بيوفيزيك، جاده اي دو طرفه ميان فيزيك و زيست شناسي

[masi eng 47044]

علوم طبيعي به آن دسته از علومي اطلاق ميشود كه سعي در توصيف طبيعت دارند. فيزيك و زيست شناسي دو شاخه بسيار قديمي و جذاب از علوم طبيعي را تشكيل ميدهند. در تقسيم بندي هاي تاريخي وظيفه شناخت جهان جاندار به عهده زيس تشناسان قرار گرفته و فيزيك سعي در تبيين جهان بي جان دارد. اما اكنون ما ميدانيم كه جهان جاندار از همان ماده اي ساخته شده كه در جهان بي جان يافت ميشود. بيش از نيمي از جرم بدن ما را آب تشكيل ميدهد. اين همان آبي است كه از مولكولهاي اكسيژن و هيدروژن تشكيل شده. همان آبي كه در دماي 100 درجه سليسيوس ميجوشد و در 0 درجه يخ ميزند. ما ميدانيم كه نيروهاي وارد بر اتمها و مولكولهاي تشكيل دهنده ي موجودات جاندار از همان جنس نيروهايي هستند كه در فيزيك آنها را دسته بندي كرده ايم. بارهاي مثبت و منفي با قانون كولن همديگر را دفع و يا جذب ميكنند. ميدانيم كه عناصر تشكيل دهنده بدن موجودات زنده همان عناصري هستند كه در جدول تناوبي، آنها را بر حسب خواص فيزيكي و شيميايي شان مرتب كرده ايم. پس اين انتظاري كاملا منطقي است كه بخواهيم حداقل قسمتي از جهان جاندار را به كمك آنچه در فيزيك آموخته ايم تحليل كنيم. اين حركت در مطالعه رفتارهاي سيستمهاي زيستي به كمك قوانين فيزيك اولين بار به وسيله فيزيكداناني مانند شرودينگر آغاز گشت. اين تلاش از طرف زيس تشناسان نيز با آغوش باز استقبال گشت. اين همكاري باعث پايه گذاري شاخه جديد بيوفيزيك شد كه يكي از شاخه هاي علمي" بين رشت هاي" به حساب ميآيد. البته اينكه اين رشته عمر كوتاهي حدود نيم قرن را دارد به دليل پيچيدگي فيزيك حاكم بر سيستمهاي زيستي و همچنين مقياس هاي طولي و زماني فراين دها در اين سيستمهاست. فيزيكدانان براي آنكه بتوانند فيزيك سيست مهاي زيستي را مطالعه كنند نيازمند ابزارهايي چون مكانيك آماري، مكانيك كوانتمي، و هم چنين توانايي بررسي سيستمهاي پيچيده، سيستمها ي خارج از تعادل و سيستم هاي در ابعاد نانومتر بودند. چنين تواناييهايي هم در تئوري و هم در ابزارهاي آزمايشگاهي در سالهاي اخير اين امكان را در اختيار زيست –فيزي كدانان قرار داده تا فيزيك حاكم بر محيطهاي زنده را مطالعه كنند. البته اين رابطه هيچگاه يك رابطه يك سويه نبوده و از آنطرف نيز فيزيك سيستم هاي زنده پنجره هاي جديدي را در برابر فيزيكدانان گشوده است. امروزه بررسي سيستمهاي زيستي، به ما م يآموزد كه چگونه داشتن موتوري با بهره بسيار بالا و در ابعاد فقط چند نانومتر امكان پذير است. همچنين م ييابيم كه توليد دريچ ههايي در ابعاد نانومتر براي عبور انتخابي يونها در ديوار هي غشا ها كاري بسيار ساده است و يا آزمايش با تك مولكول عملي است. از طرف ديگر بيوفيزيك مسائلي به جامعه فيزيك معرفي كرده است كه اگر چه فيزيكدانان همچنان در حل آن ناموفق بود هاند، ولي به انجام آن اميدوار اند. براي مثال، مسائلي از قبيل پيچش پروتئي نها، ساز و كارِ خواندن اطلاعات از روي DNA ، عدم وجود تقارن چپ و راس تگرد و بعضي مسائل ديگر.

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام