biofizyka

biofizyka

[gr. bíos ‘życie’, łac. physica < gr. physikḗ ‘przyrodoznawstwo’ < gr. phýsis ‘natura’],

interdyscyplinarna dziedzina nauki zajmująca się fizycznymi i fizykochemicznymi podstawami procesów życiowych oraz wpływem zewnętrznych czynników fizycznych na te procesy;

ściśle współpracuje z biologią, chemią i fizyką; analizuje różne zjawiska biologiczne, począwszy od ogólnych mechanizmów rządzących funkcjonowaniem ekosfery aż do szczebla molekularnego. Terminu „biofizyka” użyto po raz pierwszy 1892 i obejmował on pewne zagadnienia fizjologii: biomechanikę, procesy widzenia i słyszenia oraz przewodnictwo impulsów nerwowych. Badania współczesnej biofizyki dotyczą przede wszystkim żywej komórki i procesów życiowych na poziomie molekularnym. Jednym z głównych zadań biofizyki jest wyjaśnienie budowy biopolimerów (białek, kwasów nukleinowych, polisacharydów) oraz ich właściwości organizowania się w struktury podkomórkowe. Biofizyka bada również zjawiska fizykochemiczne zachodzące w tych strukturach, np. pochłanianie światła w chloroplastach, procesy energetyczne w mitochondriach, występowanie potencjałów elektrycznych i przechodzenie substancji przez błony biologiczne, a także szczegółowy przebieg katalizy enzymatycznej. Biofizyka obejmuje nadto badanie wpływu promieniowania jonizującego, podczerwonego, nadfioletowego oraz ultradźwięków, pola magnetycznego i grawitacyjnego na całe organizmy, poszczególne tkanki i składniki komórek. Badania biofizyczne wymagają specjalnych metod, m.in.: rentgenograficznych, spektrofotometrycznych, krystalograficznych, mikroskopii elektronowej, elektronowego rezonansu paramagnetycznego (EPR) i jądrowego rezonansu magnetycznego (NMR), oraz stosują metody matematyczne do ich interpretacji. Osiągnięcia ostatnich lat w badaniach procesów życiowych na poziomie molekularnym pozwoliły na wyjaśnienie wielu podstawowych prawidłowości rządzących światem organizmów żywych. Współczesną biofizykę można podzielić na biofizykę teoretyczną, zajmujacą się głównie matematycznym modelowaniem zjawisk i procesów biologicznych, oraz biofizykę eksperymentalną, badającą te procesy przy zastosowaniu nowoczesnych metod fizycznych. Podział na biofizykę klasyczną i biofizykę molekularną wskazuje na poziom analizy badanych zjawisk. Na biofizykę składają się m.in.: biofizyka kwantowa, elektrobiologia, fotobiologia, biologia radiacyjna, biocybernetyka oraz będące na pograniczu biofizyki i biochemii — bioenergetyka i termodynamika biologiczna.

Bibliografia

L.A. BLUMENFELD Problemy fizyki biologicznej, Warszawa 1978;

S. PRZESTALSKI Fizyka z elementami biofizyki i agrofizyki, wyd. 2, Warszawa 1989.