Biophysics je ... Biološke znanosti. Molekularna biofizika

Eden izmed najstarejših znanosti je, seveda, biologija. Ljudska zanimanje za procese, ki se pojavljajo v njih in okoliških bitja izvira več tisoč let pred našo dobo.

Opazovanje živali, rastlin, naravnih procesov je pomemben del življenja ljudi. Sčasoma sem se nabrali veliko znanja, izboljšali in razvili metode za preučevanje narave in mehanizmov, ki se pojavljajo v njem. To je pripeljalo do nastanka številnih odsekov, ki tvorijo skupaj kompleksne znanosti.

Biološka raziskave na različnih področjih življenja, da bi bilo mogoče pridobiti dragocene nove podatke, ki so pomembni za razumevanje sveta naprave na biomaso. Uporabite to znanje praktične človeške namene (za raziskovanje vesolja, medicine, kmetijstva, kemične industrije in tako naprej).

sodobna biologija

Danes dosego tega večplastno znanost lahko dosežejo številne pozitivne rezultate. Torej, sodobna znanost ponuja številne rešitve za probleme bolezni pri ljudeh z učinki virusov in bakterij. To je postalo mogoče, da je v prostoru brez poškodb približno 3 mesece, uporaba kisika kot vir mikroorganizmov ali enoceličnih rastlin.

Mnoga odkritja privedlo do biološke raziskave na področju notranje strukture in delovanje vseh živih sistemov. Študij molekularne sestave organizmov, njihove mikrostrukture, izoliranih in raziskali mnogih genov človeškega genoma in živali ter rastlin. Utemeljenost biotehnologije, celične in genskega inženiringa omogoči, da pridobi več pridelka na sezono rastlin in prikaz živalskih pasem, ki dajejo več mesa, mleka in jajc.

Študij mikroorganizmov lahko dobijo antibiotike in ustvari več deset ali sto cepiv, ki omogoča pridobiti različne bolezni, tudi tisti, ki je prej nedotaknjenih epidemije trdil tisoče življenj ljudi in živali.

Zato je moderna znanost biologije - to je neomejene možnosti človeštva na številnih področjih znanosti, industrije in ohranjanje zdravja.

Razvrstitev bioloških znanosti

Ena od prvih odsekov so zasebna znanost biologije. Tako kot botanika, zoologija, anatomije in taksonomijo. Kasneje so začeli oblikovati bolj odvisna od tehnične opremljenosti disciplin - mikrobiologije, virologije, fiziologije, in tako naprej.

Obstajajo številne mlade in postopno znanosti, ki se oblikuje šele v XX-XXI stoletja in igra veliko vlogo v sodobnem razvoju biologije.

Ni enega, ampak več klasifikacij, ki se lahko uvrstili biološke znanosti. Seznam jim precej impresivno v vseh primerih, menila, da ena od njih.

Tako smo se trudili, da vključuje glavne sorte, ki so biološke znanosti. Seznam je razvoj tehnik in metod študija širi polnijo. Zato je ena uvrstitev biologije pa danes ne obstaja.

Napredno Biološka znanost in njihov pomen

Za najmlajše, sodobna in napredna znanost biologije so, kot so:

• biotehnologije;
• molekularna biologija;
• Prostor biologiji;
• biofizika;
• biokemija.

Vsaka od teh ved je nastala ne prej XX stoletja, zato se šteje, da je mlada, hitro razvija in najbolj pomembna za praktično dejavnost človeka.

Naj živijo na tako od njih kot biofizike. To je veda, ki se je pojavila okoli leta 1945 in je postala pomemben del celotnega biološkega sistema.

Kaj je biofizika?

Da bi odgovorili na to vprašanje, moramo najprej poudariti, da svojo tesnem stiku s kemije in biologije. V nekaterih vprašanj meje med znanosti je tako blizu, da bi bilo težko razbrati, katera od njih izrecno vključeni v prednostne. Zato menijo, biofizika stoji kot kompleksne znanosti, ki preučuje globoke fizikalne in kemijske procese, ki se pojavljajo v živih sistemov na ravni molekul, celic, organov, in na ravni biosfere kot celote.

Tako kot katera koli druga, biofizika - znanost ima svoj predmet študija, namenov in ciljev, kot tudi dostojno in pomembne rezultate. Poleg tega je ta disciplina tesno povezana s številom novih smereh.

raziskovalne ustanove

So za biofiziko biosistemske na različnih organizacijskih ravneh.

