Biofisika - ilmu Biologi adalah .... biofisika molekuler

Salah satu ilmu yang paling kuno, tentu saja, biologi. minat masyarakat dalam proses yang terjadi dalam diri mereka dan makhluk sekitarnya berasal beberapa ribu tahun sebelum era kita.

Pengamatan hewan, tumbuhan, proses alam adalah bagian penting dari kehidupan masyarakat. Seiring waktu, saya mengumpulkan banyak pengetahuan, ditingkatkan dan dikembangkan metode untuk studi alam dan mekanisme yang terjadi di dalamnya. Hal ini menyebabkan munculnya banyak bagian yang membentuk total ilmu yang kompleks.

penelitian biologi di berbagai bidang kehidupan memungkinkan untuk mendapatkan data baru yang berharga penting untuk memahami dunia perangkat biomassa. Menggunakan pengetahuan ini untuk tujuan praktis manusia (ruang eksplorasi, kedokteran, pertanian, industri kimia dan sebagainya).

biologi modern

Hari ini, mencapai ilmu multifaset ini dapat mencapai banyak hasil positif. Jadi, ilmu pengetahuan modern menawarkan sejumlah solusi terhadap masalah-masalah penyakit manusia dari efek virus dan bakteri. Menjadi mungkin untuk berada di ruang tanpa cedera sekitar 3 bulan, penggunaan oksigen sebagai sumber mikroorganisme atau tanaman uniseluler.

Banyak penemuan menyebabkan penelitian biologi di bidang struktur internal dan berfungsi dari semua sistem kehidupan. Mempelajari komposisi molekul organisme, mikro mereka, terisolasi dan mempelajari banyak gen dari genom manusia dan hewan, dan tumbuhan. Manfaat bioteknologi, seluler dan rekayasa genetika memungkinkan untuk memperoleh beberapa panen per tanaman musim dan keturunan tampilan hewan yang memberikan lebih banyak daging, susu dan telur.

Mempelajari mikroorganisme diperbolehkan untuk mendapatkan antibiotik dan menciptakan puluhan atau ratusan vaksin, yang memungkinkan untuk memenangkan berbagai penyakit, bahkan yang epidemi sebelumnya utuh merenggut ribuan nyawa orang dan hewan.

Oleh karena itu, ilmu pengetahuan modern biologi - itu kemungkinan tak terbatas dari umat manusia di banyak bidang ilmu pengetahuan, industri dan pelestarian kesehatan.

Klasifikasi Ilmu Biologi

Salah satu bagian pertama adalah ilmu swasta biologi. Seperti botani, zoologi, anatomi dan taksonomi. Kemudian mereka mulai terbentuk lebih bergantung pada peralatan teknis dari disiplin ilmu - mikrobiologi, virologi, fisiologi, dan sebagainya.

Ada sejumlah ilmu muda dan progresif, dibentuk hanya pada abad XX-XXI dan memainkan peran besar dalam perkembangan modern biologi.

Tidak ada satu tapi beberapa klasifikasi, yang dapat peringkat ilmu biologi. Daftar mereka cukup mengesankan dalam semua kasus, mempertimbangkan salah satu dari mereka.

Dengan demikian, kami telah mencoba untuk menutupi berbagai utama, yang ilmu biologi. Daftar ini adalah pengembangan teknik dan metode penelitian mengembang diisi ulang. Oleh karena itu, klasifikasi tunggal biologi tidak ada hari ini.

Canggih Bioscience dan artinya

Untuk termuda, sebuah ilmu pengetahuan modern dan progresif biologi adalah seperti:

• bioteknologi;
• biologi molekuler;
• ruang biologi;
• biofisika;
• biokimia.

Masing-masing dari ilmu-ilmu tersebut dibentuk tidak lebih awal abad XX, dan karena itu dianggap muda, berkembang pesat dan paling signifikan untuk kegiatan praktis manusia.

Mari kita memikirkan seperti mereka sebagai biofisika. Ini adalah ilmu, yang muncul sekitar tahun 1945 dan telah menjadi bagian penting dari sistem biologis keseluruhan.

Apa biofisika?

Untuk menjawab pertanyaan ini, pertama kita harus menunjuk ke kontak dekat dengan kimia dan biologi. Dalam beberapa pertanyaan batas-batas antara ilmu-ilmu begitu dekat sehingga sulit untuk membuat keluar yang dari mereka secara khusus terlibat dalam prioritas. Oleh karena itu menganggap biofisika berdiri sebagai ilmu yang kompleks yang mempelajari proses fisik dan kimia yang mendalam terjadi dalam sistem hidup pada tingkat molekul, sel, organ, dan pada tingkat biosfer secara keseluruhan.

