biyofizikselVe
Biyoloji ve fizik arasındaki köprüdür. Biyoloji, yaşamı tüm karmaşıklığıyla ve yiyecek bulma, iletişim, çevreyi algılama ve üreme ile ilgili organizmaları inceler. Öte yandan fizik, doğanın matematiksel yasalarını araştırır ve ideal sistemleri yönlendiren kuvvetler hakkında ayrıntılı tahminler yapar. Biyofizik ayrıca yaşamın karmaşıklığı ile fizik yasalarının basitliği arasındaki zorlu problemlerle de ilgilenir.
Biyofizik, yaşam kalıplarını belirleyen ilkeleri araştırır. İlkeler geliştirildiğinde, ayrıntılı ve test edilebilir içgörüler ortaya çıkar.
Biyofizikçiler, atom ve moleküllerden hücrelere, organizmalardan çevreye kadar hayatın her adımını incelerken, uzmanlıklarını uygulayabilecekleri yeni alanlar keşfediyor ve laboratuvarlardan gelen yeni bilgilerle yeni şeyler öğreniyorlar. Amaçları biyolojik sistemlerin nasıl çalıştığını öğrenmektir.
Örneğin: “Protein makineleri” nasıl çalışır? Moleküler makineler bizim yaptığımız ve kullandığımız makinelerden milyonlarca kat daha küçük olmasına rağmen, moleküler makineler aynı prensiplerle çalışır. Ayrıca iş yapmak için enerji kullanırlar. Ökaryotik hücrelerde bulunan ve mitoz, mayoz ve hücre içi taşıma süreçlerinde önemli rol oynayan bir taşıyıcı protein türü olan kinesin, yürüme davranışı sergileyerek maddeyi taşır. Taşınacak maddeyi mikrotübüller vasıtasıyla taşır. Enerjisi ayrıca ATP’nin hidrolizi ile sağlanır. Nöronlar nasıl iletişim kurar? Biyofizikçiler, hücreler tarafından kullanılan kimyasallar için renkli protein etiketleri kullanmayı düşündüler. Böylece işaretlendiği kimyasalı kullandığı için her bir hücrenin farklı bir renge büründüğünü gözlemlemek mümkün oldu. Peki virüsler hücreleri nasıl istila eder? Bitkiler beslenmek için güneş ışığını nasıl kullanır? Bunun gibi sayısız soru ve cevapları biyofiziğin konuları arasındadır.
Biyofizik ayrıca DNA ve proteinlerdeki atomların nasıl düzenlendiğini de açıkladı. Protein molekülleri vücudun kimyasal reaksiyonlarını gerçekleştirir. Uzuvları hareket ettiren kasların itme ve çekme hareketlerini gerçekleştirirler. Proteinler gözlerimizin, kulaklarımızın, burnumuzun ve cildimizin maddesidir. Işığı görmek için yiyecekleri enerjiye dönüştürürler. Hastalığa karşı bağışıklık mühendisleridir. Proteinler hücrelerin içindeki onarım işini yapar ve büyümeyi düzenler. Beyindeki elektrik sinyallerinin açma kapama anahtarıdır. DNA’mızın planlarını okur ve gelecek nesiller için vücudumuza kopyalarlar.
Bir arabanın nasıl çalıştığını öğrenmek için önce parçaların nasıl bir araya geldiğini bilmemiz gerekir. Biyofizik sayesinde 50.000’den fazla proteindeki binlerce atomun tam olarak nerede olduğunu biliyoruz. Fizikçilerden doktorlara ve hatta öğrencilere kadar milyonlarca bilim insanı artık biyolojik makinelerin sağlık ve hastalıkta nasıl çalıştığını anlamak için bu protein modellerini kullanıyor.
Proteinlerdeki değişiklikler, hastaların ilaçlara farklı şekillerde yanıt vermesini sağlar. Bu farklılıkları anlamak, yeni ilaç tasarımlarında, tanı ve hastalık kontrolünde yeni olasılıklar açar. Yakında her hasta için etkisi ve yan etkisine göre ilaçlar hazırlanacak.
1940’lardaki deneyler, genlerin basit bir kimyasal olan DNA’dan yapıldığını gösterdi. Biyofizikçiler 1953’te DNA’nın çift sarmalını keşfedene kadar, bu kadar basit bir kimyasalın nasıl olup da bu kadar büyük bir mirasa sahip bir molekül haline gelebildiği bir sır olarak kaldı. DNA’nın yapısı dikkate değer bir keşifti. Tek bir kimyasaldaki küçük farklılıkların nasıl benzersiz bireyler üretebileceğini ve türleri koruyabileceğini gösterin.
Biyofizik, DNA’nın yaşam kitabı olarak ne kadar yararlı olduğunu göstermiştir. Hücrenin içinde genler bir kitap gibi açılıp kapanır, okunur, çevrilir ve kopyalanır. DNA’dan proteinlere kadar yaşamın moleküler mekanizması artık açıklanmıştır. 21. yüzyılın ilk on yılında, biyofizikçiler tüm insan genlerinin şifresini çözdüler. Tüm genler yaklaşık 200 farklı türden ve bazı genler 100.000’den fazla farklı türden tanımlanmıştır. Biyofizikçiler bu genleri kullanarak organizmaların birbirleriyle nasıl ilişki kurduklarını ve bireylerin nasıl farklılık gösterdiğini gösterdiler.
DNA ve proteinler hakkındaki keşifler, hastalıkların önlenmesi ve tedavisinde hızlı ilerlemelere yol açmıştır. Biyofizik, yüksek teknoloji ekonomileri için vazgeçilmez hale geldi. Biyofizik uygulamaları, toplumun ihtiyaçlarına bağlı olarak şaşırtıcı bir gelişme göstermiştir. Yirminci yüzyılda hastalıkların tedavisinde büyük ilerlemeler kaydedilmiştir. Biyofizik, bulaşıcı hastalıklara karşı güçlü aşıların üretilmesine yardımcı oldu. Diyabet gibi metabolik hastalıkları tanımladı ve takip etti. Kanser olarak bilinen hastalıkların tedavisinde araçlar ve bilgiler sağladı. Bugün, sağlık biyolojisi hakkında daha kısa sürede daha fazla şey öğreniyoruz.
Biyofizikçiler, hastalıkları teşhis etmek için MRI, CT, PET ve ultrason görüntüleme ekipmanı sağlar.
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]