1. Mikroorganizmi (bakterije, virusi, enocelični glive in alge).
2. Praživali.
3. Posamezne celice in njihovi sestavni deli (organele).
4. Rastline.
5. Živali (vključno človeku).
6. Ekološka skupnosti.

Tj Biofizika - študija, ki živi z vidika fizikalnih procesov, ki se pojavljajo v njem.

cilji znanosti

Sprva je bilo biophysicists naloge dokazati obstoj fizikalnih procesov in pojavov v življenju živih bitij in jih študija, ugotoviti naravo in pomen.

Sodobni problemi te znanosti je mogoče oblikovati, kot sledi:

1. Za študij strukturo genov in mehanizme, ki spremljajo njihov prenos in skladiščenje, sprememb (mutacij).
2. Upoštevati številne vidike celične biologije (interakcije celic s seboj kromosomske in genetskih interakcij in drugih procesov).
3. Za študij kompleksnih molekularne molekule Biološki polimer (beljakovine, nukleinske kisline, polisaharidi).
4. Cosmogeophysical kažejo vpliv dejavnikov na potek vseh fizikalnih in kemijskih procesov v živih organizmih.
5. Bolj globoko razkriti mehanizme fotobiologija (fotosintezo, photoperiodicity in tako naprej).
6. Izvajanje in razvoj metod matematičnega modeliranja.
7. Če želite uporabiti nanotehnologije za preučevanje živih sistemov.

Iz tega seznama je razvidno, da je veliko biofizike preučuje pomembne in resne probleme sodobne družbe, in rezultati te znanosti so pomembne za človeka in njegovo življenje.

Zgodovina

Biofizika kot znanost je nastala pred kratkim - leta 1945, ko je Erwin Schrödinger objavljeno njegovo delo "Kaj je življenje z vidika fizike." To je bil on, ki je prvi opazil in poudaril, da so mnogi zakoni fizike (termodinamski zakoni kvantne mehanike), mesto, ki se je v življenju in delu organizmov živih bitij.

Hvala za delo človeških znanosti biofizike začela intenziven razvoj. Toda še prej, leta 1922, Inštitut za biofiziko, ki je nastala v Rusiji, ki jo vodi P. P. Lazarev. Tam se umakne ključno vlogo pri preučevanju narave vzbujanje tkiv in organov. Rezultat je bil identifikacija vrednosti ionov v procesu.

Potem serija odkritij različnih znanstvenikov nam omogoča, da razumemo, da biofizika - je popolna, Prostora in kompleksna znanost potrebno razumeti vse procese, ki se pojavljajo v živih sistemih.

1. Galvani odpre električne energije in njen pomen za živa tkiva (bioelektriko).
2. A. L. Chizhevsky - oče več disciplin, ki študirajo vpliv Cosmos na biosfero, kot tudi ionizacija sevanja in elektrogemodinamiku.
3. Podroben Struktura proteinskih molekul so preučevali šele po odkritju Metoda rentgenske difrakcije (X-ray analiza). To je bilo narejeno z znanstveniki Perutz in Kendrew (1962).
4. V istem letu, odprto tridimenzionalna struktura DNA (Moris Uilkins).
5. Neher in Zachmanov okvir, v letu 1991 so bili sposobni razviti metodo določitve lokalnega električnega potenciala.

Številne druge odkritij omogočila znanost biofizike stopijo na intenzivni in postopno modernizacijo v razvoju in oblikovanju.

biofizika forum

Obstaja več disciplin, ki sestavljajo ta znanost. Razmislite najosnovnejša od njih.

