Histoire de la biophysique, quelles études, applications, concepts, méthodes

La biophysique C'est l'étude des lois physiques qui opèrent dans les organismes vivants. Il s'agit d'une science interdisciplinaire qui applique les approches et les méthodes de physique pour étudier les phénomènes biologiques.

La biologie physique également connue, une partie de l'idée que tous les phénomènes observés dans la nature ont une explication scientifique prévisible et que tous les systèmes vivants sont constitués de processus basés sur les lois physiques.

ADN à double hélice. L'une des principales conclusions de la biophysique. Source: Joseluissc3 [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 4.0)]

Il est courant la discussion dans laquelle la biophysique est soulevée comme une branche de la physique, de la biologie ou des deux. Dans ce cas, il est important de noter que la tendance est de le considérer comme la branche de la biologie.

En effet. Mais la même contribution ne peut pas être affirmée à l'envers, c'est-à-dire à partir du point de la physique pure, on ne peut pas dire que la biophysique offre de nouvelles connaissances.

La biophysique facilite les preuves expérimentales en physique et lui permet de corroborer les théories, mais l'échange entre la physique et la biologie est purement unidirectionnel.

La biophysique est formée aux sciences quantitatives de la physique, des mathématiques et de la chimie pour étudier tout ce qui concerne le fonctionnement, la structure, la dynamique et l'interaction des systèmes biologiques. Ces systèmes comprennent des molécules de cellules complexes, des organismes et des écosystèmes.

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Histoire

Les origines de la biophysique remontent au XVIIe siècle lorsque les sciences naturelles n'avaient pas encore été divisées comme des disciplines distinctes et au moment où la première enquête sur la bioluminescence est située.

La première étude détectée a été celle réalisée par le jésuite allemand, Athanasius Kircher (1602-1680), qui a publié son œuvre Ars magna lunis et ombrae Et il a consacré deux chapitres à la luminescence des animaux.

Le lien entre l'électricité et la biologie a fait l'objet de spéculations non seulement au XVIIe siècle, mais au cours des deux siècles suivants. Pendant son approche, la fascination de l'homme pour l'électricité animale et naturelle était évidente comme dans Firefly ou dans les téléchargements naturels des rayons.

Dans cette ligne de recherche, il est détecté en Italie et au milieu du XVIIIe siècle, les expériences de Giovanni Beccaria autour de la stimulation électrique des muscles qui généraient des connaissances dans ce domaine.

En 1786, Luigi Galvani a initié une controverse autour du potentiel électrique chez les animaux. Son adversaire n'était rien de moins qu'Alessandro Volta qui, lors du développement de la batterie électrique, a quelque peu arrêté l'intérêt scientifique du potentiel électrique dans les êtres vivants.

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19e siècles

L'une des principales contributions du XIXe siècle a été celle du professeur de physiologie de Du Bois-Reymond à Berlin, qui a construit les galvanomètres et mené des études sur le courant musculaire et le potentiel électrique des nerfs. Cet objet d'étude est devenu l'un des points d'origine de la biophysique.

Un autre d'entre eux était celui des forces responsables du flux passif de la matière dans les organismes vivants, en particulier les gradients de pression osmotique ou osmotique. Dans cette ligne, les contributions abbées se distinguent.POUR. Nollet et Adolf Fick.

Ce dernier a été celui qui a publié le premier texte de la biophysique Die Medizinesche Physik ou en espagnol Physique médicale. Dans les travaux de Fick, aucune expérience n'a été menée, mais une analogie a été soulevée avec les lois du flux de chaleur, qui ont permis d'énoncer les lois qui régissent la diffusion. Des expériences de laboratoire ultérieures ont montré que l'analogie était exacte.

XXe siècle

Le XXe siècle a été caractérisé en commençant par un domaine des scientifiques allemands, qui se sont concentrés sur l'étude des effets des radiations.

Une étape importante de cette période a été la publication du livre Qu'est ce que la vie?, par Erwin Schrödinger en 1944. Cela a proposé l'existence d'une molécule dans les êtres vivants qui contenaient des informations génétiques dans des liens covalents.

Ce livre et cette idée ont inspiré d'autres scientifiques et les ont amenés à découvrir la structure à double hélice de l'ADN en 1953. C'est James Watson, Rosalind Franklin et Francis Crick qui ont fait la découverte.

Dans la seconde moitié du XXe siècle, il y a une maturité évidente de la biophysique. À cette époque, il y avait déjà des programmes universitaires et une popularité dans d'autres pays au-delà de l'Allemagne. De plus, l'enquête acquiert le rythme.

Quelles études (objet d'étude)

La biomécanique est l'une des branches de la biophysique. Source: Mutuauniversal [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 4.0)]

Le domaine d'étude de la biophysique s'étend à toutes les échelles d'organisation biologique, des systèmes moléculaires aux systèmes organiques et autres plus complexes. Selon l'attention de l'attention, la biophysique peut être divisée en branches suivantes:

- Biomécanique: Étudiez les structures mécaniques qui existent dans les êtres vivants et qui permettent le mouvement de ces.

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- Bioélectricité: étudier les processus électromagnétiques et électrochimiques qui se produisent dans les organismes ou qui génèrent des effets sur eux.

- Bioenergetics: Son objet d'étude est la transformation de l'énergie qui se produit dans les biosystèmes.

- Bioacoustics: C'est la science qui étudie la production d'ondes sonores, sa transmission par certains moyens et la collecte par d'autres animaux ou des systèmes vivants.

- Biofotonique: se concentre sur les interactions des êtres vivants avec les photons.

