ביופיזיקה - מדעי ביולוגי היא .... ביופיזיקה מולקולרית

אחד המדעים העתיקים ביותר הוא, כמובן, ביולוגיה. העניין שאנשים התהליכים המתרחשים בתוכם ואת בני שמסביב מקורו כמה אלפי שנים לפני העידן שלנו.

תצפית של בעלי חיים, צמחים, תהליכים טבעיים הייתה חלק חשוב בחייהם של אנשים. במשך הזמן, צברתי הרבה ידע, שיפר ופיתח שיטות לחקר הטבע מנגנונים המתרחשים בה. זה הוביל את הופעתה של חלקים רבים שמרכיבים סכה של מדע מורכב.

מחקר ביולוגי באזורים שונים של חיים מאפשר לקבל נתונים חדשים בעלי ערך חשובים להבנת עולם המכשיר ביומסה. השתמש בידע הזה כדי למטרות אנושיות מעשיות (חקר חלל, רפואה, חקלאות, תעשייה כימית וכן הלאה).

הביולוגיה המודרנית

היום, השגת מדע רב פנים זו ניתן להשיג תוצאות חיוביות רבות. אז, המדע המודרני מציע מספר פתרונות לבעיות של מחלות אנושיות מהשפעות של וירוסים וחיידקים. זה התאפשר להיות בחלל בלי פגיעה בערך 3 חודשים, שימוש בחמצן כמקור מיקרואורגניזמים או צמחים חדים-תאיים.

תגליות רבות הובילו למחקר ביולוגי בתחום המבנה הפנימי המתפקד של כל מערכות החיים. למד את ההרכב המולקולרי של אורגניזמים, מייקרו שלהם, מבודדים ולמד רב של הגנים של הגנום האנושי וחיות, וצמחים. את לגופם של ביוטכנולוגיה, סלולר ו הנדסה הגנטית לאפשר להשיג יבולי מספר לכל צמחים בעונה וגזעי חית תצוגה שנותנים יותר בשר, חלב וביצים.

לימוד מיקרואורגניזמים מותר לקבל אנטיביוטיקה וליצור עשרות או מאה חיסונים, המאפשר לזכות במגוון מחלות, גם כאלה בעבר שלם מגיפות טענו אלף חייהם של אנשים ובעלי חיים.

לכן, המדע המודרני של ביולוגיה - זה אפשרויות בלתי מוגבלות של האנושות בתחומים רבים של מדע, תעשייה ושימור הבריאות.

סיווג של מדעי הביולוגיה

אחד הסעיפים הראשונים היה מדע פרטי של ביולוגיה. כמו בוטניקה, זואולוגיה, אנטומיה טקסונומיה. מאוחר יותר הם החלו ליצור יותר תלויים ציוד טכני של דיסציפלינות - מיקרוביולוגיה, וירולוגיה, פיזיולוגיה, וכן הלאה.

ישנם מספר מדע צעיר ומתקדם, נוצר רק במאה עשרים-XXI וממלא תפקיד גדול בהתפתחות המודרנית של ביולוגיה.

אין אחד אלא כמה סיווגים, אשר ניתן לדרג במדעי הביולוגיה. לרשום אותם די מרשים בכל המקרים, לשקול אחד מהם.

לכן, ניסינו לכסות את המגוון העיקרי, שהן מדעים ביולוגיים. הרשימה היא הפיתוח של טכניקות ושיטות המחקר מרחיב מתחדש. לכן, סיווג יחיד של ביולוגיה אינו קיים היום.

מתקדם ביוסיינס ומשמעותם

עבור הצעיר, מדע מודרני ומתקדם של ביולוגיה הוא כגון:

• ביוטכנולוגיה;
• ביולוגיה מולקולרית;
• ביולוגיה בחלל;
• ביופיזיקה;
• ביוכימיה.

כל המדעים הללו נוצרו לא מוקדם המאה XX, ולכן נחשב צעיר, המתפתח במהירות והמשמעותית ביותר עבור הפעילות המעשית של גבר.

תנו לנו להתעכב על כאלה מהם כמו ביופיזיקה. זהו מדע, אשר הופיע ברחבי 1945 והפך לחלק חשוב של המערכת הביולוגית כולה.

מהו ביופיזיקה?

כדי לענות על שאלה זו, עלינו להצביע ראשון קשר הדוק עם הכימיה וביולוגיה. בחלק משאלות הגבולות בין המדעי הם כל כך קרובים, כי היה קשה להבחין מי מהם מעורבים במפורש עדיף. לכן לשקול ביופיזיקה עומדת כמדע מורכב כי מחקרי תהליכים פיסיקליים וכימיים העמוקים המתרחש חי מערכות ברמה של מולקולות, תאים, איברים, וברמה של הביוספרה כולה.

כמו כל האחרים, ביופיזיקה - יש מדע מושאו של מחקר, מטרות ויעדים, כמו גם תוצאות הגונות ובעל משמעות. בנוסף, משמעת זה מתואם הדוק עם מספר כיוונים חדשים.

