Зика як наука

Біофізика - розділ фізики та сучасної біології, який вивчає фізичні аспекти існування живої природи на всіх її рівнях, починаючи від молекул і клітин і закінчуючи біосферою в цілому; це наука про фізичні процеси, що протікають в біологічних системах різного рівня організації та про вплив на біологічні об'єкти різних фізичних факторів. Біофізика покликана виявляти зв'язки між фізичними механізмами, що лежать в основі організації живих об'єктів і біологічними особливостями їх життєдіяльності. Узагальнено можна сказати, що біофізика вивчає особливості функціонування фізичних законів на біологічному рівні організації речовини. Біофізика - наука міждисциплінарна і для роботи в ній потрібні знання фізики, біології, хімії та медицини. Тому біофізичних орієнтовані дослідження проводяться не тільки в спеціалізованих інститутах, але також і в біологічних, хімічних, фармакологічних і медичних. У біофізики виділяють наступні розділи: кінетика біологічних процесів; термодинаміка біологічних процесів: перетворення енергії в живих структурах; молекулярна біофізика; біофізика мембранних процесів: властивості біологічних мембран і їх частин; біофізика фотобиологических процесів; радіаційна біофізика; математична біофізика і ін.

Біологічні об'єкти, як правило, дуже складні і на що протікають в них процеси впливають багато факторів, які часто залежать один від одного. Фізика дозволяє створити спрощені моделі об'єкта, які описуються законами термодинаміки, електродинаміки, квантової і класичної механіки. За допомогою співвідношення фізичних даних з біологічними можна отримати більш глибоке розуміння процесів в досліджуваному біологічному об'єкті.

2. Структурні основи цитоплазматичної мембрани її біологічне значення.

Жива клітина - елементарна жива система, яка є основою будови всіх тварин і рослин.

Найважливішими умовами існування клітини є:

1) Автономність по відношенню до навколишнього середовища (речовина клітини не повинно змішуватися з речовиною оточення);

2) Постійний, регульований обмін речовиною і енергією з навколишнім середовищем. Ці 2 умови забезпечуються нормальним функціонуванням біологічних мембран.

З точки зору структури мембрана являє собою матрицю для мембранних ферментів, рецепторів і інших компонентів, що створюють бар'єрну функцію. Молекули фосфоліпідів складаються з полярної головки (П), до складу якої входить одне з полярних сполук (холін, етаноламін і ін.) І неполярного хвоста (Г), який містить гліцерин, жирні кислоти, фосфорну кислоту. Фосфоліпідні молекули володіють властивістю амфільності: полярна головка гідрофільна, тобто змочують водою, а «хвіст» є гідрофобним, тобто не змочується водою. За формою молекули фосфоліпідів представляють сплющені циліндри, ¼ яких гідрофільна, а ¾ гідрофобні. У водних розчинах такі молекули самозбирається, намагаючись заховати від води гідрофобні хвости, і утворюють подвійний фосфоліпідний шар - власне основу мембрани. В цей шар вбудовуються поверхневі (ПБ) та інтегральні (ІБ) білки. Поверхневі білки утримуються електростатичними силами, а інтегральні - міцними гідрофобними взаємодіями. Також до складу мембрани можуть входити білки 3-го типу - ці білки наскрізь пронизують мембрану. Білки 4-го типу утворюють білкові канали. Фосфоліпідні молекули можуть бути позбавлені одне з хвостів, в такому випадку вони перебудовуються і утворюють пори а мембрані, що порушує бар'єрну функцію мембрани. Така модель мембрани отримала назву рідинно-мозаїчної і є загальноприйнятою.

Виділяють 3 основні функції біологічних мембран:

1) Бар'єрна - забезпечує селективний, регульований активний і пасивний обмін речовиною з навколишнім середовищем;

2) Матрична - забезпечує певний взаємне розташування і орієнтацію мембранних білків, забезпечує їх оптимальну взаємодію;

3) Механічна - забезпечує міцність і автономність клітини і внутрішньоклітинних структур.

Крім цього виділяють інші функції:

1) Енергетична - синтез АТФ на внутрішній мембрані мітохондрій;

2) Генерація і проведення біопотенціалів;

3) Рецепторная (велика кількість рецепторів на зовнішній поверхні мембрани).