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:
* 1. Выберите правильный вариант:
* 2. Введите ответ цифрами: шесть умножить на один равно


Как изготавливаются фирменные пакеты?

Как изготавливаются фирменные па...

Особое внимание  уделяется тем, кто заботиться о своем фирменном стиле. Вы можете заказать фирменные пакеты со своим логотипом с печатью до четырёх цветов. Многоцветная флексографическая, офсе...
В чём уникальность шиншиллы?

В чём уникальность шиншиллы?

В великолепном шелковистом мехе необычайной густоты из одной волосяной луковицы растёт до 40 волосков. Красота меха привела к печальному результату: зверёк оказался на грани истребления… Родом...
Дифференциальная диагностика острого аппендицита у мылышей младшего возраста

Дифференциальная диагностика ост...

Боль появляется первой при аппендиците, а затем появляются симптомы расстройства ЖКТ. Если сначала появляются расстройство, а затем боль, то диагноз острого аппендицита отходит на второй план. Рвота м...
Сиг в маринаде. Как приготовить соленую рыбу к празднику?

Сиг в маринаде. Как приготовить ...

Многие в качестве закуски используют засоленную рыбу. Хочу предложить некоторое дополнение в приготовлении такой рыбы. Это один из рецептов моего отца, мы использовали свежую рыбу сиг. Как-то раз в 9...
Трудности с выбором партнера для хорька.

Трудности с выбором партнера для...

Каким бы милым и дружелюбным не был Ваш домашний любимец, не стоит забывать, что хорек - это хищный зверек, обладающий и действующий согласно инстинкту. Особо это проявляется в момент знакомства с себ...
Вкусные рецепты: Джем из груш с дедушкиным секретом, Настоящий ржаной хлеб, Салат с рыбой

Вкусные рецепты: Джем из груш с ...

Джем из груш с дедушкиным секретомСекрет (а может, для кулинаров на сайте и не секрет вовсе) в том, что при перекручивании ягодно-фруктовых плодов для приготовления джемов сахар добавляется во время п...
Культура и искусствоЗдоровье и МедицинаСтроительство и ремонтПродукты питания, рецептыЭкономические статьиОбщество и политикаОкружающий мирHi-TechОбучениеСемья, дом, дети
Самое интересное:

Новости развития информационнного портала:

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.