Biophysik ist eine zwischendisziplinarische Wissenschaft, die die Methoden der physischen Wissenschaft verwendet, biologische Systeme zu studieren. Unter den Zweigen der Biophysik eingeschlossene Studien messen alle Niveaus der biologischen Organisation, von der molekularen Skala bis ganze Organismen und Ökosysteme ab. Forschung von Biophysical teilt bedeutendes Übergreifen mit Biochemie, Nanotechnologie, Biotechnik, agrophysics und Systembiologie.

Molekulare Biophysik richtet normalerweise biologische Fragen, die denjenigen in der Biochemie und molekularen Biologie ähnlich sind, aber den Fragen wird quantitativ genähert. Wissenschaftler in dieser Feldverhalten-Forschung, die mit dem Verstehen der Wechselwirkungen zwischen den verschiedenen Systemen einer Zelle, einschließlich der Wechselwirkungen zwischen der DNA, RNS und Protein-Biosynthese betroffen ist, sowie wie diese Wechselwirkungen geregelt werden. Eine große Vielfalt von Techniken wird verwendet, um auf diese Fragen zu antworten.

Leuchtstoffbildaufbereitungstechniken, sowie Elektronmikroskopie, Röntgenstrahl-Kristallographie, NMR Spektroskopie und Atomkraft-Mikroskopie (AFM) werden häufig verwendet, um sich Strukturen der biologischen Bedeutung zu vergegenwärtigen. Die Änderung von Conformational in der Struktur kann mit Techniken wie Doppelpolarisation interferometry und Circulardichroismus gemessen werden. Die direkte Manipulation von Molekülen mit der optischen Pinzette oder AFM kann auch verwendet werden, um biologische Ereignisse zu kontrollieren, wo Kräfte und Entfernungen am nanoscale sind. Molekulare biophysicists betrachten häufig komplizierte biologische Ereignisse als Systeme von aufeinander wirkenden Einheiten, die durch die statistische Mechanik, Thermodynamik und chemische Kinetik verstanden werden können. Durch die Zeichnung von Kenntnissen und experimentellen Techniken von einem großen Angebot an Disziplinen sind biophysicists häufig im Stande, sogar die Strukturen und Wechselwirkungen von individuellen Molekülen oder Komplexe von Molekülen direkt zu beobachten, zu modellieren oder zu manipulieren.

Zusätzlich zum traditionellen (d. h. molekular und zellular) biophysical Themen wie Strukturbiologie oder Enzym-Kinetik umfasst moderne Biophysik eine außerordentlich breite Reihe der Forschung von bioelectronics bis Quant-Biologie, die mit sowohl experimentellen als auch theoretischen Werkzeugen verbunden ist. Es wird zunehmend für biophysicists üblich, um die Modelle anzuwenden, und experimentelle Techniken sind auf Physik, sowie Mathematik und Statistik zurückzuführen gewesen (sieh biomathematics), zu größeren Systemen wie Gewebe, Organe, Bevölkerungen und Ökosysteme.

Fokus als ein Teilfeld

Biophysik hat häufig Universitätsniveau-Abteilungen seines eigenen nicht, aber hat Anwesenheit als Gruppen über Abteilungen innerhalb der Felder von molekularer Biologie, Biochemie, Chemie, Informatik, Mathematik, Medizin, Arzneimittellehre, Physiologie, Physik und neuroscience. Was folgt, ist eine Liste von Beispielen dessen, wie jede Abteilung seine Anstrengungen zur Studie der Biophysik anwendet. Diese Liste ist kaum alles einschließlich. Noch jedes Thema der Studie gehört exklusiv jeder besonderen Abteilung. Jede akademische Einrichtung macht seine eigenen Regeln, und es gibt viel Übergreifen zwischen Abteilungen.

• Biologie und molekulare Biologie - Fast alle Formen von Biophysik-Anstrengungen werden in eine Biologie-Abteilung irgendwo eingeschlossen. Einige einzuschließen: Genregulierung, einzelne Protein-Dynamik, Bioenergetik, das Fleck-Festklemmen, biomechanics.
• Strukturbiologie - Ångstrom-Entschlossenheitsstrukturen von Proteinen, Nukleinsäuren, lipids, Kohlenhydraten und Komplexen davon.
• Biochemie und Chemie - biomolecular Struktur, siRNA, Nukleinsäure-Struktur, Beziehungen der Struktur-Tätigkeit.
• Informatik - Nervennetze, biomolecular und Rauschgift-Datenbanken.
• Rechenbetonte Chemie - molekulare Dynamik-Simulation, molekulares Docken, Quant-Chemie
• Bioinformatics - Folge-Anordnung, Strukturanordnung, Protein-Struktur-Vorhersage
• Mathematik - Theorie des Graphen/Netzes, das Bevölkerungsmodellieren, die dynamischen Systeme, phylogenetics.
• Medizin und neuroscience - das Anpacken von Nervennetzen experimentell (das Gehirnschneiden) sowie theoretisch (Computermodelle), Membran permitivity, Gentherapie, Geschwülste verstehend.
• Arzneimittellehre und Physiologie - Kanalbiologie, biomolecular Wechselwirkungen, Zellmembranen, polyketides.
• Physik - biomolecular freie Energie, stochastische Prozesse, Dynamik bedeckend.
• Quant-Biophysik ist mit Quant-Informationsverarbeitung von zusammenhängenden Staaten, Verwicklung zwischen zusammenhängenden Protonen und transcriptase Bestandteilen und Erwiderung von decohered isomers verbunden, um zeitabhängige Grundersetzungen nachzugeben. Diese Studien beziehen Anwendungen in der Quant-Computerwissenschaft ein.
• Agrarwissenschaft und Landwirtschaft

Viele biophysical Techniken sind zu diesem Feld einzigartig. Forschungsanstrengungen in der Biophysik werden häufig von Wissenschaftlern begonnen, die traditionelle Physiker, Chemiker und Biologen durch die Ausbildung waren.

Siehe auch

• Biophysical Gesellschaft
• Liste von Biophysik-Themen
• Liste von biophysicists
• Chemie von Biophysical
• Die Vereinigung der europäischen Biophysical Gesellschaften
• Medizinische Biophysik
• Membranenbiophysik
• Molekulare Biophysik
• Physiomics
• Wichtige Veröffentlichungen in der Biophysik
• Was Biophysik-Broschüre ist

Referenzen

• Volkenshtein M.V. Dogonadze R.R., Madumarov A.K., Urushadze Z.D. und Kharkats Yu. Ich. Theorie der Enzym-Katalyse. - Molekuliarnaya Biologia (Moskau), 6, 1972, Seiten 431-439 (In der russischen, englischen Zusammenfassung. Verfügbare Übersetzungen auf Italienisch, Spanisch, Englisch, Französisch)

Links

Biophysical Gesellschaft

• Zeitschrift der Physiologie: 2012 virtuelle Problem-Biophysik und Außer