Biofísica
La biofísica és la ciència que estudia la biologia en els principis i métodos de la física per a descriure els fenomens físics de l'actuar de les cèlules i organismes vius.[1][2][3] Inclou la biomecánica, el bioelectromagnetismo, aixina com l'aplicació de la termodinàmica i atres disciplines a la comprensió del funcionament dels sistemes biològics. Un intent recent inclou l'aplicació de mecànica quàntica i el seu caràcter provabilístic dels sistemes biològics, lo que permet obtindre métodos purament físics per a l'explicació de propietats biològiques.
Es discutix si la biofísica és una branca de la física, de la biologia o d'abdós.[4] Es pot dir que l'intercanvi de coneiximents és únicament en direcció a la biologia, ya que esta s'ha anat enriquint dels conceptes físics i no viceversa.[4] Des d'un punt de vista es pot concebre que els coneiximents i enfocaments acumulats en la física «pura» es poden aplicar a l'estudi de sistemes biològics.[4] En eixe cas la biofísica li aporta coneiximents a la biologia, pero no a la física.[4] No obstant, la biofísica oferix a la física evidència experimental que permet corroborar teories. Eixemples en eixe sentit són la física de l'oïment, la biomecánica, els motors moleculars, comunicació molecular, entre atres camps de la biologia abordada per la física. La biomecánica, per eixemple, consistix en l'aplicació de conceptes de la dinàmica clàssica i la mecànica de sòlits deformables al comportament cinemàtic, dinàmic i estructural de les diferents parts del cos.
El terme biofísica va ser introduït originalment per Karl Pearson en 1892.[5][6] El terme biofísica també s'utilisa regularment en l'àmbit acadèmic per a indicar l'estudi de les cantitats físiques (per eixemple, corrent elèctrica, temperatura, estrés, entropía) en els sistemes biològics. Unes atres ciències biològiques també investiguen les propietats biofísiques dels organismes vius, com la biologia molecular, la biologia celular, la biologia química i la bioquímica.
S'estima que durant els inicis de el XXI, la confluència de físics, biòlecs i químics als mateixos laboratoris aumentarà. Els estudis en neurociencia, per eixemple, han aumentat i cada volta han tingut majors fruts des de que es va començar a implementar les lleis del electromagnetisme, l'òptica i la física molecular a l'estudi de les neurones.
Atres estudis consideren que existixen branques de la física que es deuen desenrollar a profunditat com a problemes físics específicament relacionats en la matèria vivent.[4] Aixina, per eixemple, els polímeros biològics (com les proteïnes) no són lo suficientment grans com per a poder-los tractar com un sistema mecànic, al mateix temps que no són lo suficientment menuts com per a tractar-los com a molècules simples en solució. Els canvis energètics que ocorren durant una reacció química catalizada per una enzima, o fenomens com l'acoplament químic-osmótico semblen requerir més d'un enfocament físic teòric profunt que d'una evaluació biològica.
Entre eixos dos extrems apareixen problemes com la generació i propagació del impuls nerviós a on es requerix un pensament biològic, més un pensament físic aixina com alguna cosa cualitativamente nou que apareix en la visió integradora del problema.[4]
Una subdisciplina de la biofísica és la dinàmica molecular, que intenta explicar les propietats químiques de les biomoléculas a través de la seua estructura i les seues propietats dinàmiques i d'equilibri.
Àrees de la biofísica
[editar | editar còdic]Biomecánica
[editar | editar còdic]- Artícul principal → Biomecánica.
La biomecánica és l'estudi de l'estructura, funció, moviment i comportament mecànic dels sistemes biològics, utilisant els métodos de la mecànica. Més concretament, esta disciplina té per objecte l'estudi de les estructures de caràcter mecànic que existixen en els sers vius, fonamentalment del cos humà. Esta àrea de coneiximent es recolza en diverses ciències biomèdiques, utilisant els coneiximents de la mecànica, l'ingenieria, l'anatomia, la fisiologia i atres disciplines, per a estudiar el comportament del cos humà i resoldre els problemes derivats de les diverses condicions a les que pot vore's somés.
Bioacústica
[editar | editar còdic]La bioacústica és una ciència multidisciplinario que combina la biologia i l'acústica. Usualment es referix a l'investigació de la producció del sò, la seua dispersió a través d'un mig i la seua recepció en animals (incloent els humans). Açò envol l'émfasis neurofisiológico i anatòmic de la producció i detecció del sò i la relació de les senyales acústiques en el mig en el que es transmeten. Estes troballes han donat evidència sobre el disseny inteligent dels mecanismes acústics i d'alguna manera dels animals que els utilisen. En l'acústica marina este terme també és utilisat per a nomenar l'efecte de plantes i animals en la propagació del sò baix l'aigua, usualment es referixen a l'us del sonar per a l'estimació de biomassas[7][8]
Motors moleculars
[editar | editar còdic]Erro en la seqüencia d'órdens: no existix el mòdul «Excerpt».
