Biofizika: tarix, u nimani o rganadi, qo llanilishi, tushunchalari, usullari

Yigirmanchi asr radiatsiya ta’sirini o’rganishga yo’naltirilgan nemis olimlarining ma’lum mahoratidan boshlanishi bilan ajralib turardi.

Azərbaycan Milli Elmlər Akademiyası

1. Yaşla bağlı olan neyrodegenerativ xəstəliklərin (Parkinson, Alzeymervə s.) erkən simptomlarının aşkar edilməsi, neyrodegenerasiyanın inkişafının ingibirləşdirilməsi və onlara qarşı yüngülləşdirici və ya profilaktik tədbirlərin axtarışı üzrə tədqiqatların aparılması.

2. Biomolekulların strukturu, dinamikası və fuksiyası arasında əlaqələrin tədqiqi, hüceyrə metabolizmini tənzimləyən daxili və xarici siqnallar şəbəkəsinin genetik və biokimyəvi əsasları: zülal-zülal və zülal-nuklein turşusu (zülal-DNT, zülal-RNT) əlaqələrinin tədqiqi.

3. Xərçəng xəstəliklərinin yaranmasına səbəb olan reseptor və kinaza zülallarını kodlaşdıran genlərdə baş verən mutasiyaların lokalizasiyası və onların aşkar edilməsi, bu mutasiyaların yaratdığı idarə olunmayan proliferasiyanın aradan qaldırılması və ya susdurulması istiqamətində perspektiv addımların atılması üzrə tədqiqatların təşkil edilməsi.

4. Bioloji sistemlərdə çox komponentli kinetik proseslərin riyazi modelləşdirilməsi: insan və model orqanizmlərdə metabolic şəbəkələrin genetik tənzimlənməsi mexanizmlərinin tədqiqi; Xərçəng hüceyrələrinin yaranmasına səbəb olan prinsipial genetik faktorların təyini üçün xərçəngin gedişinin riyazi modelləşdirilməsi, proqnozlaşdırılması və müvafiq diaqnostika sistemlərinin yaradılması.

5. Hüceyrə qovşaqlarının (hibridomaların) yaradılması və monoklonal anticismlərin istehsalı üçün immunoloji tədqiqatların aparılması əhəmiyyətli bir tədqiqat istiqaməti kimi planlaşdırılır.

• Süni intellektin sağlam və ağciyər karsinoması xəstələrinin qan plazmalarının FÇİQ spektrlər toplusunun analizinə tətbiqi ilə yaradılan model sağlam və xəstə nümunələri 70-90% dəqiqliklə klassifikasiya etməyə imkan verir.

• Fibroin zülalının məhlulundan alınmış təbəqələrdə EPR metodu ilə molekulyar dinamika spin zondlar vasitəsi ilə tədqiq edilmiş, onların aktivasiya enerjiləri təyin edilmişdir. Fibroin molekulu ilə rodamin 6G molekulunun qarşılıqlı təsiri tədqiq edilmiş və göstərilmişdir ki, hər bir fibroin molekuluna təqribən 5 molekul rodamin-6G birləşir və fibroinin aqreqasıyasının qarşısı alınır. Bu system amyloid xəstəlikləri üzrə tədqiqatlarda model system kimi istifadə oluna bilməsi göstərilmişdir.

• Göstərilmişdir ki, fibroin zülalı flüoressensiyanın kvant çıxışını yüksək səviyyədə saxlamaqla Rodamin 6G rəngini misli görünməmiş geniş konsentrasiya intervalında monomer halında saxlayan matrisa rolunu oynayır və o lazer, bio-optika və bio-fotonikada tətbiq edilə bilər.

• Natrium nitritin kiçik və mötədil dozalarının (0,07 mM və yüksək) insan qanından ayrılmış eritrositlərə təsiri hemoqlobinin konformasiyasına və bununla bağlı onun oksigenə olan affinliyinin dəyişməsinə səbəb olur. Nitritin yüksək dozası (1,0 mM və yüksək) sitozolun hemoqlobin payının azalması hesabına eritrositlərdə membranla bağlı hemoqobinin payını artırır; hemoqlobinin sürətlə oksidləşməsinə (0,1 M – 1,0 mM natrium nitrit qatılığında) baxmayaraq, eritrosit membranının oksidləşməsi zəif gedir. Bu da, onunla izah olunur ki, inkubasiya zamanı (37ºC) eritrositlərdə nitrit ionu nitrit oksidinə çevrilir və sonuncu antioksidant funksiyası daşımaqla hüceyrə membranını qoruyur.

