Biofizika – biologik fanlar emas. molekulyar biofizika

“Müasir tibb elminin çağırışları və tibbi təhsilin problemləri” adlı birinci sessiyada kimya üzrə Nobel mükafatı laureatı, professor Arye Varşel çıxış edərək, müxtəlif xəstəliklərlə mübarizədə kompüter modelləşdirməsinin və biofiziki analizin istifadəsi haqqında danışıb. Daha sonra məruzələrlə İllinoys universitetinin oftalmologiya və vizual elmlər kafedrasının rəhbəri Mark Rozenblatt (Çikaqo, ABŞ), “Proton Partners International” şirkətinin tibb məsələləri üzrə direktoru və yaradıcısı, Bukingem universitetinin tibb kafedrasının dekanı, doktor Sikora Karol Edvard (London, Böyük Britaniya), həmçinin Hindistanın Tibbi şurasının üzvü cənab Müzəffər Əhməd çıxış ediblər.

Молекулярная биофизика

Биофизика как наука требует молекулярного обоснования. Молекулярную биофизику можно назвать физикой белков и нуклеиновых кислот, поскольку эти биологические молекулы играют наиважнейшую роль во всех клеточных процессах. В настоящее время данная область биофизики считается наиболее развитой.

В молекулярной биофизике рассматривают специфические свойства и строение сложных молекул, которые определяют явления и процессы, происходящие в живой природе.

Молекулярная биофизика является основой исследования процессов жизнедеятельности клеток и систем всех уровней и их функций. От молекулы следует переходить к надмолекулярным системам, клеткам и организмам.

Определение 1

Молекулярную биофизику можно определить как область пересечения молекулярной физики, химии и молекулярной биологии.

Профессия «Аналитик данных»

Научись работать с метриками продукта и маркетинга, проводить сбор данных, применять знания статистики для анализа

Молекулы, которые исследует биофизика, существенно отличаются от молекул неживой природы. Самыми сложными из известных молекул на сегодняшний день являются белки. Белки и нуклеиновые кислоты – это динамические системы, поведение которых определяют положение и функционирование каждого структурного элемента этих макромолекул.

Задачи молекулярной биофизики

Основной задачей молекулярной биофизики считают изучение особенностей, которые определяют строение и свойства молекул в биологии.

Физическая теория, применяемая в молекулярной биофизике, это теория строения и физических свойств молекул в совокупности с теорией методов их экспериментального исследования.

К важнейшим задачам молекулярной биофизики относят исследование строения и физико- химических свойств биологически функциональных молекул. Данный раздел биофизики пытается описать физические механизмы, которые отвечают за биологическую активность молекул.

Замечание 1

Под структурой молекулы понимают пространственное расположение всех ее атомов. В молекулярной биофизике структура молекулы описывается при помощи структурной химической формулы, длин всех связей и углов между связями, распределением зарядов на поверхности, величиной подвижности отдельных участков, изменчивостью структуры в зависимости от параметров, характеризующих внешнюю среду.

«Молекулярная биофизика» ��
Готовые курсовые работы и рефераты
Консультации эксперта по предмету
Помощь в написании учебной работы

Исследования структурной организации макромолекул очень важная задача. Вопросы, которые ставятся в молекулярной биофизике в связи с этой задачей:

Какова связь структуры молекулы и ее биологической функции?
Какие особенности структуры молекулы требуются для реализации определённой функции молекулы?
Каковы структурные изменения, происходящие в период функционирования биологических молекул?

Многообразие функций макромолекул в клетке в большой мере определено их пространственной организацией. Самой трудной задачей молекулярной биофизики, в этой связи, является определение физических основ, стабилизирующих молекулу. В результате стабилизации макромолекулы имеют наиболее компактную пространственную структуру, которая отличается тонкой организацией и большой спецификой. Биологическая активность молекулы чувствительна к изменениям в пространственной структуре.

Теоретический базис и методы молекулярной биофизики

Для изучения биологических макромолекул используют физические подходы и арсенал биофизических методов.

В молекулярной биофизике рассматривают свойства молекул, которые находятся в равновесии, следовательно, можно применять соответствующий физико- математический аппарат.

