Biofyzika - Lexikón biológie

Lexikón biológie: biofyzika

ESAY

evolučných procesov

Frank Eisenhaber

biofyzika

Dejiny biofyziky

Biofyzikálna metóda

Zatriedenie do podoblastí

Biofyziku možno rozdeliť do podoblastí z fyzikálneho aj biologického hľadiska. Fyzicky motivované rozdelenie by napr. B. obsahujú tieto body:
1) (klasická) mechanika, napr. B. a) molekulárna mechanika (konformačná analýza biomakromolekúl), b) mechanika biomembrán, c) biomechanika kostno-svalových systémov (chôdza, skok, let). 2) mechanika tekutín, napr. B. a) ultracentrifugácia biomakromolekúl, b) viskozita bunkovej plazmy, c) reológia, napr. B. hemodynamika, d) hydrodynamika plavcov, e) aerodynamika letu (hmyz, vtáky) atď. - Tento zoznam ukazuje, že takýto systém zameraný na metódy nezohľadňuje osobitosti výskumného objektu, a preto zostáva nesúdržný. Iba klasifikácia biofyziky podľa biologických úrovní organizácie objasňuje základné aspekty stavby biologických systémov. Potom sa rozlišuje:

1) Molekulárna biofyzika

2) Biofyzika membrán, biomakromolekulárnych agregátov a organel

V biologických systémoch musí súčasne prebiehať množstvo protichodných procesov, ktoré musia byť regulované pri zohľadnení rôznych faktorov. Živé systémy tento problém riešia tvorbou makromolekulárnych komplexov a kompartmentáciou. Efektorové molekuly (napr. Enzýmy) sú modulované vo svojej aktivite veľkým počtom ďalších proteínov, s ktorými tvoria veľké agregáty. Biologické membrány rozdeľujú živé systémy na oddelenia - priestorové oddiely, ktorým sú pridelené špeciálne úlohy v životnej činnosti. Táto podoblasť biofyziky zahrnuje štúdium konštrukcie biologických membrán, transportných procesov cez membrány (membránový transport), genézy membránového potenciálu, synaptických procesov (synapsií), membránových enzymatických procesov, ako je fotosyntéza, fotorecepcia a mechanochémia kontraktilných molekulárnych agregátov (aktín, myozín)., Motorické proteíny, svalová kontrakcia, mechanizmus kĺzavého vlákna) atď. Skúmané systémy sú zvyčajne tak zložité, že atómové rozlíšenie skúmanej štruktúry už nie je možné.

3) Bunková biofyzika a biofyzika tkanív, orgánov a jednotlivých organizmov

Bunka je základným stavebným prvkom biologických systémov. Na Zemi neexistuje život bez bunkovej organizácie. V najjednoduchšom prípade sa organizmus skladá z jednej bunky (jedna bunka, protocyt). Dôležitými otázkami v tejto oblasti biofyziky sú termodynamika živých systémov, biomechanika a biostatika, vplyv extrémnych fyzikálnych faktorov na biologické systémy (napr. Radiačná biofyzika; radiačná biológia), vplyv gravitácie, tlaku (geobiofyzika), teploty a osmoticky aktívnych látok. Látky (nemrznúce proteíny, nukleačné proteíny ľadu, termofília, halofília) a biofyzikálne aspekty ontogenézy (vrátane starnutia).

4) Biofyzika populácií

Táto podoblasť je tiež často Biofyzika zložitých systémov zavolal. Medzi jeho úlohy patrí opis biologických evolučných procesov (vrátane fylogenézy a pôvodu života) a štúdium riadenia a spracovania informácií biologických systémov od molekulárnej po ekologickú úroveň. Biofyzikálne modelovanie evolučných procesov zvyčajne vedie k analýze komplikovaných parciálnych diferenciálnych rovníc, ktoré popisujú stav populácií ako funkciu času.

Aplikácie biofyziky

Lit.: Adam, G., Läuger, P., Stark, G.: Fyzikálna chémia a biofyzika. Berlín 3 1995. Breckow, J., Greinert, R.: Biofyzika. Predstavenie. Berlín 1994. Cantor, C.R., Schimmel, P.R .: Biofyzikálna chémia. New York 1980. Dole, M.: Molekulárna biofyzika. Wiesbaden 1996. Glaser, R.: Biofyzika. Jena 4 1996. Hoppe, W., Lohmann, W., Markl, H., Ziegler, H.: Biofyzika. Heidelberg - New York 2 1982.

biofyzika

Niekoľko príkladov úloh a výsledkov v biofyzike