• Solanasea fəsiləsindən olan tomat bitkisi yüksək duzluluq və su çatışmazlığına məruz qalan zamanı bitki mənşəli W-boks genlərindən WRKY33 (A və B) genlərin və AP2 ailəsi genlərindən isə ERF5 genin ekspressiya profile Norzern, in situ və Vestern hibridləşmələri ilə öyrənilmişdir. Müəyyən olunmuşdur ki, hər iki super ailənin nümayəndələri göstərilən şəraitdə fərqli toxuma spesifik ekspressiya profilinə malikdirlər.

• EPR spektroskopiya metodunun köməyi ilə ultrabənövşəyi şüaların təsiri altında yaranan sərbəst radikalların rekombinasiyası fibroin zülalının quru və hidrasiya olunmuş halında tədqiqi ilə zülalın müxtəlif dinamik modları müəyyən edilmişdir. Keçid temperaturu ~205K olan dinamik modda zülal molekullarının su ilə zəif bağlı olması, keçid temperaturu ~279K olan dinamik modda isə su ilə güclü bağlı olması müəyyən edilmişdir. Hər iki modda iştirak edən sərbəst radikalların mənşəyi müəyyən edilmişdir.

• İnsan daxil olmaqla, 6 növdən transkripsiya start saytı (TSS) təcrübi yolla müəyyənləşdirilmiş ~84000 promotor ardıcıllığı əsasında (a) RNT polimeraza II promotorlarının 3 sinifdən ibarət yeni təsnifatı verilmiş (CpG, qeyri-CpG/TATA və qeyri-CpG/qeyri-TATA) və onların çoxsaylı səciyyəvi xüsusiyyətləri müəyyənləşdirilmiş, bu biliklər əsasında neyron şəbəkələri statistik analiz üsulunu tətbiq etməklə yüksək dəqiqlikli yeni promotor axtarışı metodu – TSShm kompüter proqramı yaradılmışdır.

• TSShm və digər kompüter proqramları vasitəsi ilə aşkar olunmuşdur ki, xərçəng xəstəliyi ilə bağlı məlum 702 gendən 650-si (təqribən 93%-i) üçün, ən azı, 1 potensial 2-istiqmətli promotor (2-İP) vardır.