Основой для рассмотрения молекул в состоянии равновесия стали: равновесная термодинамика; статистическая механика; квантовая механика.

Для проведения эмпирических исследований в молекулярной биофизике используют широкий спектр физических методов исследования биологически функциональных молекул, например:

седиментацию в ультрацентрифуге, рассеяние света в веществе, рассеяние рентгеновских лучей растворами. Эти методы используют для получения информации о молекулярных массах, размерах и формах макромолекул;
методы исследования структуры молекул, которые основываются на взаимодействии света с веществом. При этом используют волны разной длины от рентгеновского излучения до радиоволн;
методы оптики и спектроскопии (рентгеноструктурный анализ, $γ$ – резонансную спектроскопию, электронные и колебательные спектры;
спектрополямитрию;
методы калометрии, используемые для исследований превращений биологических макромолекул;
электронную микроскопию.

Практическое применение молекулярной биофизики

Успехи молекулярной биофизики дали возможность медицине рассматривать некоторые патологии на молекулярном уровне. Такой подход позволил найти скрытые молекулярные аномалии, которые находятся в основе ряда заболеваний. Например, гемоглобинопатия.

Установлено, что нарушение работы гемоглобина происходит при:

неправильном связывании гема аминокислотами, которые не дают образовываться координационным связям с железом конкурирующих с кислородом других лиганов (свободных аминокислот, воды, фосфата);
дефекте конформации полипептидных цепей;
нарушении $α_1 β_1-$ и $α_1 β_2$ – контактов между субъединицами, которое сопровождает изменение четвертичной структуры.

Замены аминокислот, которые ведут к жизни выше перечисленные нарушения Hb – это причины врождённых гемолитических анемий. На сегодняшний момент описано более 200 видов гемоглобина человека, которые имеют специфику в аминокислотных рядах.

Примером заболевания, которое вызвано нарушениями конформации полипептидной цепи, является серповидноклеточная анемия. При таком заболевании эритроциты обладают не круглой, а серпообразной или зазубренной формой, становятся жесткими. Молекулы объединяются, возникают квазикристаллические структуры, это объясняет аномальную форму и повышенную жесткость эритроцита. Видоизмененные клетки загораживают проход другим эритроцитам, которые тоже становятся серповидными, отдавая кислород. Происходит закупоривание мелких кровеносных сосудов. Понимание молекулярного механизма возникновения серповидноклеточной анемии дало возможность наметить пути лечения этого заболевания.

Biofizika – biologik fanlar emas . molekulyar biofizika

Eng qadimgi fanlardan biri, albatta, biologiya hisoblanadi. Insonlar va atrofdagi mavjudotlar yuzaga kelgan jarayonlarga xalqning qiziqishi bizning davrimizdan bir necha ming yil oldin paydo bo’ldi.

Hayvonlarni, o’simliklarni, tabiiy jarayonlarni kuzatish odamlar hayotining muhim qismidir. Vaqt o’tishi bilan bilish juda ko’p miqdorda to’planib, jonli tabiatni va undagi mexanizmlarni o’rganish usullarini ishlab chiqdi va ishlab chiqdi. Bu murakkab fanni tashkil etuvchi ko’plab bo’limlarning paydo bo’lishiga olib keldi.

Hayotning turli sohalarida biologik tadqiqotlar bizga sayyoramiz biomassasini tushunish uchun muhim bo’lgan yangi qimmatli ma’lumotlarni olish imkonini beradi. Ushbu ma’lumotlardan amaliy maqsadlarda (kosmik qidiruv, tibbiyot, qishloq xo’jaligi, kimyo sanoati va boshqalar) foydalaning.

Zamonaviy biologiya

Bugun ko’p qirrali ilm-fanning yutuqlari ko’p ijobiy natijalarga erishishga imkon beradi. Shunday qilib, zamonaviy ilm-fan inson kasalliklari muammolariga virus va bakteriyalar ta’siridan bir qator yechimlarni taklif qiladi. Taxminan 3 oy davomida kosmikda sog’liqqa zarar etkazmasdan, kislorod mikroorganizmlari yoki bir hujayrali o’simliklar manbai sifatida foydalanish mumkin bo’lgan .