- Radiobiologie: Étudiez les effets biologiques des rayonnements (ionisants et non ionisants) et leurs applications de champ et de laboratoire.

- Dynamique des protéines: Étudier les mouvements des protéines moléculaires et considérer sa structure, sa fonction et son repliement.

- Communication moléculaire: Il se concentre sur l'étude de la génération, de la transmission et de la réception des informations entre les molécules.

Applications

Les thèmes étudiés par la biophysique peuvent avoir un chevauchement avec ceux de la biochimie, de la biologie moléculaire, de la physiologie, de la nanotechnologie, de la bio-ingénierie, de la biologie des systèmes, de la biologie de la calcul ou de la biologie chimique, entre autres, entre autres. Cependant, nous essaierons de délimiter les principales applications de la biophysique.

Avec la découverte de l'ADN et de sa structure, la biophysique a contribué à la création de vaccins, au développement de techniques d'image qui permettent le diagnostic et la génération de nouvelles méthodes pharmacologiques pour traiter certaines pathologies.

Avec la compréhension de la biomécanique, cette branche de la biologie a permis de concevoir de meilleures prothèses et de meilleurs nanomatériaux avec lesquels les médicaments peuvent être fournis.

Aujourd'hui, la biophysique a commencé à se concentrer sur les questions liées au changement climatique et à d'autres facteurs environnementaux. Par exemple, des travaux se font sur le développement de biocarburants à travers des micro-organismes vivants pour remplacer l'essence.

Les communautés microbiennes sont également étudiées et les contaminants sont tracés dans l'atmosphère avec les connaissances obtenues.

Concepts principaux

- Systèmes: Il s'agit d'un agrégat ordonné d'éléments inclus entre les limites réelles ou imaginaires, qui sont interdépendantes et interagissent entre elles.

- Protéines: De grandes molécules trouvées dans toutes les cellules vivantes. Ils sont composés d'une ou plusieurs longues chaînes d'acides aminés qui se comportent comme des machines qui remplissent une variété de fonctions, telles que la structure (cytosquelette), la mécanique (muscle), la biochimie (enzymes) et la signalisation cellulaire (hormones).

- Biomembranes: système fluide qui remplit de nombreuses fonctions biologiques pour lesquelles ils doivent adapter leur composition et leur diversité. Ils font partie des cellules de tous les êtres vivants et est l'endroit où d'innombrables petites molécules sont stockées et sert d'ancrage protéique.

- Conduite: C'est le flux de chaleur à travers des milieux solides en raison de la vibration interne des molécules, ainsi que des électrons libres et des affrontements entre eux.

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- Convection: Se réfère à l'écoulement d'énergie à travers les courants d'un fluide (liquide ou gaz), il s'agit d'un mouvement de volumes de liquide ou de gaz.

- Radiation: transfert de chaleur par ondes électromagnétiques.

- Acide dexyribonucléique (ADN): Nom chimique de la molécule qui contient des informations génétiques dans tous les êtres vivants. Sa fonction principale est de stocker des informations à long terme à construire avec d'autres composants cellulaires, ils ont également des instructions utilisées pour le développement et les opérations de tous les organismes vivants.

- Impulsion nerveuse: Il s'agit d'une impulsion électrochimique qui provient du système nerveux central ou des organes des sens en présence d'un stimulus. Cette onde électrique parcourt tout le neurone est toujours transmis unidirectionnellement, entrant dans les dendrites des cellules et sortant de l'axone.

- Contraction musculaire: Processus physiologique dans lequel les muscles sont tendus, générant qu'ils sont raccourcis, restent ou étirés par le glissement des structures qui le composent. Ce cycle est lié à la structure des fibres musculaires et à la transmission du potentiel électrique par les nerfs.

Méthodes

Le biophysico a.V. Hill considère que l'attitude mentale serait le principal outil du biophysicien. Avec cela comme une base, il indique que la biophysique est les individus qui peuvent exprimer un problème en termes physiques, et qu'ils ne diffèrent pas par les techniques particulières utilisées mais par la façon dont elles formulent et attaquent les problèmes.

À cela est rejoint par la capacité d'utiliser une théorie physique complexe et d'autres outils physiques pour étudier les objets naturels. Ils n'ont pas non plus d'instruments construits dans le commerce, car ils ont généralement l'expérience de mettre des équipements spéciaux pour résoudre des problèmes biologiques.

L'automatisation de l'analyse chimique et d'autres processus diagnostiques à travers les ordinateurs sont des aspects à considérer dans les méthodes de biophysique actuelle.

De plus, la biophysique développe et utilise des méthodes de modélisation informatique, avec lesquelles elles peuvent manipuler et observer les formes et les structures de molécules complexes, ainsi que les virus et les protéines.

Les références

1. Salomon, un. (2018, 30 mars). Biophysique. Encyclopædia Britannica. Récupéré à Britannica.com
2. Biophysique. (2019, 18 septembre). Wikipedia, encyclopédie. Récupéré de Wikipedia.org
3. Contributeurs de Wikipedia. (2019, 23 septembre). Biophysique. Dans Wikipedia, l'encyclopédie libre. Récupéré de Wikipedia.org
4. Qu'est-ce que la biophysique? Connaissez vos branches d'étude et votre histoire. (2018, 30 novembre). Récupéré de Branchesdeabidy.filet
5. Société byophysique. (2019) Qu'est-ce que la biophysique. Récupéré de la biophysique.org
6. Nahle, Nasif. (2007) Article didactique: Biophysique. Organisation du cabinet de biologie. Biocab a récupéré.org