1. Biofizika kompleksnih sistemov - glede na vse zapletene mehanizme samoregulacije večceličnih organizmov (systemogenesis, morfogeneza, sinergogenez). Tudi ta disciplina preučujemo fizično komponento zorenjem in evolucijske razvojne procese, raven organizacije organizmov.
2. Bioakustika in biofizika senzoričnih sistemov - študije žive organizme senzoričnih sistemov (vid, sluh, recepcija, govor, itd), metode oddaja različne signale. Razkriva mehanizme pretvorbe energije pri zaznavanju organizmov zunanjih vplivov (dražljajev).
3. Teoretična biofizika - vključuje številne podnauk ukvarja s preučevanjem termodinamike bioloških procesov, izgradnjo matematičnih modelov strukturnih delov organizmov. upoštevamo tudi kinetične procesov.
4. Molekularna biofizika - razmišljajo globoke mehanizme strukturne organiziranosti in delovanju biopolimerov, kot so DNA, RNA, proteinov, polisaharidov. Je gradnjo modelov in grafike od teh molekul, in napoveduje vedenje njihovega oblikovanja v živih sistemih. Prav tako je ta disciplina gradnjo supramolekularna in submolecular sistem za določanje gradnjo mehanizma in delovanja biopolimerov v živih sistemov.
5. Celic Biofizika. Proučuje najpomembnejše celične procese: odvod, deljenje, vznemirjenost in biološki potenciali strukture membrane. Posebna pozornost je namenjena mehanizmih membrane prevoz snovi, potencialne razlike, lastnosti in strukturo membrane in okoliških delov.
6. Biofizika metabolizem. Glavni obravnavani procesi: fotosinteza, solarizacijo in prilagoditev organizmov na to, hemodinamskih, presnove raven toplote je učinek ionizirajočega sevanja.
7. Uporabna biofizika. Sestavljen je iz več disciplin: bioinformatike, biometrije, biomehanike, preučevanje evolucijskih procesov in ontogenetski, patološko (medicinsko) biofizike. Predmeti študija uporabnih biofiziko - mišično-skeletnega sistema, oblike mobilnosti, ljudje prepoznali metod fizikalnih lastnosti. Posebna pozornost bi morala biti medicinska biofizike. Meni, da patoloških procesov v telesu, kako rekonstrukcija poškodovanih območjih molekul in struktur ali njihove odškodnine. To zagotavlja gradivo za biotehnologijo. To je zelo pomembna pri preprečevanju bolezni, predvsem genetske narave njihove odprave in pojasniti mehanizme delovanja.
8. Biofizika habitat - preučevanje fizični vpliv na obeh lokalnih habitatov bitij, in učinek bližnji in daljni vesoljskih predmetov. upoštevati tudi biorhythms, vpliv vremenskih razmer in bioloških polj o vsebini. Razvoj metode ukrepov za preprečevanje negativnih učinkov okoljskih pogojih.

Vse te discipline so kar velik prispevek k razumevanju ključnega delovanja živih sistemov, mehanizmov vpliva na njih biosfere in različni pogoji.

Nedavni napredek

Pokličete lahko nekatere od najbolj pomembnih dogodkov, ki se nanašajo na doseganje biofizike:

• odprta kloniranje mehanizmi organizmov;
• Značilnosti in transformacije vloga dušikovega oksida v živih sistemih;
• medsebojna malih in RNK, ki se bo v prihodnosti pomagal najti rešitev za številne zdravstvene težave (odprava bolezni);
• odprta autowaves fizikalno stanje;
• zaradi delu molekularne biologije preučevali vidiki sintezo in replikacijo DNA, kar je povzročilo ustvarjanjem vrsto novih zdravil iz resnih in kompleksnih bolezni;
• Računalnik model vseh učinkov, ki spremljajo proces fotosinteze;
• razvite metode za ultrazvok telesa;
• vzpostavljena med cosmogeophysical in biokemičnih procesov;
• napovedal podnebnih sprememb na planetu;
• odpiranje vrednosti urokenazy encima pri preprečevanju tromboze bolezni ter odpravljanje posledic po kapi;
• tudi številne odkritjem proteinske strukture, cirkulacijo in drugih delov telesa.

Inštitut za biofiziko v Rusiji

V naši državi obstaja Moscow State University. M. V. Lomonosova. Na podlagi te izobraževalne ustanove deluje biofizike oddelek. To je bil tisti, ki pripravlja usposobljene strokovnjake za delo na tem področju.

Pomembno je, da kakovost začetek bodoče strokovnjake. So čaka težko delo. Biofizik morajo razumeti vse zamotanost procesov, ki se pojavljajo v živih bitij. Poleg tega morajo učenci razumeti v fiziki. To je kompleksna znanost - biofizike. Predavanja so zgrajeni tako, da zajame vse discipline, ki sodelujejo pri biofizike in komponent, in za kritje obravnavo tako biološke in fizične narave.