Ko’pgina kashfiyotlar barcha jonli tizimlarning ichki strukturasi va faoliyatida biologik tadqiqotlar qilish imkonini berdi. Organizmlarning molekulyar tarkibi, mikroyapıları, inson va hayvon genomlarından, o’simliklardan ko’plab genlarni o’rganib, o’rgangan. Biotexnologiya, hujayra va genetik muhandislikning mahsullari bir mavsum uchun bir nechta o’simliklarni olish imkonini beradi, shuningdek, ko’proq go’sht, sut va tuxum keltiradigan hayvon zotlarini tug’diradi.

Mikroorganizmlarni o’rganish antibiotiklarni olish va ko’plab kasalliklarni fath qilish imkonini beradigan o’nlab va yuzlab vaksinalarni yaratish imkonini berdi, hatto ilgari minglab odamlar va hayvonlarning hayoti butun epidemiyalar tomonidan yo’q qilingan.

Shuning uchun zamonaviy biologiya fani ilm-fan, sanoat va sog’liqni saqlashning ko’plab sohalarida insoniyatning cheksiz imkoniyatlarini anglatadi.

Biologiya fanlari tasnifi

Birinchi bo’lib biologiya fanining alohida bo’limlari paydo bo’ldi. Botanika, zoologiya, anatomiya va sistematika kabi. Keyinchalik texnik vositalar intizomi – mikrobiologiya, virusologiya, fiziologiya va shu kabilarga qaram bo’lib qoldi.

XX-XXI asrda shakllangan va zamonaviy biologiyani rivojlantirishda muhim rol o’ynaydigan bir qator yosh va ilg’or ilmlar mavjud.

Biologik ilmlarni tartibga soladigan birorta ham tasnif yo’q. Ularning ro’yxati har qanday holatda juda ta’sirli bo’lib, ulardan biri deb hisoblang.

Quyidagi bo’limlarni o’z ichiga oladi:

Algologiya;
Dendrologiya;
Sistematika;
Anatomiya;
Morfologiya;
Fiziologiya;
Bryologiya;
Paleobotaniya;
Ekologiya;
Geobotanika;
Ethnobotany;
O’simliklarni ko’paytirish.

Quyidagilarning bir qismi bo’lgan intizomlar:

Acarologiya;
Kallopterologiya;
Sistematika;
Araxnologiyalar;
Lepidopterologiya;
Teriologiya;
Gimenopterologiya;
Malakologiya;
Felinologiya;
Mimikologiya;
Fiziologiya;
Gippologiya;
Ornitologiya;
Entomologiya;
Ixtiyologiya;
Etologiya;
Kinologiya;
Parazitologiya;
Primatologiya.

Topografik anatomiya;
Qiyosiy;
Muntazam;
Yoshga bog’liq;
Plastik;
Funktsional;
Tajribali.

Bakı
Beynəlxalq
Humanİtar Forumu

30 sentyabr 2016-cı il tarixində V Bakı Beynəlxalq Humanitar Forumu çərçivəsində keçirilən “Molekulyar biologiya, biofizika, biotexnologiya və müasir tibdə kadr hazırlığı məsələləri: innovativ və etik problemlər” mövzusuna həsr olunan dəyirmi masada aşağıdakı bölmələr üzrə fikir mübadiləsi aparılıb:

Müasir tibb elminin çağırışları və tibbi təhsilin problemləri
Hazırki mərhələdə molekulyar biologiya, biofizika və biotexnologiyanın innovativ və etik problemləri
Müasir tibbin aktual məsələləri üzrə beynəlxalq əməkdaşlığın genişləndirilməsi problemləri

Dəyirmi masa I.M.Seçenov adına Birinci Moskva Dövlət Tibb Universitetinin Bakı filialı tərəfindən təşkil olunub.

Dəyirmi masanın işində kimya, fiziologiya və tibb üzrə 5 Nobel mükafatı laureatı, 25 alim və ən yaxşı xarici tibb universitetləri və mərkəzlərinin rəhbərləri, elmin müxtəlif sahələrindən mütəxəssislər, Azərbaycanın tibb müəssisələrinin 90 aparıcı alimi və klinistlər və I.M.Seçenov adına Birinci Moskva Dövlət Tibb Universitetinin Bakı filialının 30 ən yaxşı 2-ci kurs tələbələri iştirak edib.