מתקני מחקר

הם עבור biosystem ביופיזיקה ברמות ארגוניות שונות.

1. מיקרו-אורגניזמים (חיידקים, וירוסים, פטריות unicellular ואצות).
2. פרוטוזואה.
3. תאים בודדים החלקים המבניים שלהם (אברונים).
4. צמחים.
5. בעלי חיים (כולל האדם).
6. קהילות אקולוגיות.

ביופיזיקה כלומר - המחקר של החיים מנקודת המבט של תהליכים פיזיים המתרחשים בה.

מטרות המדע

בתחילה, משימות biophysicists היו להוכיח את קיומם של תהליכים פיזיים תופעות בחיי היצורים החיים וללמוד אותם, לברר את מהות וחשיבות.

בעיות מודרניות של המדע הזה אפשר לנסח כדלקמן:

1. כדי ללמוד את מבנה הגנים והמנגנונים שמלווים העברה ואחסון שלהם, שינוי (מוטציה).
2. קח היבטים רבים של ביולוגיה של תא (אינטראקצית תא אחד עם כרומוזומליות אחרות ואינטראקציות גנטיות ותהליכים אחרים).
3. כדי ללמוד את מולקולות פולימר ביולוגיה המולקולריות המורכבות (חלבונים, חומצות גרעין, סוכרים).
4. Cosmogeophysical לחשוף את ההשפעה של גורמים על מגרש של כל תהליכים פיסיקליים וכימיים ביצורים חיים.
5. נוסף עמוק כדי לחשוף את המנגנונים של photobiology (פוטוסינתזה, photoperiodicity וכן הלאה).
6. ליישם ולפתח שיטות של מודלים מתמטיים.
7. כדי להחיל ננוטכנולוגיה לחקר מערכות החיים.

מתוך רשימה זו ברור כי הרבה ביופיזיקה לומד הבעיות המשמעותיות ורציני של החברה המודרנית, ואת התוצאות של המדע הזה חשובים עבור האדם וחייו.

ההיסטוריה של

ביופיזיקה כמדע מקורו יחסית לאחרונה - ב 1945, כאשר ארווין שרדינגר פרסם את עבודתו "מהי החיים מנקודת המבט של הפיסיקה." זה היה הוא היה הראשון ששם לב, וצויין כי רבים של חוקי הפיזיקה (חוקים תרמודינמיים של מכניקת הקוונטים) הם המקום להיות בו הוא חייו ופועלו של אורגניזמים של יצורים חיים.

תודה על העבודה של ביופיזיקה מדע אנושית החל הפיתוח האינטנסיבי שלה. אבל עוד קודם לכן, ב 1922, המכון ביופיזיקה, נוצר ברוסיה, שבראשה עומד פ פ לזרב. יש יבוטל תפקיד מהותי בחקר הטבע של עירור של רקמות ואיברים. התוצאה הייתה ההזדהות של הערך של היונים בתהליך.

ואז הגיעו לשורה של תגליות של מדענים שונים מאפשרת לנו להבין כי ביופיזיקה - הושלם, מרווח ומדע מורכב על מנת להבין את כל התהליכים המתרחשים במערכות חיות.

1. גלווני פותח חשמל וחשיבותו עבור רקמות חיות (bioelectricity).
2. א ל Chizhevsky - אביו של דיסציפלינות מספר יחקור את השפעת הקוסמוס על הביוספרה, כמו גם יינון קרינה elektrogemodinamiku.
3. המבנה המפורט של מולקולות חלבון נחקר רק לאחר גילוי השיטה עקיפה רנטגן (ניתוח רנטגן). הדבר נעשה על ידי מדענים פרוצים ו Kendrew (1962).
4. באותה שנה, המבנה התלת-ממדי פתוח של דנ"א (מוריס Uilkins).
5. נהר ו Zachman Framework ב 1991 הצליח לפתח שיטה של תיקון הפוטנציאל החשמלי המקומי.

מספר תגליות אחרות אפשרו ביופיזיקה המדע לעלות על מודרניזציה אינטנסיבית מתקדמת בפיתוח ההיווצרות.

פורומים ביופיזיקה

ישנם מספר תחומים שמרכיבים המדע הזה. קחו למשל את הבסיסית ביותר של אותם.

