Sejarah Biofisika, Studi Apa, Aplikasi, Konsep, Metode

Itu biofisika Ini adalah studi tentang hukum fisik yang beroperasi dalam organisme hidup. Ini adalah ilmu interdisipliner yang menerapkan pendekatan dan metode fisika untuk mempelajari fenomena biologis.

Biologi fisik yang juga dikenal, bagian dari gagasan bahwa semua fenomena yang diamati di alam memiliki penjelasan ilmiah yang dapat diprediksi dan bahwa semua sistem hidup terdiri dari proses berdasarkan hukum fisik.

Baling Ganda Rantai DNA. Salah satu temuan utama dalam biofisika. Sumber: Joseluissc3 [CC BY-SA 4.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/4.0)]

Adalah umum diskusi di mana biofisika dinaikkan sebagai cabang fisika, biologi atau keduanya. Dalam hal ini, penting untuk dicatat bahwa trennya adalah menganggapnya sebagai cabang biologi.

Ini karena pertukaran pengetahuan biasanya dihasilkan dari fisika ke biologi, yang telah diperkaya oleh kemajuan dan konsep fisik. Tetapi kontribusi yang sama tidak dapat ditegaskan secara terbalik, yaitu, dari titik fisika murni tidak dapat dikatakan bahwa biofisika menawarkan pengetahuan baru.

Biofisika memfasilitasi bukti eksperimental ke fisika dan dengan itu memungkinkannya untuk menguatkan teori tetapi pertukaran antara fisika dan biologi murni searah.

Biofisika dilatih dalam ilmu kuantitatif fisika, matematika dan kimia untuk mempelajari segala sesuatu yang berkaitan dengan operasi, struktur, dinamika dan interaksi sistem biologis. Sistem ini termasuk molekul sel yang kompleks, organisme dan ekosistem.

[TOC]

Sejarah

Asal usul biofisika berasal dari abad ketujuh belas ketika ilmu alam belum dibagi sebagai disiplin ilmu yang terpisah dan pada saat penyelidikan pertama bioluminesensi berada.

Studi pertama yang terdeteksi adalah yang dilakukan oleh Jerman Jerman, Athanasius Kircher (1602-1680), yang menerbitkan karyanya Ars magna lucis et umbrae Dan dia mendedikasikan dua bab untuk pendaran hewani.

Hubungan antara listrik dan biologi adalah subjek spekulasi tidak hanya pada abad ketujuh belas, tetapi dalam dua abad ke depan. Selama pendekatannya, daya tarik manusia untuk hewan dan listrik alami terbukti seperti di Firefly atau dalam unduhan alami sinar.

Dalam lini penelitian ini, terdeteksi di Italia, dan pada pertengahan abad ke -18, percobaan Giovanni Beccaria di sekitar stimulasi listrik otot -otot yang menghasilkan pengetahuan di daerah itu.

Pada 1786, Luigi Galvani memprakarsai kontroversi di sekitar potensi listrik pada hewan. Lawannya tidak lain adalah Alessandro Volta yang, ketika mengembangkan baterai listrik, berhenti sedikit minat ilmiah dari potensi listrik dalam makhluk hidup.

Dapat melayani Anda: Planck Constant: Formula, Nilai dan Latihan

Abad ke -19

Salah satu kontribusi utama pada abad ke-19 adalah profesor fisiologi Du Bois-Reymond di Berlin, yang membangun galvanometer dan melakukan studi tentang arus otot dan potensi listrik saraf. Objek studi ini menjadi salah satu titik asal biofisika.

Yang lainnya adalah kekuatan yang bertanggung jawab atas aliran pasif materi dalam organisme hidup, khususnya gradien tekanan osmotik atau osmotik. Di baris ini, kontribusi Abbé J menonjol.KE. Nollet dan Adolf Fick.

Yang terakhir adalah orang yang menerbitkan teks pertama biofisika Die Medizinesche Phyik atau dalam bahasa Spanyol Fisika Medis. Dalam karya Fick, tidak ada percobaan yang dilakukan, tetapi analogi diajukan dengan hukum aliran panas, yang memungkinkan untuk menyatakan undang -undang yang mengatur penyebaran. Eksperimen laboratorium selanjutnya menunjukkan bahwa analoginya tepat.