Tədbiri giriş sözü ilə dəyirmi masanın moderatoru – I.M.Seçenov adına Birinci MDTU-nun Bakı filialının rektoru, professor Əziz Əliyev açıb.

Qonaqları salamlayan professor Ə.Əliyev Bakı forumu kimi irimiqyaslı tədbirin təşkilinə görə dəyirmi masanın iştirakçıları adından Azərbaycan Prezidenti İlham Əliyev cənabları təşəkkürünü bildirib. Həmçinin, I.M.Seçenov adına Birinci MDTU-nun Bakı filialının təşəbbüskarı – Azərbaycanın Birinci xanımı Mehriban xanım Əliyevaya təşəkkür bildirilib.

Mövzunun aktuallığını vurğulayan professor Ə.Əliyev dəyirmi masada Nobel mükafatı laureatlarının, müxtəlif xarici universitetlərdən və mərkəzlərdən alimlərin və klinistlərin iştirakının dəyirmi masanın hər üç istiqaməti üzrə məsələlərin ətraflı müzakirəsinə kömək edəcəyini qeyd edib.

Daha sonra söz I.M.Seçenov adına Birinci MDTU-nun İctimai Əlaqələr və Tərbiyə işi üzrə prorektoru, RTEA-nın müxbir üzvü, professor Ivan Mixayloviç Çijə verilib. O, dəyirmi masanın iştirakçılarına I.M.Seçenov adına Birinci MDTU-nun rektoru, RTEA-nın müxbir üzvü, professor Pyotr Vitalyeviç Qlıboçkonu təbrikini çatdırıb. Təbrikdə forumun gündəliyinin ilbəil daha da çoxşaxəli, dolğun və aktual olduğu, lakin bir şeyin dəyişmədiyi – Forumun elm, təhsil, tibb, mədəniyyət və incəsənət sahəsində məhsuldar əməkdaşlığın dərinləşməsinə çalışan ölkələri və insanları birləşdirməsi vurğulanıb.

“Müasir tibb elminin çağırışları və tibbi təhsilin problemləri” adlı birinci sessiyada kimya üzrə Nobel mükafatı laureatı, professor Arye Varşel çıxış edərək, müxtəlif xəstəliklərlə mübarizədə kompüter modelləşdirməsinin və biofiziki analizin istifadəsi haqqında danışıb. Daha sonra məruzələrlə İllinoys universitetinin oftalmologiya və vizual elmlər kafedrasının rəhbəri Mark Rozenblatt (Çikaqo, ABŞ), “Proton Partners International” şirkətinin tibb məsələləri üzrə direktoru və yaradıcısı, Bukingem universitetinin tibb kafedrasının dekanı, doktor Sikora Karol Edvard (London, Böyük Britaniya), həmçinin Hindistanın Tibbi şurasının üzvü cənab Müzəffər Əhməd çıxış ediblər.

“Hazırki mərhələdə molekulyar biologiya, biofizika və biotexnologiyanın innovativ və etik problemləri” adlandırılan növbəti işçi sessiyada kimya üzrə Nobel mükafatı laureatı, professor Avram Herşko, Texnion – İsrail texnologiya institutunun Rappoport tibb fakültəsi (Hayfa, İsrail) orqanizmimizdə proteinlərin rolu mövzusu ilə çıxış edib, kimya üzrə Nobel mükafatı laureatı, Vaytsman institutunun professoru, Kimmelman adına Biomolekulyar strukturların tədqiqatı mərkəzinin direktoru Ada Etil Yonat isə öz məruzəsində müasir tibb sahəsindəki əsas problemlərdən, ekoloji aspektlərdən və mikrobiomadan danışıb.