Dinàmica proteica
[editar | editar còdic]
Estudi de moviments moleculars de proteïnes relacionats en la seua estructura, plegament o funció.
Comunicació molecular
[editar | editar còdic]La transmissió i recepció d'informació per mig de les molècules.
Aspectes teòrics
[editar | editar còdic]La biofísica pretén explicar els fenomens biològics per mig de les mateixes lleis que s'apliquen al restant del món. En este sentit, és la descendent directa de la fisiologia de principis de el XX. Com ocorre en molts atres sistemes complexos (plasmes, superconductores...), els biofísics tracten de desenrollar teories adaptades als fenomens típics del món viu. En molts casos, eixes teories posen de relleu certs punts comuns entre observacions "a priori" molt diferents i òbrin noves perspectives. Els organismes vius figuren entre els sistemes físics més complexos i variats de que disponem. No obstant, existix una notable unitat a nivell celular, ya posada de manifest per les primeres observacions de cèlules al microscopi (Schleiden 1838, Schwann 1840, Virchow 1855). Un dels principals eixemples d'universalitat en la descripció física i matemàtica dels processos biològics és la teoria de la reacció-difusió desenrollada per Turing en 1952 per a explicar la formació ex nihilo de patrons com a ralles o llunars en el pelage dels animals durant el seu desenroll. Esta teoria, que seguix sent objecte d'intenses investigacions en biologia del desenroll,[9] també pot aplicar-se per a descriure processos químics, ecològics o geològics.
El descobriment paulatí de l'unitat dels processos físics implicats en totes les cèlules vives ha segut un dels principals motors del desenroll de la biofísica. Els físics tracten d'explicar l'essència de les observacions proponent teories sintètiques. Els majors èxits es conseguixen quan vàries observacions en contexts diferents, en organismes distints, es vinculen a una mateixa explicació física.
Vore també
[editar | editar còdic]- Biofisicoquímica
- Biologia de membranes
- Biologia matemàtica i teòrica
- Biomecánica
- Biomimesis
- Dinàmica molecular
- Fisiómica
- Escola de Biofísica Molecular
- Bioinformática
- Predicció de l'estructura de les proteïnes
- Química computacional
- Biologia quàntica
- Canal iònic
- Sistema complex
- Vesícula (biologia celular)
- Sistemes de reacció-difusió
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ Biophysics | science (in (en)), Encyclopedia Britannica.
- ↑ «Q&A: What is biophysics?».BMC Biology.9
- 13.doi:10.1186/1741-7007-9-13.
- ↑ «the definition of biophysics» (en en).
- ↑ 4,0 4,1 4,2 4,3 4,4 4,5 «Biofísica». Enciclopèdia Lliure Universal en Espanyol. Consultat el 25 de març de 2019.
- ↑ Pearson, Karl (1892). The Grammar of Science, p. 470.
- ↑ Roland Glaser. Biophysics: An Introduction]. Springer; 23 d'abril de 2012. ISBN 978-3-642-25212-9.
- ↑ Medwin H. & Clay C.S. (1998). Fundamentals of Acoustical Oceanography, Academic Press
- ↑ Simmonds J. & MacLennan D. (2005). Fisheries Acoustics: Theory and Practice, second edition. Blackwell
- ↑ «Morphogenèse : els structures de Turing existent ben». Consultat el 2018-12-15.
Bibliografia
[editar | editar còdic]- Perutz MF (1962). Proteins and Nucleic Acids: Structure and Function, Amsterdam: Elsevier.
- Perutz MF. “The Croonian Lecture, 1968. The haemoglobin molecule”. Proceedings of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences 173 (1031): 113–40. doi:. PMID 4389425. Bibcode: 1969RSPSB.173..113P.
- Dogonadze RR, Urushadze ZD (1971). “Semi-Classical Method of Calculation of Rates of Chemical Reactions Proceeding in Polar Liquids”. J Electroanal Chem 32 (2): 235–245. doi:.
- Volkenshtein MV, Dogonadze R, Madumarov AK, Urushadze ZD, Kharkats YI (1972). “Theory of Enzyme Catalysis”. Molekuliarnaia Biologiia 6 (3): 431–439. PMID 4645409.
- Rodney M. J. Cotterill (2002). Biophysics : An Introduction, Wiley. ISBN 978-0-471-48538-4.
Referències
[editar | editar còdic]
- Este artícul conté una traducció derivada de «Biofísica» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.