Ang Biophysics ay ... Biological Sciences. Molecular Biophysics

Isa sa mga pinaka sinaunang agham ay, siyempre, biology. Tao interes sa mga proseso na nagaganap sa loob ng mga ito at ang mga nakapalibot na mga nilalang na nagmula ilang libong taon bago ang aming panahon.

Pagmamasid ng mga hayop, mga halaman, natural na proseso ay isang mahalagang bahagi ng buhay ng mga tao. Sa paglipas ng panahon, naipon ko ang isang pulutong ng mga kaalaman, pinahusay at binuo pamamaraan para sa pag-aaral ng kalikasan at mga mekanismo na nagaganap sa loob nito. Ito ang humantong sa paglitaw ng maraming mga seksyon na bumubuo ng isang kabuuang komplikadong science.

Biyolohikal pananaliksik sa iba't ibang lugar ng buhay gawing posible upang makakuha ng mahalagang mga bagong data ay mahalaga para sa pag-unawa sa mundo biomass aparato. Gamitin ang kaalaman sa mga praktikal na tao sa mga layunin (space pagsaliksik, medisina, agrikultura, kemikal industriya at iba pa).

modernong biology

Ngayon, pagkamit ng ito multifaceted agham ay maaaring makamit ang maraming mga positibong resulta. Kaya, makabagong agham ay nag-aalok ng isang bilang ng mga solusyon sa mga problema ng sakit ng tao mula sa mga epekto ng mga virus at bakterya. Ito ay naging posible na maging sa puwang nang walang pinsala sa katawan tungkol sa 3 buwan, ang paggamit ng oxygen bilang isang pinagmumulan ng microorganisms o uniselular halaman.

Maraming tuklas na humantong sa biological pananaliksik sa larangan ng panloob na istraktura at gumagana sa lahat ng nabubuhay na mga sistema. Aral ang molekular komposisyon ng mga organismo, ang kanilang microstructure, nakahiwalay at pinag-aralan ang marami sa mga gene ng mga tao genome at hayop, at mga halaman. Ang mga merito ng biotechnology, cellular at genetic engineering payagan ang upang makakuha ng ilang mga harvests per season halaman at breed display hayop na makapagbigay ng higit pang karne, gatas at itlog.

Pag-aaral microorganisms pinahihintulutan na kumuha ng antibiotics at lumikha ng sampu-sampung o daan-daan ng mga bakuna, na nagpapahintulot sa upang manalo ng isang iba't ibang mga sakit, at yaong dati nang buo epidemya inaangkin libu-libong buhay ng mga tao at mga hayop.

Samakatuwid, ang makabagong agham ng biology - ito ay walang hanggan mga posibilidad ng sangkatauhan sa maraming mga larangan ng agham, industriya at ang pangangalaga ng kalusugan.

Classification of Biological Sciences

Ang isa sa mga unang seksyon ay pribadong agham ng biology. Tulad ng botanika, soolohiya, anatomya at taxonomy. Mamaya sila ay nagsimulang upang bumuo ng mas umaasa sa mga teknikal na mga kagamitan ng disiplina - mikrobiyolohiya, virology, pisyolohiya, at iba pa.

Mayroong bilang ng mga batang at progresibong science, nabuo lamang sa XX-XXI siglo at ay gumaganap ng isang malaking papel na ginagampanan sa modernong pag-unlad ng biology.

May ay hindi isa ngunit ang ilang mga pag-uuri, na kung saan ay maaaring maging ranggo biological sciences. Ilista ang mga ito lubos na kahanga-hanga sa lahat ng kaso, isaalang-alang ang isa sa kanila.

Kaya, aming sinubukan upang masakop ang mga pangunahing iba't-ibang, na kung saan ay biological sciences. Ang listahan ay ang pagbuo ng mga diskarte at mga pamamaraan ng pag-aaral Lumalawak replenished. Samakatuwid, ang isang solong pag-uuri ng biology ay hindi umiiral ngayon.

Advanced Bioscience at ang kanilang kahulugan

Para sa bunso, isang moderno at progresibong science ng biology ay tulad ng:

• biotechnology;
• molecular biology;
• space biology;
• biophysics;
• byokimika.