Biomolekulların strukturu, dinamikası və funksiyası laboratoriyası

Molekulyar və hüceyrə biokimyası laboratoriyası

Molekulyar və hüceyrə onkologiyası laboratoriyası

İnteqrativ biologiya laboratoriyası

Ekoloji biofizika laboratoriyası

Molekulyar və hüceyrə immunologiyası laboratoriyası

Elmi şura

– sədr

– sədr müavini

– katib

– üzvləri

Oktay Kazım oğluQasımov

Kərim Qulu oğlu Qasımov

Florida Radik qızı Mehrəliyeva

Azad Ramiz oğlu Əbdürəhimov

İlham Əyyub oğlu Şahmuradov

Tokay Məhərrəm oğlu Hüseynov

Rasim Bəxtiyar oğlu Aslanov

Sevinc Haqverdi qızı Cəfərova

Leylaxanım Ərəstun qızı Məlikova

Mətanət Ceyhun qızı Baxışova

Gənc Alim və Mütəxəssislər Şurası

– sədr

– sədr müavini

– katib

– üzvləri

Mətanət Ceyhun qızı Baxışova

Ramiyyə Böyükkişi qızı Həsənova

Aidə Mayıl qızı Məmmədzadə

Sevil Məmmədhüseyn qızı Rəhmanova

Aytac Cavanşir qızı Məmmədova

Qadınlar şurası

– sədr

– sədr müavini

– katib

– üzvləri

Əsmər Rövşən qızı Məmmədova

Nərgiz Rəhman qızı Əfəndiyeva

Günay İmran qızı Əliyeva

Florida Radik qızı Mehrəliyeva

Arzu Hətəmşah qızı Aydəmirova

Aidə Mail qızı Məmmədzadə

Ruhiyyə Tahirağa qızı Quliyeva

Aytac Cavanşir qızı Məmmədova

Ləman Mehman qızı Süleymanova

Azad Ramiz oğlu Əbdürəhimov

Rasim Bəxtiyar oğlu Aslanov

Dissertasiya şurası

– sədr

– sədr müavini

– elmi katib

Həmkarlar təşkilatı

– sədr

– sədr müavini

– katib

Rasim Bəxtiyar oğlu Aslanov

Xəyalə Üzeyir qızı Həsənova

Ramiyyə Böyükkişi qızı Həsənova

Ruhiyyə Tahirağa qızı Quliyeva

Günay İmran qızı Əliyeva

Arzu Hətəmşah qızı Aydəmirova

Biofizika: tarix, u nimani o’rganadi, qo’llanilishi, tushunchalari, usullari

The biofizika bu tirik organizmlarda ishlaydigan jismoniy qonuniyatlarni o’rganishdir. Bu biologik hodisalarni o’rganish uchun fizikaning yondashuvlari va usullarini qo’llaydigan fanlararo fan.

Fizik biologiya deb ham ataladi, tabiatda kuzatiladigan barcha hodisalarni ilmiy izohlash mumkin va barcha tirik tizimlar fizik qonuniyatlarga asoslangan jarayonlardan iborat degan fikrning bir qismi.

Biofizika fizika, biologiya yoki ikkalasining bir bo’lagi sifatida ko’rib chiqiladigan munozaralar odatiy holdir. Bunday holda, uni biologiyaning bir bo’lagi deb hisoblash tendentsiyasi ekanligini ta’kidlash muhimdir.

Buning sababi shundaki, bilim almashinuvi odatda fizikadan biologiyaga to’g’ri keladi, bu yutuqlar va fizik tushunchalar bilan boyitilgan. Ammo bir xil hissani teskari tarzda tasdiqlash mumkin emas, ya’ni sof fizika nuqtai nazaridan biofizika yangi bilimlarni taklif qiladi deb bo’lmaydi.

Biofizika fizikaga eksperimental dalillarni taqdim etadi va shu bilan nazariyalarni tasdiqlashga imkon beradi, ammo fizika va biologiya o’rtasidagi almashinuv aniq bir yo’nalishda bo’ladi.

Biyofiziklar fizika, matematika va kimyo miqdoriy fanlari bo’yicha biologik tizimlarning ishlashi, tuzilishi, dinamikasi va o’zaro aloqalari bilan bog’liq barcha narsalarni o’rganadilar. Ushbu tizimlarga murakkab molekulalar, hujayralar, organizmlar va ekotizimlar kiradi.

Tarix

Biofizikaning kelib chiqishi XVII asrda tabiatshunoslik fanlari hali alohida fanlar sifatida bo’linmagan va biolyuminesansning birinchi tekshiruvi o’tkazilgan davrga to’g’ri keladi.

Birinchi aniqlangan tadqiqot nemis Iezuiti Afanasius Kirxer (1602-1680) tomonidan olib borilgan bo’lib, u o’z asarini nashr etgan. Ars Magna Lucis va Umbrae va u ikki bobni hayvonlarning lyuminesansiyasiga bag’ishladi.

Elektr energiyasi va biologiya o’rtasidagi bog’liqlik nafaqat 17-asrda, balki keyingi ikki asrda ham spekulyatsiya mavzusi bo’ldi. U samolyotga chiqish paytida odamning hayvonlar va tabiiy elektr energiyasiga, masalan, o’t pashshalari yoki chaqmoqlarning tabiiy chiqindilariga bo’lgan qiziqishi yaqqol namoyon bo’ldi.

Ushbu tadqiqot yo’nalishida Italiyada va 18-asrning o’rtalarida Jovanni Bekariyaning mushaklarni elektr stimulyatsiyasi bo’yicha tajribalari aniqlandi, bu esa ushbu sohada bilimlarni yaratdi.