Abad ke dua puluh

Abad ke -20 ditandai dengan memulai dengan beberapa domain ilmuwan Jerman, yang berkonsentrasi mempelajari efek radiasi.

Tonggak penting dari periode ini adalah publikasi buku ini Apa itu hidup?, oleh Erwin Schrödinger pada tahun 1944. Ini mengusulkan keberadaan molekul dalam makhluk hidup yang berisi informasi genetik dalam tautan kovalen.

Buku ini dan gagasan itu menginspirasi para ilmuwan lain dan membuat mereka menemukan struktur baling -baling ganda DNA pada tahun 1953. James Watson, Rosalind Franklin dan Francis Crick yang membuat temuan.

Di paruh kedua abad kedua puluh ada kedewasaan biofisika yang jelas. Pada masa itu sudah ada program universitas dan memiliki popularitas di negara lain di luar Jerman. Selain itu, penyelidikan memperoleh ritme.

Studi apa (objek studi)

Biomekanik adalah salah satu cabang biofisika. Sumber: MutuaUniversal [CC BY-SA 4.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/4.0)]

Bidang studi biofisika meluas ke semua skala organisasi biologis, dari molekuler ke sistem organik dan yang lebih kompleks lainnya. Bergantung pada fokus perhatian, biofisika dapat dibagi menjadi cabang -cabang berikut:

- Biomekanik: mempelajari struktur mekanis yang ada pada makhluk hidup dan yang memungkinkan pergerakannya.

Dapat melayani Anda: reaktansi induktif

- Bioelektrik: mempelajari proses elektromagnetik dan elektrokimia yang terjadi pada organisme atau yang menghasilkan efek pada mereka.

- Bioenergetika: Objek studi adalah transformasi energi yang terjadi dalam biosistem.

- Bioacoustics: Ini adalah ilmu yang menyelidiki produksi gelombang suara, transmisinya dengan beberapa cara dan pengumpulan oleh hewan lain atau sistem hidup.

- Biofotonik: Berfokus pada interaksi makhluk hidup dengan foton.

- Biologi penyinaran: Mempelajari efek biologis radiasi (ionisasi dan non -ionisasi) dan aplikasi lapangan dan laboratoriumnya.

- Dinamika Protein: Mempelajari pergerakan protein molekuler dan pertimbangkan struktur, fungsi, dan lipatnya.

- Komunikasi Molekuler: Ini berfokus pada mempelajari generasi, transmisi dan penerimaan informasi antar molekul.

Aplikasi

Tema yang diselidiki oleh biofisika dapat memiliki tumpang tindih dengan biokimia, biologi molekuler, fisiologi, nanoteknologi, bioengineering, biologi sistem, biologi komputasi atau kimia-fisik, antara lain, antara lain, antara. Namun, kami akan mencoba membatasi aplikasi utama biofisika.

Dengan temuan DNA dan strukturnya, biofisika telah berkontribusi pada penciptaan vaksin, untuk pengembangan teknik gambar yang memungkinkan diagnosis dan generasi metode farmakologis baru untuk mengobati patologi tertentu.

Dengan pemahaman biomekanik, cabang biologi ini telah memungkinkan untuk merancang prostesis yang lebih baik dan nanomaterial yang lebih baik dengan obat yang dapat disediakan.

Saat ini, biofisika telah mulai fokus pada masalah yang terkait dengan perubahan iklim dan faktor lingkungan lainnya. Misalnya, pekerjaan sedang dilakukan pada pengembangan biofuel melalui mikroorganisme hidup untuk menggantikan bensin.

Komunitas mikroba juga sedang diselidiki dan kontaminan dilacak di atmosfer dengan pengetahuan yang diperoleh.

Konsep utama

- Sistem: Ini adalah agregat yang tertib dari elemen yang termasuk antara batas nyata atau imajiner, yang saling terkait dan berinteraksi satu sama lain.