Seperti yang lain, Biofisika - ilmu memiliki objeknya studi, maksud dan tujuan, serta hasil yang layak dan bermakna. Selain itu, disiplin ini berkorelasi erat dengan sejumlah arah baru.

fasilitas penelitian

Mereka adalah untuk Biofisika biosistem pada tingkat organisasi yang berbeda.

1. Mikro-organisme (bakteri, virus, jamur uniseluler dan ganggang).
2. Protozoa.
3. sel tunggal dan bagian struktural mereka (organel).
4. Tanaman.
5. Hewan (termasuk manusia).
6. komunitas ekologi.

Yaitu Biofisika - studi tentang hidup dari sudut pandang proses fisik yang terjadi di dalamnya.

tujuan ilmu pengetahuan

Awalnya, biofisika tugas adalah untuk membuktikan adanya proses fisik dan fenomena dalam kehidupan makhluk hidup dan studi mereka, mengetahui sifat dan pentingnya.

masalah ilmu pengetahuan modern ini dapat dirumuskan sebagai berikut:

1. Untuk mempelajari struktur gen dan mekanisme yang menyertai transfer mereka dan penyimpanan, modifikasi (mutasi).
2. Mempertimbangkan banyak aspek biologi sel (interaksi sel dengan masing-masing kromosom lain dan interaksi genetik dan proses lainnya).
3. Untuk mempelajari molekul polimer biologi molekuler yang kompleks (protein, asam nukleat, polisakarida).
4. Cosmogeophysical mengungkapkan pengaruh faktor terhadap jalannya semua proses fisik dan kimia dalam organisme hidup.
5. Lebih dalam untuk mengungkapkan mekanisme Photobiology (fotosintesis, photoperiodicity dan sebagainya).
6. Menerapkan dan mengembangkan metode pemodelan matematika.
7. Untuk menerapkan nanoteknologi untuk mempelajari sistem kehidupan.

Dari daftar ini jelas bahwa banyak biofisika mempelajari masalah yang signifikan dan serius masyarakat modern, dan hasil ilmu ini penting untuk manusia dan kehidupannya.

Sejarah

Biofisika sebagai ilmu berasal relatif baru - pada tahun 1945, ketika Erwin Schrödinger menerbitkan karyanya "Apa kehidupan dari sudut pandang fisika." Dialah yang pertama kali melihat dan menunjukkan bahwa banyak dari hukum fisika (hukum termodinamika mekanika kuantum) adalah tempat yang akan ada di kehidupan dan karya organisme makhluk hidup.

Berkat kerja biofisika ilmu pengetahuan manusia mulai pengembangan intensif. Tetapi bahkan sebelumnya, pada tahun 1922, Institut Biofisika, dibuat di Rusia, yang dipimpin oleh P. P. Lazarev. Ada ditarik peranan penting dalam studi tentang sifat eksitasi jaringan dan organ. Hasilnya adalah identifikasi nilai ion dalam proses.

Kemudian serangkaian penemuan ilmuwan yang berbeda memungkinkan kita untuk memahami bahwa biofisika - adalah ilmu yang lengkap, luas dan kompleks diperlukan untuk memahami semua proses yang terjadi dalam sistem kehidupan.

1. Galvani membuka listrik dan pentingnya untuk jaringan hidup (bioelectricity).
2. A. L. Chizhevsky - ayah dari beberapa disiplin belajar kosmos pengaruh pada biosfer, serta radiasi ionisasi dan elektrogemodinamiku.
3. Struktur rinci molekul protein telah dipelajari hanya setelah ditemukannya metode difraksi sinar-X (analisis X-ray). Hal ini dilakukan oleh para ilmuwan Perutz dan Kendrew (1962).
4. Pada tahun yang sama, terbuka struktur tiga dimensi DNA (Moris Uilkins).
5. Neher dan Zachman Framework pada tahun 1991 mampu mengembangkan metode untuk memperbaiki potensi listrik lokal.

Sejumlah penemuan lain diaktifkan biofisika ilmu memulai sebuah modernisasi intens dan progresif dalam pengembangan dan pembentukan.

Biofisika Forum

Ada sejumlah disiplin ilmu yang membentuk ilmu ini. Pertimbangkan paling dasar dari mereka.