Ang bawat isa sa mga agham ay nabuo nang hindi mas maaga XX siglo, at samakatuwid ay itinuturing na isang bata, mabilis na umuunlad at pinaka-makabuluhang para sa mga praktikal na gawain ng tao.

Ipaalam sa amin tumira sa naturang mga iyon bilang biophysics. Ito ay isang agham, na kung saan ay lumitaw sa paligid ng 1945 at ay naging isang mahalagang bahagi ng buong biological system.

Ano ang biophysics?

Upang sagutin ang tanong, dapat muna namin ituro sa kanyang close contact sa kimika at biology. Sa ilang mga katanungan ang mga hangganan sa pagitan ng agham ay kaya malapit na ito ay mahirap na gumawa ng alin sa mga ito partikular na kasangkot sa priority. Samakatuwid isaalang-alang ang biophysics nakatayo bilang kumplikadong agham na pag-aaral ang malalim na pisikal at kemikal na mga proseso na nagaganap sa buhay na mga sistema sa antas ng molekula, mga cell, mga laman-loob, at sa antas ng biosphere bilang isang buo.

Tulad ng anumang iba pang, Biophysics - agham ay may object ng pag-aaral, layunin at mga layunin, pati na rin ang isang disente at makahulugang mga resulta. Sa karagdagan, disiplina na ito ay may malapit na sang-ayon sa isang bilang ng mga bagong direksyon.

pasilidad ng pananaliksik

Ang mga ito ay para Biophysics biosystem sa iba't ibang mga antas ng organisasyon.

1. Micro-organismo (mga bakterya, mga virus, uniselular fungi at algae).
2. Protosowa.
3. Single cells at ang kanilang mga istruktura bahagi (organelo).
4. Mga halaman.
5. Mga Hayop (kasama ang tao).
6. Ecological komunidad.

Ie Biophysics - ang pag-aaral ng buhay na mula sa punto ng view ng pisikal na proseso na nagaganap sa loob nito.

layunin ng agham

Sa una, biophysicists gawain ay upang patunayan ang pagkakaroon ng pisikal na mga proseso at mga phenomena sa buhay ng pamumuhay bagay at pag-aralan ang mga ito, alamin ang likas na katangian at kahalagahan.

Modern problema ng agham na ito ay maaaring formulated tulad ng sumusunod:

1. Upang mag-aral ang istraktura ng gene at mga mekanismo na samahan ang kanilang mga transfer at imbakan, pagbabago (pagbago).
2. Isaalang-alang ang maraming mga aspeto ng cell biology (cell na pakikipag-ugnayan sa bawat isa chromosomal at genetic pakikipag-ugnayan at iba pang mga proseso).
3. Upang pag-aralan ang kumplikadong molecular biology polimer molecules (protina, nucleic acids, polysaccharides).
4. Cosmogeophysical ibunyag ang impluwensiya ng mga kadahilanan sa kurso ng lahat ng pisikal at kemikal na proseso sa buhay na organismo.
5. Mas malalim upang ibunyag ang mga mekanismo ng Photobiology (potosintesis, photoperiodicity at iba pa).
6. Ipatupad at bumuo ng mga pamamaraan ng mathematical modeling.
7. Upang mag-apply Nanotechnology sa mga pag-aaral ng buhay na mga sistema.

Mula sa listahang ito ito ay malinaw na ang isang pulutong ng mga biophysics aaral ng makabuluhan at seryosong problema ng modernong lipunan, at ang mga resulta ng agham na ito ay mahalaga para sa mga tao at ang kanyang buhay.

Ang kasaysayan ng

Biophysics bilang isang agham nagmula relatibong kamakailan-lamang - noong 1945, kapag Erwin Schrödinger -publish na ang kanyang trabaho "Ano ang buhay mula sa punto ng view ng pisika." Ito ay siya na unang napansin at nakaumang out na marami sa mga batas ng pisika (thermodynamic batas ng quantum mechanics) ay ang lugar upang maging ay nasa buhay at gawain ng mga organismo ng pamumuhay tao'y.

