Biofizika

Biološka fizika ili biofizika, je fizika žive materije, na svim nivoima: molekularnom, ćelijskom i nadćelijskom, uključujući biosferu u cjelini. Nastala je na kontaktu biologije, fizike, fizičke hemije i matematike. Pošto proučava žive organizme na različitim nivoima organizovanosti, biofizika je pretežno biološka nauka, ali u punoj mjeri koristi univerzalni karakter osnovnih fizičkih zakona i strogost matematičkih rješenja. Cilj biofizike je, dakle, zasnivanje teorijske biologije, korištenjem zakona fizike i metodologije prirodnih nauka.

Specifičnost žive materije se prvo ispoljava na molekularnom nivou organizacije živog svijeta. Savremena etapa razvoja biofizike je u suštini otpočela sa otkrićem prostorne strukture proteina (Linus Pauling), zatim otkrićem poznate "spirale života" James D. Watsona i Francis Cricka, tj. dvostruke spirale DNK. Dosljedna primjena fizičkih metoda i predstava pri izučavanju nadmolekularnih struktura živog svijeta, dovela je i do otkrića jonske prirode bioelektričnih pojava (Alan Hodgkin, Andrew Huxley). Pokazalo se da ključnu ulogu imaju membrane, i u spoju sa membranama, oksidacije sa fosforilovanjem – osnovnom energosprežnom funkcijom mitohondrija, bakterija i drugih bioloških čestica.

Osnovna su tri pravca u biofizičkim istraživanjima : molekularna biofizika, biofizika ćelije i biofizika složenih sistema.

Naučna polja u okviru kojih se izučava biofizika:

• Biologija i molekularna biologija: regulacija gena, dinamika pojedinačnih proteina, bioenergetika, biomehanika
• Strukturalna biologija: struktura proteina, nukleinske kiseline, lipidi, ugljikohidrati
• Biohemija i hemija: biomolekularne strukture, siRNA i druge
• Računarske nauke: neuronske mreže, biomolekularne i medikamentne baze podataka
• Računarska hemija: simulacija dinamike molekula, molekularni "docking", kvantna hemija
• Bioinformatika: poravnanje sekvenci, poravnanje struktura, predviđanje strukture proteina
• Matematika: teorija mreža i grafova, modeliranje populacije, dinamički sitemi, filogenetika
• Medicina i neuronauka: istraživanje mozga, genska terapija, razumijevanje tumora
• Farmakologija i fiziologija: biomolekularne interakcije, ćelijske membrane, polyketidi
• Fizika: biomolekularna slobodna energija, stohastički procesi
• Kvantna biofizika
• Agronomija