Biofysica geschiedenis, welke studies, toepassingen, concepten, methoden
- 4891
- 1577
- Glen Armstrong
De biofysica Het is de studie van fysieke wetten die werken in levende organismen. Het is een interdisciplinaire wetenschap die de benaderingen en methoden van fysica toepast om biologische fenomenen te bestuderen.
De ook bekende fysieke biologie, onderdeel van het idee dat alle in de natuur waargenomen fenomenen een voorspelbare wetenschappelijke verklaring hebben en dat alle levende systemen bestaan uit processen op basis van fysieke wetten.
DNA -ketting dubbele propeller. Een van de belangrijkste bevindingen in biofysica. Bron: Joseluisc3 [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/4.0)] Het is gebruikelijk de discussie waarin biofysica wordt opgevoed als een tak van fysica, biologie of beide. In dit geval is het belangrijk op te merken dat de trend is om het de tak van de biologie te beschouwen.
Dit komt omdat de uitwisseling van kennis meestal wordt gegenereerd van natuurkunde tot biologie, die is verrijkt door fysieke vooruitgang en concepten. Maar dezelfde bijdrage kan niet worden bevestigd in omgekeerde.
Biofysica vergemakkelijkt experimenteel bewijs voor de natuurkunde en stelt het in staat theorieën te bevestigen, maar de uitwisseling tussen fysica en biologie is puur unidirectioneel.
Biofysica zijn getraind in de wetenschappen kwantitatief voor fysica, wiskunde en chemie om alles te bestuderen met betrekking tot de operatie, structuur, dynamiek en interactie van biologische systemen. Deze systemen omvatten complexe celmoleculen, organismen en ecosystemen.
[TOC]
Geschiedenis
De oorsprong van de biofysica dateert uit de zeventiende eeuw wanneer de natuurwetenschappen nog niet waren verdeeld als afzonderlijke disciplines en op het moment dat het eerste onderzoek naar bioluminescentie is gevestigd.
De eerste studie die werd ontdekt was degene die werd uitgevoerd door de Duitse jezuïet, Athanasius Kircher (1602-1680), die zijn werk publiceerde Ars Magna Lucis et Umbrae En hij wijdde twee hoofdstukken aan dierenluminescentie.
Het verband tussen elektriciteit en biologie was het onderwerp van speculatie, niet alleen in de zeventiende eeuw, maar in de volgende twee eeuwen. Tijdens zijn nadering was de fascinatie van de mens voor dieren en natuurlijke elektriciteit duidelijk zoals in Firefly of in de natuurlijke downloads van de stralen.
In deze onderzoekslijn wordt het gedetecteerd in Italië en in het midden van de 18e eeuw, de experimenten van Giovanni Beccaria rond de elektrische stimulatie van de spieren die kennis in dat gebied genereerden.
In 1786 startte Luigi Galvani een controverse rond het elektrische potentieel bij dieren. Zijn tegenstander was niets minder dan Alessandro Volta die, bij het ontwikkelen van de elektrische batterij, enigszins stopte met het wetenschappelijke belang van het elektrische potentieel in levende wezens.
Kan u van dienst zijn: Planck Constant: formules, waarden en oefeningen19e eeuw
Een van de belangrijkste bijdragen in de negentiende eeuw was die van Du Bois-Reymond hoogleraar fysiologie in Berlijn, die de galvanometers bouwde en studies uitvoerde naar de spierstroom en het elektrische potentieel van de zenuwen. Dit onderzoeksobject werd een van de oorsprongspunten van biofysica.
Een ander van hen was die van de krachten die verantwoordelijk zijn voor de passieve stroom van materie in levende organismen, met name de of osmotische drukgradiënten. In deze lijn vallen Abbé J -bijdragen op.NAAR. Nollet en Adolf Fick.
De laatste was degene die de eerste tekst van biofysica publiceerde Die Medizinesche Physik of in het Spaans Medische natuurkunde. In het werk van Fick werden er geen experimenten uitgevoerd, maar een analogie werd verhoogd met de wetten van de warmtestroom, die de wetten die de verspreiding regelen, toelaten. Daaropvolgende laboratoriumexperimenten toonden aan dat de analogie exact was.