1786 yilda Luigi Galvani hayvonlardagi elektr potentsiali to’g’risida bahsni boshladi. Uning raqibi Alessandro Voltadan boshqa hech kim emas edi, u elektr batareyasini ishlab chiqish orqali tirik mavjudotlarda elektr potentsialiga bo’lgan qiziqishni biroz chekladi.

XIX asr

XIX asrdagi asosiy hissalardan biri bu galvanometrlarni qurgan va mushak toki va nervlarning elektr potentsiali bo’yicha tadqiqotlar olib borgan Berlin fiziologiyasi professori Du Bois-Reymond edi. Ushbu tadqiqot ob’ekti biofizikaning kelib chiqish nuqtalaridan biriga aylandi.

Ulardan yana biri tirik organizmlarda passiv moddalar oqimi uchun javobgar kuchlar, xususan diffuziya gradiyentlari va osmotik bosim edi. Shu qatorda Abbé J.A.ning hissalari Nollet va Adolf Fik.

Ikkinchisi birinchi biofizika matnini nashr etgan Die medizinische Physik yoki ispan tilida Tibbiy fizika. Fikning ishlarida hech qanday tajribalar o’tkazilmagan, aksincha, issiqlik oqimi qonunlari bilan o’xshashlik ko’tarilgan, bu diffuziyani tartibga soluvchi qonunlarni bayon qilishga imkon bergan. Keyinchalik laboratoriyadagi tajribalar shuni ko’rsatdiki, o’xshashlik aniq edi.

Yigirmanchi asr

Yigirmanchi asr radiatsiya ta’sirini o’rganishga yo’naltirilgan nemis olimlarining ma’lum mahoratidan boshlanishi bilan ajralib turardi.

Ushbu davrning muhim bosqichi kitobning nashr etilishi bo’ldi Hayot nima?1944 yilda Ervin Shredinger tomonidan yozilgan. Bu tirik mavjudotlarda kovalent bog’lanishdagi genetik ma’lumotni o’z ichiga olgan molekula mavjudligini taklif qildi.

Ushbu kitob va ushbu g’oya boshqa olimlarni ilhomlantirdi va ularni 1953 yilda DNKning ikki tomonlama spiral tuzilishini kashf etishga undadi. Aynan ushbu kashfiyotni Jeyms Uotson, Rozalind Franklin va Frensis Kriklar yaratdilar.

20-asrning ikkinchi yarmida biofizikaning aniq etukligi bor. O’sha kunlarda universitet dasturlari allaqachon taqdim etilgandi va Germaniyadan tashqari boshqa mamlakatlarda ham mashhur bo’lgan. Bundan tashqari, tergov tobora tez sur’atlar bilan rivojlanayotgan edi.

Nima o’rganilmoqda (o’rganish ob’ekti)

Biofizikani o’rganish sohasi molekulyarlardan organik va boshqa murakkab tizimlarga qadar biologik tashkil etishning barcha ko’lamlarini qamrab oladi. Diqqat markaziga qarab biofizika quyidagi tarmoqlarga bo’linadi:

– Biomexanika: tirik mavjudotlarda mavjud bo’lgan va ularning harakatlanishiga imkon beradigan mexanik tuzilmalarni o’rganadi.

– Bioelektrik: organizmlarda paydo bo’ladigan yoki ularga ta’sir ko’rsatadigan elektromagnit va elektrokimyoviy jarayonlarni o’rganadi.

– Bioenergetika: uning o’rganish ob’ekti biosistemalarda sodir bo’ladigan energiyaning o’zgarishi.

– Bioakustika: Ovoz to’lqinlarining paydo bo’lishi, ularni ba’zi bir vositalar orqali etkazish va boshqa hayvonlar yoki tirik tizimlar tomonidan ushlanishini o’rganadigan fan.

– Biofotonika: u tirik mavjudotlarning fotonlar bilan o’zaro ta’siriga qaratilgan.

– Radiobiologiya: nurlanishning biologik ta’sirini (ionlashtiruvchi va ionlashtirmaydigan) va uning dalada va laboratoriyada qo’llanilishini o’rganadi.

– Oqsillar dinamikasi: oqsillarning molekulyar harakatlarini o’rganadi va ularning tuzilishini, funktsiyasini va katlanishini ko’rib chiqadi.

