Біофізика - Лексикон біології

Лексикон біології: біофізика

ЕСЕ

еволюційних процесів

Френк Айзенхабер

біофізика

Історія біофізики

Біофізичний метод

Класифікація на підгалузі

Біофізику можна класифікувати на підгалузі як з фізичної, так і з біологічної точки зору. Фізично мотивований підрозділ, наприклад, B. містять такі пункти:
1) (класична) механіка, напр. Б. а) молекулярна механіка (конформаційний аналіз біомакромолекул), б) механіка біомембран, в) біомеханіка кістково-м'язових систем (хода, стрибок, політ). 2) механіка рідини, напр. B. a) ультрацентрифугування біомакромолекул, b) в'язкість клітинної плазми, c) реологія, напр. Б. гемодинаміка, г) гідродинаміка плавців, д) аеродинаміка польоту (комахи, птахи) та ін. - Цей список уже показує, що така орієнтована на методи система не враховує особливості об’єкта дослідження, а отже, залишається незв’язною. Лише класифікація біофізики відповідно до біологічних рівнів організації робить зрозумілими фундаментальні аспекти побудови біологічних систем. Тоді диференціюється:

1) Молекулярна біофізика

2) Біофізика мембран, біомакромолекулярних агрегатів та органел

У біологічних системах безліч процесів, що суперечать інколи, повинні відбуватися одночасно і регулюватися з урахуванням різноманітних факторів. Живі системи вирішують цю проблему шляхом утворення високомолекулярних комплексів та шляхом компартменталізації. Ефекторні молекули (наприклад, ферменти) модулюються у своїй активності завдяки великій кількості інших білків, з якими вони утворюють великі агрегати. Біологічні мембрани поділяють живі системи на відділи - просторові відділи, на які покладено особливі завдання в життєвій діяльності. Цей підсектор біофізики включає дослідження побудови біологічних мембран, транспортних процесів через мембрани (мембранний транспорт), генезису мембранного потенціалу, синаптичних процесів (синапсів), пов'язаних з мембраною ферментативних процесів, таких як фотосинтез, фоторецепція та механохімія скорочувальних молекулярних агрегатів (актин, міозин), Рухові білки, скорочення м’язів, механізм ковзаючої нитки) і т. Д. Досліджувані системи зазвичай мають таку складність, що атомна роздільна здатність досліджуваної структури вже неможлива.

3) Біофізика клітин та біофізика тканин, органів та окремих організмів

Клітина є основним будівельним елементом біологічних систем. Немає життя на землі без клітинної організації. У найпростішому випадку організм складається з однієї клітини (однієї клітини, протоцита). Важливі питання в цій галузі біофізики стосуються термодинаміки живих систем, біомеханіки та біостатики, впливу екстремальних фізичних факторів на біологічні системи (наприклад, радіаційна біофізика; радіаційна біологія), впливу сили тяжіння, тиску (геобіофізика), температури та осмотично активних Речовини (білки проти замерзання, білки із зародком льоду, термофілія, галофілія) та біофізичні аспекти онтогенезу (включаючи старіння).

4) Біофізика популяцій

Ця підзона також часто є Біофізика складних систем зателефонував. Його завдання включають опис біологічних еволюційних процесів (включаючи філогенез та походження життя) та вивчення контролю та обробки інформації біологічних систем від молекулярного до екологічного рівня. Як правило, біофізичне моделювання еволюційних процесів призводить до аналізу складних диференціальних рівнянь з частковими частками, які описують стан популяцій як функцію часу.

Застосування біофізики

Освітлений .: Адам, Г., Легер, П., Старк, Г.: Фізична хімія та біофізика. Берлін 3 1995. Брецков, Дж., Грейнерт, Р.: Біофізика. Вступ. Берлін 1994. Кантор, К.Р., Шиммель, П.Р .: Біофізична хімія. Нью-Йорк 1980. Вниз, М.: Молекулярна біофізика. Вісбаден 1996. Глейзер, Р.: Біофізика. Єна 4 1996. Хоппе, В., Ломанн, В., Маркл, Х., Циглер, Х.: Біофізика. Гейдельберг - Нью-Йорк, 2 1982.

біофізика

Кілька прикладів завдань та результатів з біофізики