Рождение и судьба белья для спальни

Рождение и судьба белья для спал...

Впервые о возникновении постельного белья упоминается в Древнем Риме в начале XV века. Льняная ткань с прекрасным узором привозилась на Перенеи из Северной Африки. Рисунки тех времён состояли, главным...
Аватары для форумов и требования к ним

Аватары для форумов и требования...

Многие задаются вопросом, а что есть аватарки? Если задуматься, то у этого слова множество определений, но в них есть определенный смысл, который подразумевает воплащение. Рассмотрим это выражение со ...
Как добиться своих прав, не взяв ни мост, ни телеграф? Атака на Уолл-стрит

Как добиться своих прав, не взяв...

Меня спросили, что я об этом думаю. А пшик он и есть пшик: демонстрациями и акциями протеста в США не удивишь. В крупных городах есть местечки, где протестуют против чего угодно 366 дней в году одиноч...
Культура и искусствоЗдоровье и МедицинаСтроительство и ремонтПродукты питания, рецептыЭкономические статьиОбщество и политикаОкружающий мирHi-TechОбучениеСемья, дом, детиИнтимная жизнь
Популярное:

Развивая портал:

Наш портал является ресурсом, который включает в себя полный перечень познавательных и занимательных статей. Каждый посетитель отыщет для себя что-нибудь нужное. Адаптированный дизайн дает возможность вам максимально быстро находить подходящую информацию. Самые разнообразные тематические статьи дают возможность вам совершенствоваться в той или иной сфере. Быть более начитанным и грамотным. Современный дизайн сайта позволяет просматривать статьи на всех существующих планшетах. Теперь отыскать нужную информацию стало просто.

Мы подобрали для вас полезные и увлекательные статьи. У нас сайте вы найдете ответы на необходимые для вас вопросы. Упрощенная система поиска позволяет вам мгновенно отыскать нужную информацию. Адаптированный дизайн позволяет вам просматривать информацию на любых гаджетах. Отныне, поиск нужной информации будет занимать у вас считанные секунды.