– Molekulyar aloqa: molekulalar o’rtasida ma’lumotlarning paydo bo’lishi, uzatilishi va qabul qilinishini o’rganishga qaratilgan.

Ilovalar

Biyofizika tomonidan o’rganilayotgan mavzular biokimyo, molekulyar biologiya, fiziologiya, nanotexnologiya, biyomühendislik, tizim biologiyasi, hisoblash biologiyasi yoki kimyo-fizika va boshqalarning mavzulariga to’g’ri kelishi mumkin. Biroq, biz biofizikaning asosiy dasturlarini chegaralashga harakat qilamiz.

DNK va uning tuzilishini kashf etish bilan biofizika vaktsinalarni yaratishga, kasalliklarni aniqlashga imkon beradigan tasvirlash texnikasini ishlab chiqishga va ayrim patologiyalarni davolashning yangi farmakologik usullarini yaratishga hissa qo’shdi.

Biyomekanikani tushungan holda, biologiyaning ushbu tarmog’i dori-darmonlarni etkazib beradigan yaxshiroq protezlar va yaxshi nanomateriallarni ishlab chiqishga imkon berdi.

Bugungi kunda biofizika iqlim o’zgarishi va atrof-muhitning boshqa omillari bilan bog’liq masalalarga e’tibor berishni boshladi. Masalan, benzin o’rnini bosadigan tirik mikroorganizmlar orqali bioyoqilg’i ishlab chiqarish bo’yicha ishlar olib borilmoqda.

Mikrobial jamoalar ham o’rganilmoqda va olingan bilimlar asosida atmosferadagi ifloslantiruvchi moddalar kuzatilmoqda.

Asosiy tushunchalar

– Tizimlar: bu haqiqiy yoki xayoliy chegaralar orasiga kiritilgan, o’zaro bog’liq va bir-biri bilan ta’sir o’tkazadigan elementlarning tartiblangan yig’indisi.

– oqsillar: barcha tirik hujayralarda joylashgan katta molekulalar. Ular o’zlarini juda ko’p funktsiyalarni bajaradigan mashinalar kabi tutadigan aminokislotalarning bir yoki bir nechta uzun zanjirlaridan tashkil topgan, masalan, strukturaviy (sitoskeleton), mexanik (mushak), biokimyoviy (fermentlar) va hujayra signalizatsiyasi (gormonlar).

– Biomembranalar: ko’plab biologik funktsiyalarni bajaradigan suyuqliklar tizimi, ular uchun ularning tarkibi va xilma-xilligini moslashtirish kerak. Ular barcha tirik mavjudotlar hujayralarining bir qismidir va bu erda son-sanoqsiz kichik molekulalar saqlanib, oqsillar uchun langar bo’lib xizmat qiladi.

– Haydash: bu molekulalarning ichki tebranishi, shuningdek erkin elektronlar va ular orasidagi to’qnashuv tufayli qattiq muhit orqali issiqlik oqimi.

– konvektsiya: suyuqlik (suyuqlik yoki gaz) oqimlari orqali energiya oqimini bildiradi, bu suyuqlik yoki gaz hajmlarining harakati.

– Radiatsiya: elektromagnit to’lqinlar orqali issiqlik uzatish.

– Deoksiribonuklein kislotasi (DNK): barcha tirik mavjudotlarda genetik ma’lumotni o’z ichiga olgan molekulaning kimyoviy nomi. Ularning asosiy vazifasi hujayralarning boshqa tarkibiy qismlari bilan qurish uchun uzoq muddatli ma’lumotlarni saqlash, shuningdek, barcha tirik organizmlarning rivojlanishi va ishlashi uchun qo’llanmalarga ega.

– Nerv impulsi: bu markaziy asab tizimida yoki sezgi organlarida stimul ishtirokida paydo bo’lgan elektrokimyoviy impuls. Neyron bo’ylab harakatlanadigan ushbu elektr to’lqin har doim bir yo’nalishda uzatilib, hujayralar dendritlari orqali kirib, aksondan chiqib ketadi.

– Mushaklarning qisqarishi: Mushaklar kuchayib boradigan fiziologik jarayon, ularni tashkil etuvchi tuzilmalarning siljishi tufayli qisqaradi, qoladi yoki cho’ziladi. Ushbu tsikl mushak tolasining tuzilishi va elektr potentsialini asab orqali uzatishi bilan bog’liq.