1. Biofisika sistem yang kompleks - mengingat semua mekanisme kompleks regulasi diri organisme multiseluler (systemogenesis, morfogenesis, sinergogenez). Juga disiplin ini kita mempelajari komponen fisik ontogeni dan proses perkembangan evolusi, tingkat organisasi organisme.
2. Bioakustika dan biofisika dari sistem sensorik - studi tentang organisme hidup sistem sensorik (penglihatan, pendengaran, penerimaan, pidato, dll), metode penyiaran sinyal yang berbeda. Mengungkapkan mekanisme transformasi energi dalam persepsi organisme pengaruh eksternal (rangsangan).
3. Biofisika teoritis - mencakup sejumlah podnauk terlibat dalam studi termodinamika proses biologi, konstruksi model matematika dari bagian struktural dari organisme. Juga mempertimbangkan proses kinetik.
4. biofisika molekuler - mengingat mekanisme dalam organisasi struktural dan fungsi biopolimer seperti DNA, RNA, protein, polisakarida. Apakah model dan grafis dari molekul-molekul membangun, dan memprediksi perilaku pembentukan mereka dalam sistem kehidupan. Juga, disiplin ini adalah membangun sistem supramolecular dan submolecular untuk menentukan pembangunan mekanisme dan tindakan dari biopolimer dalam sistem kehidupan.
5. Biofisika sel. Meneliti proses seluler yang paling penting: diferensiasi, divisi, agitasi dan potensi biologis dari struktur membran. Perhatian khusus diberikan kepada mekanisme transportasi membran zat, beda potensial, sifat dan struktur membran dan bagian sekitarnya.
6. metabolisme Biofisika. Utama yang dibahas proses: fotosintesis, solarisasi dan adaptasi organisme untuk itu, hemodinamik, metabolisme tingkat panas, efek radiasi pengion.
7. Terapan Biofisika. Ini terdiri dari beberapa disiplin: bioinformatika, biometrik, biomekanik, studi tentang proses evolusi dan ontogenesis, patologis (medis) biofisika. Objek penelitian Terapan Biofisika - sistem muskuloskeletal, cara bergerak, orang mengenal metode fitur fisik. Perhatian khusus harus biofisika medis. Ini menganggap proses patologis dalam tubuh, bagaimana rekonstruksi kawasan yang rusak dari molekul atau struktur atau kompensasi mereka. Ini menyediakan bahan untuk bioteknologi. Ini sangat penting dalam pencegahan penyakit, terutama dari sifat genetik eliminasi mereka dan menjelaskan mekanisme tindakan.
8. habitat biofisika - mempelajari dampak fisik pada kedua habitat lokal makhluk, dan efek dari dekat dan jauh subyek ruang. Juga mempertimbangkan bioritme, dampak dari kondisi cuaca dan medan biologis pada substansi. Mengembangkan metode langkah-langkah untuk mencegah efek negatif dari kondisi lingkungan.

Semua disiplin ini membuat kontribusi yang besar untuk memahami aktivitas penting dari sistem kehidupan, mekanisme pengaruh pada mereka biosfer dan kondisi yang berbeda.

kemajuan terbaru

Anda dapat memanggil beberapa peristiwa yang paling signifikan yang berhubungan dengan pencapaian biofisika:

• membuka kloning mekanisme organisme;
• Fitur dan transformasi peran oksida nitrat dalam sistem kehidupan;
• interelasi RNA kecil dan utusan, yang di masa depan akan membantu Anda menemukan solusi untuk banyak masalah kesehatan (eliminasi penyakit);
• autowaves terbuka alam fisik;
• karena karya Molekuler Biofisika mempelajari aspek sintesis dan replikasi DNA, yang mengakibatkan kemampuan untuk menciptakan berbagai obat baru dari penyakit serius dan kompleks;
• Model komputer dari semua reaksi yang menyertai proses fotosintesis;
• metode maju untuk pemeriksaan USG tubuh;
• didirikan antara cosmogeophysical dan proses biokimia;
• diprediksi perubahan iklim di planet ini;
• membuka nilai urokenazy enzim dalam pencegahan penyakit trombosis dan menghilangkan efek setelah stroke;
• juga membuat sejumlah penemuan dari struktur protein, sistem peredaran darah dan bagian lain dari tubuh.

Institut Biofisika di Rusia

Di negara kita ada adalah Moscow State University. M. V. Lomonosova. Atas dasar lembaga pendidikan ini beroperasi Biofisika Departemen. Dialah yang mempersiapkan para profesional yang memenuhi syarat untuk bekerja di daerah ini.

Hal ini penting untuk memberikan kualitas mulai profesional masa depan. Mereka sedang menunggu pekerjaan yang sulit. Biofisika wajib untuk memahami semua seluk-beluk proses yang terjadi pada makhluk hidup. Selain itu, siswa perlu memahami dalam fisika. Ini adalah ilmu yang kompleks - biofisika. Kuliah dibangun sedemikian rupa untuk mencakup semua disiplin ilmu yang terlibat dalam biofisika dan komponen, dan untuk menutupi pertimbangan baik karakter biologis dan fisik.