Salamat sa mga gawain ng tao biophysics agham ay nagsimulang kanyang intensive unlad. Ngunit kahit na mas maaga, sa 1922, Institute of Biophysics, na nilikha sa Russia, na kung saan ay buhok sa pamamagitan ng P. P. Lazarev. May-withdraw ng isang pangunahing papel sa pag-aaral ng likas na katangian ng paggulo ng tissues at organs. Ang resulta ay ang pagkakakilanlan ng ang halaga ng mga ions sa proseso.

Pagkatapos ng isang serye ng mga pagtuklas ng iba't ibang mga siyentipiko ay nagpapahintulot sa amin upang maunawaan na ang biophysics - ay kumpleto, maluwang at kumplikadong agham na kailangan upang maunawaan ang lahat ng mga proseso na nagaganap sa buhay na mga sistema.

1. Galvani bubukas kuryente at kahalagahan nito para sa buhay na tisyu (bioelectricity).
2. A. L. Chizhevsky - ama ng ilang mga disiplina sa pag-aaral ng mga cosmos impluwensiya sa biosphere, pati na rin ang ionization radiation at elektrogemodinamiku.
3. Ang detalyadong istraktura ng protina molecule ay na-aral lamang matapos ang pagkatuklas ng X-ray pagdidiprakt pamamaraan (X-ray na pagsusuri). Ito ay ginagawa sa pamamagitan ng mga siyentipiko Perutz at Kendrew (1962).
4. Sa parehong taon, buksan ang tatlong-dimensional na istraktura ng DNA (Moris Uilkins).
5. Neher at Zachman Framework noong 1991 ay able sa bumuo ng isang pamamaraan ng pag-aayos ng mga lokal na electric potensyal.

Ang isang bilang ng iba pang mga pagtuklas pinagana agham biophysics sumakay sa bapor sa isang matinding at progresibong paggawa ng makabago sa pag-unlad at pagbuo.

Biophysics Forums

Mayroong isang bilang ng mga disiplina na bumubuo ito science. Isaalang-alang ang pinaka-basic ng mga ito.

1. Biophysics ng mga komplikadong sistema - alang ang lahat ng mga kumplikadong mekanismo ng self-regulasyon ng mga organismong multiselular (systemogenesis, morphogenesis, sinergogenez). Gayundin disiplina na ito pinag-aaralan natin ang pisikal na bahagi ng ontogeny at evolutionary pag-unlad proseso, mga antas ng samahan ng mga organismo.
2. Bioacoustics at biophysics ng sensory system - pag-aaral ng mga buhay na organismo sensory system (paningin, pandinig, reception, pagsasalita, atbp), mga paraan ng pagsasahimpapawid ng mga iba't-ibang mga signal. Ay ipinapakita ang mga mekanismo ng enerhiya transformation sa pang-unawa ng mga organismo panlabas na impluwensya (stimuli).
3. Theoretical Biophysics - ay nagsasama ng isang bilang ng mga podnauk ay nakikibahagi sa pag-aaral ng termodinamika ng biological proseso, konstruksiyon ng matematikal na mga modelo ng mga istruktura bahagi ng mga organismo. Gayundin isinasaalang-alang ang kinetic proseso.
4. Molecular biophysics - isinasaalang-alang ang malalim na mga mekanismo ng structural organisasyon at takbo ng biopolymers tulad ng DNA, RNA, protina, polysaccharides. Ay pagbuo ng mga modelo at graphics ng mga molecules, at hinuhulaan pag-uugali ng kanilang mga bituin sa buhay na mga sistema. Gayundin, disiplina ito ay pagbuo ng supramolecular at submolecular system upang matukoy ang konstruksiyon ng mekanismo at pagkilos ng biopolymers sa living system.
5. Cell Biophysics. Sinusuri ang pinakamahalagang cellular proseso: pagkita ng kaibhan, division, pagkabalisa at biological potensyal ng lamad istraktura. Partikular na atensiyon ay binabayaran sa mga mekanismo ng lamad transport ng mga sangkap, mga potensyal na pagkakaiba, mga katangian at istraktura ng lamad at ang mga nakapalibot na mga bahagi.
6. Biophysics metabolismo. Pangunahing tinalakay proseso: potosintesis, solarization at paglalapat ng mga organismo dito, hemodynamics, antas ng init metabolismo, ang epekto ng ionizing radiation.
7. Applied Biophysics. Binubuo ito ng ilang mga disiplina: bioinformatics, biometrics, biomechanics, ang pag-aaral ng sa gitna ng ebolusyon proseso at ontogenesis, pathological (medical) biophysics. Bagay ng pag-aaral Applied Biophysics - musculoskeletal system, mga paraan ng paglipat, ang mga tao na makilala ang mga paraan ng mga pisikal na mga tampok. Espesyal na pansin ay dapat na medikal biophysics. Isinasaalang-alang nito ang mga pathological proseso sa katawan, kung paano ang pagbabagong-tatag ng mga lugar na napinsala ng molecules o kaayusan o ng kanilang mga kabayaran. Ito ay nagbibigay ng materyal para sa biotechnology. Ito ay ng malaking kahalagahan sa pag-iwas sa sakit, lalo na sa mga genetic likas na katangian ng kanilang pag-aalis at ipaliwanag ang mga mekanismo ng pagkilos.
8. Biophysics tirahan - pag-aaral ng pisikal na epekto sa parehong mga lokal na tirahan ng mga nilalang, at ang epekto ng malapit at malayo space paksa. Isaalang-alang din ang mga biorhythms, ang epekto ng mga kondisyon ng panahon at biological mga patlang sa substansiya. Pagbuo ng mga paraan ng mga hakbang upang maiwasan ang mga negatibong epekto ng mga kondisyon sa kapaligiran.