Usullari

Biofizik A.V. Xill aqliy munosabat biofizikning asosiy vositasi bo’ladi deb hisoblaydi. Buning asosi sifatida u biofiziklar muammoni fizik jihatdan ifoda eta oladigan va ma’lum texnikalar bilan emas, balki muammolarni shakllantirish va hujum qilish uslublari bilan farqlanmaydigan shaxslar deb ta’kidlaydi.

Bunga tabiiy ob’ektlarni o’rganish uchun murakkab fizik nazariya va boshqa jismoniy vositalardan foydalanish qobiliyati qo’shildi. Bundan tashqari, ular tijorat maqsadlarida ishlab chiqarilgan asboblarga bog’liq emas, chunki ular odatda biologik muammolarni hal qilish uchun maxsus uskunalarni yig’ish tajribasiga ega.

Kompyuterlar yordamida kimyoviy tahlillarni va boshqa diagnostika jarayonlarini avtomatlashtirish hozirgi biofizik usullarda e’tiborga olinadigan jihatlardir.

Bundan tashqari, biofiziklar kompyuter modellashtirish usullarini ishlab chiqadilar va ulardan foydalanadilar, ular yordamida murakkab molekulalarning shakllari va tuzilmalari hamda viruslar va oqsillarni boshqarish va kuzatish mumkin.

Adabiyotlar

1. Sulaymon, A. (2018 yil, 30 mart). Biofizika. Britannica entsiklopediyasi. Britannica.com saytida tiklandi
2. Biofizika. (2019 yil, 18-sentabr).Vikipediya, Entsiklopediya. Wikipedia.org saytidan tiklandi
3. Vikipediya hissasi. (2019 yil, 23 sentyabr). Biofizika. InVikipediya, Bepul entsiklopediya. Wikipedia.org saytidan tiklandi
4. Biofizika nima? Uning o’rganish sohalarini va tarixini biling. (2018 yil 30-noyabr). Branchdelabiologia.net saytidan tiklandi
5. Byofizik jamiyati. (2019) Biofizika nima. Biophysics.org saytidan tiklandi
6. Nahle, Nasif. (2007) Didaktik maqola: Biofizika. Biologiya kabinetini tashkil etish. Biocab.org saytidan tiklandi

BİOFİZİKA (MÜHAZİRƏLƏR)

Biofizika mühazirələr toplusu Biofizikanin mövzusu və qarşısında duran məsələlər, Müasir biofizikanın problemləri, Biofizikanın təbabətdə və formasiyadaki əhəmiyyəti, Qanin fiziki xassələri, Ürək mexaniki sistem kimi, Akustikanin fiziki əsaslari, Səs onun mənbələri və qəbulediciləri: kamerton, sim, membranlar və s, Dopler effekti, Bioloji akustika, Infrasəsin və ultrasəsin biofizikasi, Ultrasəs bioakastikasi, Ultrasəsin bioloji təsiri və baytarliqda istifadəsi, Heyvanat aləmində səsin şüalanmasi və qəbulu, Səs – küy və onun baytarliqda əhəmiyyəti, Bioloji proseslərin termodinamikasi, Termodinamikanin 1 qanunu, Canli orqanizmlərin istilik balansi, Canli orqanizmlərdə istiliyin verilməsi, Istilik tənziminin fiziki mexanizmləri, Baytarliqda termodinamik müalicə üsullari, Açiq sistemlərin termodinamikasi, Elektrik cərəyaninin bioloji təsiri, Dəyişən cərəyanin bioloji təsiri, Statik elektrik sahəsinin və maqnit sahəsinin insan orqanizminə təsiri, Elektromaqnit sahənin maddə ilə qarşiliqli təsiri, Elektromaqnit sahənin canli orqanizmə təsiri, Elektroterapiya, İşığın enerji xarakteristikasi, İşığın maddə ilə qarşiliqli təsiri, Görmənin biofizikasi, Göz mövzularına dair mühazirə mətnləri toplanmışdır.

Yükləməyə Keç [2,29 Mb] [ : 513] –>