Sessiyanı immunlaşdırmanın rolu haqqında məruzə ilə fiziologiya və tibb üzrə Nobel mükafatı laureatı, əməkdar professor Rolf Martin Tsinkernagel davam etdirib. O, tibdə kəskin yoluxucu xəstəliklərə qarşı təsirli vaksinlərin nə üçün işlənib hazırlandığını və uğurla istifadə olunduğunu, lakin eyni zamanda xroniki xəstəliklərə, QİÇS, vərəm və ya onkoloji xəstəliklərə qarşı vaksinlərin hələ də işlənib hazırlanmadığını izah edib. Daha sonra Azərbaycan Respublikası Milli Məclisinin Səhiyyə komitəsinin sədri, akademik Əhliman Əmiraslanov çıxış edib. O, molekulyar biologiya və biotexnologiyada bioetika məsələsinə toxunub. 1999-cu ildə Azərbaycanda UNESCO yanında Milli bioetika, elm və texnologiyanın etikası komitəsinin yaradıldığı qeyd olunub. Növbəti məruzəçi – Texas Universiteti yanında M.D.Anderson adına Onkologiya mərkəzinin süd vəzinin onkologiyası üzrə professoru Banu Arun mərkəzdə aparılan və xəstəlikləri, o cümlədən xərçəng xəstəliyini genetik səviyyədə aşkar etməyə imkan verən tədqiqatlardan, habelə bununla bağlı etik problemlərdən: tədqiqatların nəticələrindən və bu tədqiqatların şəxsə və onun ailə üzvlərinə təsirindən danışıb. Məlumatların və qloballaşmanın birgə istifadə olunduğu dövrdə məlumatların məxfiliyinin ən vacib etik aspektlərdən biri olduğu qeyd edilib.

“Müasir tibbin aktual məsələləri üzrə beynəlxalq əməkdaşlığın genişləndirilməsi problemləri” adlı üçüncü sessiyada kimya üzrə Nobel mükafatı laureatı, professor Aaron Çexanover, Texnionun İnteqrativ onkologiya mərkəzi, Texnion – İsrail texnologiya institutunun tibb fakültəsi (Hayfa, İsrail), əsas ixtiralar, elmi ideyalar və onların təcrübədə tətbiqi arasında “körpü”nün yaradılması imkanından danışıb. Veyl Kornel Tibb kollecinin səhiyyə sahəsində Qlobal təhsil şöbəsinin direktoru, professor Finkel Madelon Lyubin (Nyu-York, ABŞ), universitetin işi, birgə layihələrin və kliniki tədqiqatların keçirilməsi zamanı xəstəliklərin müalicəsi və erkən diaqnostikasında nailiyyətlər haqqında təqdimatla çıxış edib. Professor Finkelin dediyi kimi: mikroblar üçün dövlət sərhədi mövcud deyil. M.D.Anderson adına Texas Onkologiya Mərkəzinin Qlobal akademik proqramlar layihəsinin rəhbəri Frensis Karen Virciniya müasir tibbin aktual məsələləri üzrə beynəlxalq əməkdaşlığın möhkəmləndirilməsi sahəsində mövcud olan problemlərdən danışıb. Bu sessiyada həmçinin “Operations CIS PRA Health Sciences”in icraçı direktoru cənab Arsen Kubatayevin və tibb elmləri doktoru, Azərbaycan Respublikası Səhiyyə nazirliyinin Milli elmi-tədqiqat kardiologiya institutunun keçmiş rəhbəri əməkdar professor Helfqat Yevgeni Borisoviçin məruzələri dinlənilib. Onlar tibbin müxtəlif sahələri, tibbi təhsil, xəstəliklərin profilaktikası üzrə beynəlxalq əməkdaşlığın zəruriliyini qeyd edib.

Dəyirmi masanı yekunlaşdıraraq, professor Əziz Əliyev tədbirdə tibbin son dərəcə dəyərli və aktual məsələlərinin müzakirə edildiyini, dünya tibbinin uğurları barədə ətraflı məlumatın təqdim olunduğunu qeyd edib. I.M.Seçenov adına Birinci MDTU-nun Bakı filialının rektoru aparılan təcrübə mübadiləsinə görə tanınmış alimlərə minnətdarlığını bildirib və dəyirmi masada aparılan müzakirələrin öz töhfəsini verəcəyinə əmin olduğunu vurğulayıb.

Sonda dəyirmi masanın iştirakçıları V Bakı Beynəlxalq Humanitar Forumunun bəyannaməsini qəbul ediblər.