Biofyzika ... vedný odbor 21. storočia ?

Ako možno definovať biofyziku? Biofyzika je interdisciplinárna vedná disciplína, v ktorej sa využívajú fyzikálne postupy a metódy na štúdium funkcií, štruktúr a energetiky biologických objektov. Biofyzika je veda, v ktorej sa biologické objekty študujú z fyzikálneho hľadiska v snahe o exaktný fyzikálno-chemický popis biologických dejov.

„Konkurenčné“ definície biofyziky Biofyzika je to, čo robia biofyzici. Za biofyziku považujeme to, čo sa publikuje v biofyzikálnych časopisoch.

Čím sa zaoberá biofyzika? Biofyzika skúma procesy dôležité pre život na úrovni atómov, molekúl, molekulových komplexov, buniek, tkanív, organizmov

Vedné disciplíny súvisiace s biofyzikou Biochémia Molekulová a bunková biológia Farmakológia a fyziológia Počítačová fyzika a chémia Informatika Bioelektronika

Aké otázky sa kladú v biofyzike? Aký je mechanizmus činnosti proteínových „strojov“? Ako medzi sebou komunikujú nervové bunky?

Aké otázky sa kladú v biofyzike? Ako sa vírusy dostávajú do buniek a ako sa tam rozmnožujú? Akým spôsobom dokážu rastliny využiť energiu slnečného žiarenia na tvorbu potravy pre živočíchy?

Aké otázky sa kladú v biofyzike? Ako sa dá skoro diagnostikovať rakovina a ako ju efektívne liečiť? Ako vplýva teplota, hluk, elektromagnetické žiarenie na ľudský organizmus?

Čo je špeciálne na biologických – živých systémoch? Základné znaky živého systému: sebareprodukcia existencia metabolizmu evolúcia epigenéza (vlastnosť systému, ktorá umožňuje zvyšovať jeho zložitosť a komplexnosť)

Čo je špeciálne na biologických – živých systémoch? Molekuly „života“ (nukleové kyseliny, bielkoviny, biologické membrány) majú polymérny charakter. Existencia organických kódov (genetický, histónový, cukorný). Živé systémy sú modulárne a zároveň synergické.

Štruktúra biofyziky Molekulová biofyzika Bunková biofyzika Medicínska biofyzika Environmentálna biofyzika Radiačná biofyzika

Molekulová biofyzika Štúdium štruktúry a funkcií biomolekúl úloha biomolekúl v biologickom organizme konformačné stavy a konformačné prechody biomakromolekúl vzťah medzi konformáciou a funkčnosťou biomakromolekúl interakcie medzi biomakromolekulami interakcie biopolymérov s nízkomolekulovými ligandami

Molekulová biofyzika

Molekulová biofyzika: metodológia Kvantová mechanika a chémia vnútro- a medzi-molekulové interakcie Termodynamika a štatistická fyzika konformačné stavy a prechody v biopolyméroch, väzobné konštanty, transportné procesy Biochemická kinetika enzýmova kinetika, kinetika transportných procesov Počítačová fyzika molekulové modelovanie, modelovanie regulačných a riadiacich procesov v biologických systémoch

Molekulová biofyzika: metodológia RTG analýza Mikroskopia fluorescenčná AFM Optické metódy UV-VIS absorpčná spektroskopia, fluorescenčná spektroskopia, infračervená spektroskopia, kruhový dichroizmus

Molekulová biofyzika: metodológia Metódy magnetickej rezonancie Laserova spektroskopia

Molekulová biofyzika: metodológia Mikrokalorimetrické metódy izotermálna titračná kalorimetria diferenčná skenujúca kalorimetria Separačné metódy chromatografia elektroforéza ultracentrifugácia Hmotnostná spektroskopia

Bunková biofyzika Štúdium metabolických, regulačných a bioenergetických procesov prebiehajúcich v bunke popis signálnych ciest v bunke, charakterizácia signálnych molekúl a receptorov popis regulačných a kontrolných mechanizmov fenomenológia bioenergetických procesov, oxidatívna fosforylácia a fotosyntéza

Bunková biofyzika

Bunková biofyzika

Medicínska biofyzika Štúdium fyzikálno-chemickej podstaty fyziologických a patologických procesov a princípov diagnostiky a terapie ochorení fyzikálno-chemické vlastnosti tkanív a orgánov charakterizácia zmyslového vnímania odhaľovanie mechanizmov a príčin ochorení zefektívňovanie rozličných terapeutických prístupov využitie širokej škály fyzikálnych zobrazovacích metód pri diagnostike rôznych chorôb

Medicínska biofyzika

Radiačná a enviromentálna biofyzika Štúdium mechanizmov pôsobenia vonkajších fyzikálnych faktorov na biologické organizmy. fyzikálne faktory ovplyvňujúce biologické systémy: radiačné žiarenie tlak teplota hluk vlhkosť vzduchu elektromagnetické žiarenie (ultrafialové, viditeľné, infračervené, mikrovlnné) kozmické žiarenie

Radiačná a enviromentálna biofyzika Radiácia Životné prostredie

Blízka budúcnosť biofyziky Dôležité nevyriešené problémy: mechanizmus zbaľovania bielkovín do natívneho stavu diferenciácia tkanív regulačná a riadiace procesy v bunkách a organizmoch liečba rakoviny a vírusových ochorení podstata vedomia a inteligencie individualizovaná terapia

Prečo je biofyzika dôležitá? Príspevok k riešeniu dôležitých problémov: nové zdroje energie zabezpečenie dostatočnej a kvalitnej výživy zachovanie biologickej diverzity riešenie problémov s globálnym otepľovaním ochrana životného prostredia (čistá voda a vzduch) hľadanie nových metód pri liečbe civilizačných ochorení odhaľovanie fyzikálno-chemickej podstaty procesov nevyhnutných pre život

Ďakujem za pozornosť