biofizică

Lexicon de biologie: biofizică

ESEU

Frank Eisenhaber

biofizică

Istoria biofizicii

Metoda biofizică

Clasificarea în subzone

Biofizica poate fi clasificată în sub-zone atât din punct de vedere fizic, cât și biologic. O subdiviziune motivată fizic ar fi de ex. B. conțin următoarele puncte:
1) mecanică (clasică), de ex. B. a) mecanica moleculară (analiza conformației biomacromoleculelor), b) mecanica biomembranelor, c) biomecanica sistemelor osos-musculare (mers, salt, zbor). 2) mecanica fluidelor, de ex. B. a) ultracentrifugarea biomacromoleculelor, b) vâscozitatea plasmei celulare, c) reologie, de ex. B. hemodinamica, d) hidrodinamica înotătorilor, e) aerodinamica zborului (insecte, păsări), etc. Doar o clasificare a biofizicii în funcție de nivelurile biologice de organizare face clare aspectele fundamentale ale construcției sistemelor biologice. Atunci se diferențiază:

1) Biofizică moleculară

2) Biofizica membranelor, agregatelor biomacromoleculare și a organelor

În sistemele biologice, un număr mare de procese uneori contradictorii trebuie să aibă loc simultan și să fie reglementate luând în considerare o varietate de factori. Sistemele vii rezolvă această problemă prin formarea complexelor macromoleculare și prin compartimentare. Moleculele efectoare (de exemplu, enzimele) sunt modulate în activitatea lor de un număr mare de alte proteine cu care formează agregate mari. Membranele biologice împart sistemele vii în compartimente - secțiuni spațiale cărora le sunt atribuite sarcini speciale în activitatea vieții. Această sub-zonă a biofizicii include studiul construcției membranelor biologice, procesele de transport prin membrane (transportul membranelor), geneza potențialului membranei, procesele sinaptice (sinapsele), procesele enzimatice bazate pe membrană, cum ar fi fotosinteza, fotorecepția și mecanochimia agregatelor moleculare contractile (actină, miozină), Proteine motorii, contracția musculară, mecanismul filamentului glisant) etc. Sistemele examinate sunt de obicei de o complexitate atât de mare încât o rezoluție atomică a structurii examinate nu mai este posibilă.

3) Biofizica celulară și biofizica țesuturilor, organelor și organismelor individuale

Celula este elementul de bază al sistemelor biologice. Nu există viață pe pământ fără organizarea celulară. În cel mai simplu caz, un organism constă dintr-o singură celulă (o singură celulă, protocit). Întrebări importante din această ramură a biofizicii se referă la termodinamica sistemelor vii, biomecanica și biostatica, efectul factorilor fizici extremi asupra sistemelor biologice (de exemplu, biofizica radiației; biologia radiației), efectul gravitației, presiunii (geobiofizică), temperaturii și celor osmotice active Substanțe (proteine antigel, proteine de nucleație a gheții, termofilie, halofilie) și aspecte biofizice ale ontogenezei (inclusiv îmbătrânirea).

4) Biofizica populațiilor

Această sub-zonă este, de asemenea, adesea Biofizica sistemelor complexe numit. Sarcinile sale includ descrierea proceselor biologice evolutive (inclusiv filogeneza și originea vieții) și studiul controlului și procesării informațiilor sistemelor biologice de la nivel molecular la nivel ecologic. De obicei, modelarea biofizică a proceselor evolutive are ca rezultat analiza ecuațiilor diferențiale parțiale complicate care descriu starea populațiilor în funcție de timp.

Aplicații ale biofizicii

Lit.: Adam, G., Läuger, P., Stark, G.: Chimie fizică și biofizică. Berlin 3 1995. Breckow, J., Greinert, R.: Biofizică. O introducere. Berlin 1994. Cantor, C.R., Schimmel, P.R .: Chimie biofizică. New York 1980. Jos, M.: Biofizică moleculară. Wiesbaden 1996. Glaser, R.: Biofizică. Jena 4 1996. Hoppe, W., Lohmann, W., Markl, H., Ziegler, H.: Biofizică. Heidelberg - New York 2 1982.

biofizică

Câteva exemple de sarcini și rezultate în biofizică