Twintigste eeuw
De twintigste eeuw werd gekenmerkt door te beginnen met een domein van Duitse wetenschappers, die zich concentreerden op het bestuderen van de effecten van straling.
Een belangrijke mijlpaal van deze periode was de publicatie van het boek Wat is leven?, door Erwin Schrödinger in 1944. Dit stelde het bestaan voor van een molecuul in levende wezens die genetische informatie bevatten in covalente links.
Dit boek en dat idee inspireerden andere wetenschappers en brachten hen ertoe de dubbele propellerstructuur van DNA te ontdekken in 1953. Het was James Watson, Rosalind Franklin en Francis Crick die de bevinding maakten.
In de tweede helft van de twintigste eeuw is er een duidelijke volwassenheid van biofysica. In die dagen waren er al universitaire programma's en waren er populariteit in andere landen buiten Duitsland. Bovendien was het onderzoek ritme verwerven.
Welke studies (onderzoeksobject)
Biomechanica is een van de takken van biofysica. Bron: mutuauniversal [cc by-sa 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/4.0)] Het onderzoeksgebied van biofysica strekt zich uit tot alle schalen van de biologische organisatie, van moleculaire tot organische en andere meer complexe systemen. Afhankelijk van de focus van de aandacht kan biofysica worden onderverdeeld in de volgende takken:
- Biomechanica: bestudeer de mechanische structuren die bestaan in levende wezens en die de beweging hiervan mogelijk maken.
Kan u van dienst zijn: inductieve reactantie- Bio -elektriciteit: Bestudeer elektromagnetische en elektrochemische processen die zich voordoen in organismen of die daarop effecten genereren.
- Bio -energetics: Het onderzoeksobject is de transformatie van energie die in biosystemen voorkomt.
- Bioacoustics: Het is de wetenschap die de productie van geluidsgolven, de transmissie op een of andere manier en verzameling door andere dieren of levende systemen onderzoekt.
- Biofotonisch: Richt zich op de interacties van levende wezens met fotonen.
- Radiobiologie: Bestudeer de biologische effecten van straling (ioniserend en niet -ioniserend) en hun veld- en laboratoriumtoepassingen.
- Eiwitdynamiek: Bestudeer moleculaire eiwitbewegingen en beschouw de structuur, functie en vouwen ervan.
- Moleculaire communicatie: Het richt zich op het bestuderen van de generatie, transmissie en ontvangst van informatie tussen moleculen.
Toepassingen
De door biofysica onderzochte thema's kunnen een overlap hebben met die van biochemie, moleculaire biologie, fysiologie, nanotechnologie, bio-engineering, systeembiologie, computationele of chemische fysische biologie, onder anderen. We zullen echter proberen de belangrijkste toepassingen van biofysica af te bakenen.
Met het vinden van DNA en de structuur ervan heeft biofysica bijgedragen aan het creëren van vaccins, aan de ontwikkeling van beeldtechnieken die diagnose en het genereren van nieuwe farmacologische methoden mogelijk maken om bepaalde pathologieën te behandelen.
Met het begrip van biomechanica heeft deze tak van biologie mogelijk betere prothesen en betere nanomaterialen kunnen ontwerpen waarmee medicijnen kunnen worden geleverd.
Tegenwoordig is biofysica begonnen zich te concentreren op kwesties met betrekking tot klimaatverandering en andere omgevingsfactoren. Er wordt bijvoorbeeld werk verricht aan de ontwikkeling van biobrandstoffen door levende micro -organismen om benzine te vervangen.
Microbiële gemeenschappen worden ook onderzocht en verontreinigingen worden in de atmosfeer getraceerd met de verkregen kennis.
Hoofdconcepten
- Systemen: Het is een geordend aggregaat van elementen opgenomen tussen reële of denkbeeldige limieten, die met elkaar verbonden zijn en met elkaar inwerken.