Ang lahat ng mga disciplines ay paggawa ng isang malaking kontribusyon sa pag-unawa sa mahahalagang aktibidad ng mga buhay na mga sistema, ang mga mekanismo ng impluwensiya sa kanila ng biosphere at ang iba't ibang mga kundisyon.

Kamakailang mga advances

maaari kang tumawag sa ilan sa mga pinaka makabuluhang mga kaganapan na nauugnay sa pagkakamit ng biophysics:

• Binuksan clone mekanismo organismo;
• Ang mga tampok at transformations papel na ginagampanan ng nitrik oksido sa buhay na mga sistema;
• sa pakikipag ng mga maliliit at mensahero RNA, na sa hinaharap ay makakatulong sa iyo na hanapin ang solusyon sa maraming problema sa kalusugan (pag-aalis ng sakit);
• open autowaves pisikal na likas na katangian;
• dahil sa ang gawain ng Molecular Biophysics aral aspeto ng synthesis at pagtitiklop ng DNA, na nagresulta sa ang kakayahan upang lumikha ng isang hanay ng mga bagong mga bawal na gamot mula sa malubhang at kumplikadong mga sakit;
• Ang computer na modelo ng lahat ng mga reaksyon na samahan ang proseso ng potosintesis;
• maunlad na pamamaraan para sa ultratunog eksaminasyon ng katawan;
• itinatag sa pagitan cosmogeophysical at biochemical mga proseso;
• hinulaang klima sa planeta;
• pagbukas ng mga halaga urokenazy enzyme sa pag-iwas ng trombosis sakit at puksain ang mga epekto pagkatapos ng stroke;
• Nakagawa rin ng isang bilang ng mga pagtuklas ng ang istraktura ng protina, ang gumagala system at iba pang bahagi ng katawan.

Institute of Biophysics sa Russia

Sa ating bansa doon ay ang Moscow State University. M. V. Lomonosova. Sa batayan ng ito institusyong pang-edukasyon nagpapatakbo Biophysics Department. Ito ay siya na naghahanda kwalipikadong propesyonal sa trabaho sa lugar na ito.

Ito ay mahalaga upang magbigay ng isang kalidad na simulan ang mga propesyonal na hinaharap. Sila ay naghihintay para sa isang mahirap na trabaho. Biophysicist obligado na maunawaan ang lahat ng mga intricacies ng proseso na nagaganap sa buhay ng tao'y. Bilang karagdagan, mag-aaral na kailangan upang maunawaan sa pisika. Ito ay isang komplikadong agham - biophysics. Lektura ay constructed sa paraan bilang upang sumaklaw sa lahat ng disiplina kasangkot sa biophysics at mga bahagi, at upang masakop ang pagsasaalang-alang ng parehong biological at pisikal na karakter.