- Protein: Molekul besar ditemukan di semua sel hidup. Mereka terdiri dari satu atau lebih rantai asam amino yang berperilaku sebagai mesin yang melakukan berbagai fungsi, seperti struktural (sitoskeleton), mekanik (otot), biokimia (enzim) dan pensinyalan sel (hormon).

- Biomembran: Sistem cairan yang memenuhi banyak fungsi biologis yang harus mereka sesuaikan dengan komposisi dan keragaman mereka. Mereka adalah bagian dari sel dari semua makhluk hidup dan merupakan tempat di mana molekul kecil yang tak terhitung jumlahnya disimpan dan berfungsi sebagai penahan protein.

- Menyetir: Ini adalah aliran panas melalui media padat karena getaran internal molekul, serta elektron bebas dan untuk bentrokan di antara mereka.

Dapat melayani Anda: spesies biologis: konsep, karakteristik dan contoh

- Konveksi: Mengacu pada aliran energi melalui arus cairan (cair atau gas), itu adalah pergerakan volume cairan atau gas.

- Radiasi: Perpindahan panas dengan gelombang elektromagnetik.

- Asam Dexyribonucleic (DNA): Nama kimia molekul yang berisi informasi genetik di semua makhluk hidup. Fungsi utamanya adalah menyimpan informasi jangka panjang untuk dibangun dengan komponen sel lainnya, mereka juga memiliki instruksi yang digunakan untuk pengembangan dan operasi semua organisme hidup.

- Impuls syaraf: Ini adalah impuls elektrokimia yang berasal dari sistem saraf pusat atau di dalam organ indera di hadapan stimulus. Gelombang listrik ini bergerak semua neuron selalu ditransmisikan secara tidak langsung, memasuki dendrit sel dan keluar dari akson.

- Kontraksi otot: Proses fisiologis di mana otot -otot tegang, menghasilkan bahwa mereka diperpendek, tetap atau diregangkan oleh geser struktur yang menyusunnya. Siklus ini terkait dengan struktur serat otot dan transmisi potensi listrik oleh saraf.

Metode

Biofisika a.V. Hill menganggap bahwa sikap mental akan menjadi alat utama ahli biofisika. Dengan ini sebagai yayasan, ini menyatakan bahwa biofisika adalah orang -orang yang dapat mengungkapkan masalah dalam istilah fisik, dan bahwa mereka tidak berbeda dengan teknik tertentu yang digunakan tetapi dengan cara mereka merumuskan dan menyerang masalah.

Untuk ini bergabung dengan kemampuan untuk menggunakan teori fisik yang kompleks dan alat fisik lainnya untuk mempelajari benda -benda alami. Mereka juga tidak memiliki instrumen yang dibangun secara komersial, karena biasanya memiliki pengalaman menempatkan peralatan khusus untuk menyelesaikan masalah biologis.

Otomatisasi analisis kimia dan proses diagnostik lainnya melalui komputer adalah aspek yang harus dipertimbangkan dalam metode biofisika saat ini.

Selain itu, biofisika mengembangkan dan menggunakan metode pemodelan komputer, yang dengannya mereka dapat memanipulasi dan mengamati bentuk dan struktur molekul yang kompleks, serta virus dan protein.

Referensi

1. Salomo, a. (2018, 30 Maret). Biofisika. Encyclopædia Britannica. Diperoleh di Britannica.com
2. Biofisika. (2019, 18 September). Wikipedia, Encyclopedia. Pulih dari Wikipedia.org
3. Kontributor Wikipedia. (2019, 23 September). Biofisika. Di dalam Wikipedia, ensiklopedia gratis. Pulih dari Wikipedia.org
4. Apa itu biofisika? Ketahui Cabang Studi dan Sejarah Anda. (2018, 30 November). Diperoleh dari BranchesDelabiologi.bersih
5. Masyarakat Byofisika. (2019) Apa itu biofisika. Diperoleh dari biofisika.org
6. Nahle, Nasif. (2007) Artikel didaktik: Biofisika. Organisasi Kabinet Biologi. BioCab pulih.org