- Eiwitten: Grote moleculen gevonden in alle levende cellen. Ze zijn samengesteld uit een of meer lange ketens van aminozuren die zich gedragen als machines die verschillende functies uitvoeren, zoals structureel (cytoskelet), mechanisch (spier), biochemie (enzymen) en celsignalering (hormonen).
- Biomembranen: vloeistofsysteem dat talloze biologische functies vervult waarvoor ze hun samenstelling en diversiteit moeten aanpassen. Ze maken deel uit van de cellen van alle levende wezens en is de plaats waar talloze kleine moleculen worden opgeslagen en dienen als eiwitverankering.
- Het rijden: Het is de warmtestroom door vaste media vanwege de interne trilling van de moleculen, evenals van vrije elektronen en voor botsingen daartussen.
Kan u van dienst zijn: biologische soorten: concept, kenmerken en voorbeelden- Convectie: Verwijst naar de stroom van energie door stromingen van een vloeistof (vloeibaar of gas), het is een beweging van volumes vloeistof of gas.
- Bestraling: warmteoverdracht door elektromagnetische golven.
- Dexyribonucleïnezuur (DNA): Chemische naam van het molecuul dat genetische informatie bevat in alle levende wezens. De belangrijkste functie is om informatie op lange termijn op te slaan om te bouwen met andere celcomponenten, ze hebben ook instructies die worden gebruikt voor de ontwikkeling en activiteiten van alle levende organismen.
- Zenuwimpuls: Het is een elektrochemische impuls die afkomstig is van het centrale zenuwstelsel of in de organen van de zintuigen in aanwezigheid van een stimulus. Deze elektrische golf reist al het neuron wordt altijd unidirectioneel overgedragen, de dendrieten van de cellen binnenkomen en uit de axon komen.
- Spiercontractie: Fysiologisch proces waarin de spieren gespannen zijn en genereren dat ze worden ingekort, blijven of uitgerekt door het schuiven van de structuren die het samenstellen. Deze cyclus is gekoppeld aan de structuur van spiervezels en de overdracht van het elektrische potentiaal door de zenuwen.
Methoden
De biophysico a.V. Hill is van mening dat de mentale houding het belangrijkste hulpmiddel van biofysicus zou zijn. Met dit als basis stelt het dat biofysica die personen zijn die een probleem in fysieke termen kunnen uiten, en dat ze niet verschillen door de specifieke technieken die worden gebruikt, maar door de manier waarop ze de problemen formuleren en aanvallen.
Hieraan wordt vergezeld door de mogelijkheid om complexe fysieke theorie en andere fysieke hulpmiddelen te gebruiken om natuurlijke objecten te bestuderen. Ze hebben ook geen commercieel gebouwde instrumenten, omdat ze meestal de ervaring hebben om speciale apparatuur te plaatsen om biologische problemen op te lossen.
De automatisering van chemische analyse en andere diagnostische processen via computers zijn aspecten waarmee rekening moet worden gehouden in de methoden van de huidige biofysica.
Bovendien ontwikkelen en gebruiken biofysica computermodelleringsmethoden, waarmee ze complexe moleculenvormen en structuren kunnen manipuleren en observeren, evenals virussen en eiwitten.
Referenties
- Solomon, a. (2018, 30 maart). Biofysica. Encyclopædia Britannica. Ontvangen in Britannica.com
- Biofysica. (2019, 18 september). Wikipedia, Encyclopedia. Hersteld van Wikipedia.borg
- Wikipedia -bijdragers. (2019, 23 september). Biofysica. In Wikipedia, de gratis encyclopedie. Hersteld van Wikipedia.borg
- Wat is biofysica? Ken uw studietakken en uw geschiedenis. (2018, 30 november). Opgehaald uit takesdelabiologie.netto
- Byofysische samenleving. (2019) Wat is biofysica. Opgehaald uit biofysica.borg
- Nahle, Nasif. (2007) Didactisch artikel: Biofysica. Biologiekabinetorganisatie. Biocab is hersteld.borg