Biofísica

Definição

A Biofísica é o ramo da biologia que aplica os métodos da física ao estudo de estruturas e processos biológicos.

A biofísica é uma ponte entre biologia e física

A biologia estuda a vida em sua variedade e complexidade. Ela descreve como os organismos se destinam a obter comida, comunicar, sentir o meio ambiente e reproduzir.

Por outro lado, a física busca leis matemáticas da natureza e faz previsões detalhadas sobre as forças que geram sistemas idealizados. Abrangendo a distância entre a complexidade da vida e a simplicidade das leis da física é o desafio de biofísica. Procurar os padrões na vida e analisá-los com matemática e física é uma maneira poderosa de obter informações.

A biofísica procura princípios que descrevem padrões. Se os princípios são poderosos, eles fazem previsões detalhadas que podem ser testadas.

O que é Biofísica?

A biofísica é um ramo das ciências que aplica química e física ao estudo de organismos vivos.

Por exemplo, um biofísico pode explorar a sinalização celular, em que células transmitem substâncias químicas para estimular várias respostas.

Este campo é extremamente variado, com uma série de aplicações, e novos tópicos em biofísica são constantemente desenvolvidos e discutidos por pesquisadores e outros profissionais no campo.

Na biofísica molecular, os pesquisadores estudam tópicos a nível molecular, incluindo a estrutura e a função das moléculas. As moléculas são os blocos de construção de organismos complexos, tornando o estudo de moléculas importantes para as pessoas que querem entender como funcionam os organismos inteiros.

Os sistemas moleculares também são muito complicados e interconectados, fornecendo uma grande quantidade de tópicos para estudo e exploração, e muitas vezes uma descoberta descobre uma infinidade de novas questões.

Na biofísica fisiológica, também conhecida como biofísica clássica, os pesquisadores aplicam física a questões como a forma como os animais se movem e interagem com o ambiente envolvente. A pesquisa pode explorar coisas como como os animais interagem fisicamente entre si e como os organismos interagem com água, areia e outros meios de comunicação. Esses pesquisadores também exploram sistemas físicos dentro de organismos, como a física do sistema músculo-esquelético.

A biofísica de radiação é um ramo desse campo que se refere especificamente à relação entre organismos vivos e materiais radioativos. Inclui pesquisa sobre exposição à radiação, como a radiação pode ser usada de forma benéfica e como os organismos respondem a vários materiais radioativos. Os tópicos de interesse incluem mutações induzidas por radiação, morte celular causada por radiação e problemas sistêmicos como doença de radiação.

A biofísica teórica baseia-se na teoria e na matemática para explorar como os organismos vivos são construídos, como eles funcionam, como interagir e por que eles se desenvolvem nas formas que eles fazem. Este campo é muitas vezes altamente interdisciplinar, estudando tudo, desde o nível molecular até o ecossistema, para aprender mais sobre o mundo natural e as formas em que ele funciona. Geralmente, há uma base científica e racional sólida para um fenômeno natural, e a biofísica teórica visa encontrar essas explicações e explorá-las.

Os pesquisadores em biofísica freqüentemente possuem doutorado e concluíram o trabalho pós-doutorado. Este trabalho pode ser muito interessante, especialmente para as pessoas que gostam de trabalhar com a mais recente tecnologia de laboratório, como equipamentos de cristalografia para explorar a estrutura das células. Requer um alto nível de disciplina e atenção aos detalhes, juntamente com a curiosidade sobre o mundo e a ciência por trás do ambiente natural.

O que a física tem para oferecer biologia?

Biofísica

A física fornece as teorias fundamentais para a compreensão das biomoléculas.

Por exemplo, a mecânica estatística, uma pedra angular da física moderna, também é o fundamento para a compreensão dos comportamentos dos sistemas biomoleculares. A transferência de elétrons nas matrizes de proteínas, que impulsiona a respiração e a fotossíntese, só pode ser entendida com a ajuda da mecânica quântica. Em essência, um elétron pode pular de uma posição para outra dentro de uma matriz de proteína somente quando os níveis de energia antes e depois do salto são iguais.

Importante, muitas das poderosas ferramentas para investigar biomoléculas foram iniciadas por físicos.

A cristalografia de raios-X fornece um exemplo revelador. Os raios-X foram descobertos por Wilhelm Röntgen (1901 Prêmio Nobel de Física) e a sua difração por cristais foi demonstrada pela primeira vez por Max von Laue (Prêmio Nobel de Física de 1914).

A formulação matemática subseqüente do padrão de difração pelo Braggs, pai e filho (1915 Prêmio Nobel de Física), inaugurou o novo campo da cristalografia de raios-X. Isso possibilitou a determinação das primeiras estruturas protéicas por Max Perutz e John Kendrew (Prêmio Nobel de Química de 1962), a estrutura do DNA de Francis Crick, James Watson e Maurice Wilkins (Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina de 1962) e a estruturas do centro de reação fotossintética (Prêmio Nobel de Química de 1988), canais de íons (2003 Prêmio Nobel de Química), ARN polimerase II (2006 Prêmio Nobel de Química) e o ribossoma (Prêmio Nobel 2009 de Química).

Caminhos semelhantes podem ser rastreados para a espectroscopia de ressonância magnética nuclear (1943, 1942 e 1962 Prêmios Nobel de Física, Prêmios Nobel de Química de 1991 e 2002 e Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina de 2003), microscopia de força atômica (Prêmio Nobel de Física de 1986), microscopia eletrônica (Prêmio Nobel de Física de 1986) e técnicas de moléculas únicas, como pinças ópticas (Prêmio Nobel de Física de 1997).

Muitas técnicas computacionais – por exemplo, simulação de dinâmica molecular – que agora são amplamente utilizadas para modelar sistemas biomoleculares também têm suas origens na física.

O que faz um biofísico?

Como biólogos, eles estudam a vida em todas as suas formas. No entanto, sua abordagem é diferente da maioria dos biólogos. Sua principal preocupação são as leis universais da física – como a complexidade da vida se encaixa com o que sabemos sobre o mundo. Eles olharão a vida no nível atômico, estudarão as proteínas e o sistema nervoso de todas as criaturas vivas, digestão e reprodução sexual – tudo quanto pertencem ao mundo físico; Da mesma forma, os bioquímicos estudam desenvolvimento de células.

As duas disciplinas se complementam. Eles tentam descobrir como funcionam as funções corporais e sistemas biológicos inteiros e procuram padrões no mundo natural. Eles têm sido fundamentais para promover e reforçar a teoria evolutiva, tanto quanto um processo de física como de biologia. Isso significa que eles procuram o impacto ambiental sobre o processo de evolução e são altamente envolvidos na pesquisa genética, na medicina e nas neurociências.

Fonte: www.biophysics.org/www.wisegeek.com/www.ncbi.nlm.nih.gov/www.dictionary.com/www.environmentalscience.org