1. ביופיזיקה של מערכות מורכבות - בהתחשב בכל המנגנונים המורכבים של רגולציה עצמית של יצורים רב-תאיים (systemogenesis, morphogenesis, sinergogenez). כמו כן משמעת זו אנו בוחנים את הרכיב הפיזי של ontogeny ותהליכי התפתחות אבולוציונית, רמות הארגון של אורגניזמים.
2. Bioacoustics וביופיסיקה של מערכות חושיות - מחקרים של אורגניזמים חיים מערכות חושיות (ראייה, שמיעה, קליט, דיבור, וכו '), שיטות שידור האותות השונים. חושף את מנגנוני טרנספורמציה אנרגיה בתפיסה של ההשפעות החיצוניות אורגניזמים (גירויים).
3. ביופיזיקה תיאורטי - כולל מספר podnauk עוסקת בחקר התרמודינמיקה של תהליכים ביולוגיים, בניית מודלים מתמטיים של חלקים מבניים של אורגניזמים. כמו כן בהתחשב בתהליכים הקינטית.
4. ביופיזיקה מולקולרית - בהתחשב המנגנונים העמוקים של הארגון המבני ואת התפקוד של biopolymers כגון DNA, RNA, חלבונים, סוכרים. בונת מודלים וגרפיקה של מולקולות אלה, ואת צופה בהתנהגות של ההיווצרות שלהם במערכות חיות. כמו כן, משמעת זה בונה מערכת מולקולרית ו submolecular לקבוע הקמת מנגנון הפעולה של biopolymers במערכות חיות.
5. ביופיזיקה Cell. יעסוק בתהליכי הסלולר החשובים ביותר: הבידול, חלוקה, תסיסה ופוטנציאלים ביולוגיים של המבנה הממברנה. תשומת לב מיוחדת מוקדשת המנגנונים של תחבורת הממברנה של חומרים, פרש פוטנציאל, תכונות ומבנה של הקרום וחלקים המקיפים אותה.
6. המטבוליזם ביופיזיקה. דנו ראשי תהליכים: פוטוסינתזה, solarization והתאמה של אורגניזמים אליו, ופרמטרים המודינמיים, חילוף חומרים חומים ברמה, את ההשפעה של קרינה מייננת.
7. ביופיזיקה יישומית. זה מורכב מכמה תחומים: ביואינפורמטיקה, ביומטריה, ביומכניקה, חקר תהליכים אבולוציוניים ו ontogenesis, פתולוגי (רפואית) ביופיזיקה. מושאי המחקר יישומית ביופיזיקה - מערכת השלד, אופני תנועה, אנשים מכירים את השיטות של תכונות פיזיות. תשומת לב מיוחדת צריכה להיות ביופיזיקה רפואי. הוא רואה תהליכים פתולוגיים בגוף, איך השיקום של האזורים שנפגעו של מולקולות או מבנים או הפיצוי שלהם. הוא מספק חומר הביוטכנולוגיה. זה הוא בעל חשיבות רבה במניעת מחלות, במיוחד של הטבע הגנטי של החיסול שלהם ולהסביר את מנגנוני פעולה.
8. בית הגידול ביופיזיקה - לומד את ההשפעה הפיזית משני בתי הגידול המקומי של יצורים, ואת ההשפעה של נושאים שטח מקרוב ומרחוק. כמו כן לשקול את הקצב הגופני, את ההשפעה של תנאי מזג אוויר ושדות ביולוגיים על החומר. פיתוח שיטות של צעדים כדי למנוע את ההשפעות השליליות של תנאים סביבתיים.

כל דיסציפלינות אלה הן תרומה עצומה להבנת הפעילות החיונית של מערכות חיים, את מנגנוני השפעה עליהם של הביוספרה והתנאים השונים.

התפתחויות אחרונות

אתה יכול לקרוא כמה מהאירועים המשמעותיים ביותר המתייחסים הישג המחלקה לביופיזיקה:

• נפתח שיבוט מנגנונים אורגניזמים;
• תפקידה התכונות טרנספורמציות של תחמוצת חנקנית במערכות חיים;
• הגומלין של RNA הקטן שליח, אשר בעתיד יסייע לך למצוא את הפתרון לבעיות בריאותיות רבות (חיסול של מחלות);
• autowaves הפתוח טבע פיזי;
• בשל עבודתו של ביופיזיקה מולקולרית חקר היבטים של סינתזה שכפול של דנ"א, אשר הביא את היכולת ליצור מגוון של תרופות חדשות ממחלות קשות ומורכבות;
• המודל הממוחשב של כל התגובות שמלוות את תהליך פוטוסינתזה;
• שיטות מפותחות עבור בדיקת אולטרסאונד של הגוף;
• הוקם בין cosmogeophysical ותהליכים ביוכימיים;
• חזה שינוי האקלים על פני כדור הארץ;
• פתיחת ערכי urokenazy אנזים במניעת מחלה פקק ולחסל את ההשפעות לאחר שבץ;
• גם עשה מספר התגליות של מבנה החלבון, מערכת הדם ועל חלקים אחרים של הגוף.

המכון לביוטכנולוגיה רוסיה

במדינה שלנו יש את אוניברסיטת מוסקבה. מ V. Lomonosova. על יסוד מוסד חינוכי זה פועלת מחלקת ביופיזיקה. היה זה הוא אשר מכין מקצוע מוסמך לעבוד בתחום זה.

חשוב לתת איכות להתחיל מקצוע בעתיד. הם מחכים עבודה קשה. Biophysicist חייב להבין את כל המורכבויות של התהליכים המתרחשים ביצורים חיים. בנוסף, תלמידים צריכים להבין בפיסיקה. זהה מדע מורכב - ביופיזיקה. הרצאות בנויות בצורה כזאת, כדי להקיף את כל הדיסציפלינות מעורבות בביופיזיקה ורכיבים, וכדי לכסות התחשבות גם באופיו ביולוגי ופיזי.