12
Қорытынды
Адам "биофизика"
сөзін алғаш естігенде, оның басында бірден күрделі
бейнелер пайда болады. Әсіресе қорқынышты биологтардың көз алдында тұр,
өйткені биологияда физика қайдан пайда болады? Жауап қарапайым-барлық
биологиялық процестер химия мен физикамен өте тығыз байланысты, өйткені
биологиялық объектілердің тіршілігі негізінен биологиялық молекулалар мен
иондардың электрлік импульстармен бірге қозғалуы арқылы жүзеге
асырылады. Жеке биологиялық молекулаларды зерттеу кезінде физика қайдан
пайда болады? Барлығы тағы да қарапайым-барлық биологиялық молекулалар
атомдардан тұрады, яғни оларда электронды бұлт, заряд және спин бар.
Биология дегеніміз не? Джон
Берналдың анықтамасына сәйкес, "
биология негізінен географияға ұқсас сипаттамалық ғылым... Әрине, шынайы
және жалпы биология болуы керек. Сөздің толық мағынасында шынайы
биология барлық ұйымдасқан объектілердің табиғаты мен белсенділігі туралы
ғылым болар еді, олар қай жерде болса да — біздің планетамызда, Күн
жүйесінің басқа планеталарында немесе басқа жұлдыздық жүйелерде".
Физика,
өз
кезегінде,
жаратылыстану
ғылымының
саласы:
қарапайымдылар туралы ғылым және сонымен
бірге табиғаттың ең жалпы
заңдары, материя, оның құрылымы мен қозғалысы туралы. Физика заңдары
барлық жаратылыстанудың негізінде жатыр.
"Биофизика" сияқты ұғымның анықтамасы көп, олардың кейбіреулері:
Биофизика-молекулалар мен жасушалардан бастап жалпы биосфераға
дейінгі барлық деңгейлерде тірі табиғаттың болуының физикалық аспектілерін
зерттейтін
биологияның бөлімі; биологиялық объектілерді күрделі сызықтық
емес физикалық жүйелердің бір түрі ретінде зерттейтін қазіргі Математикалық
физиканың бөлімі; ұйымның әр түрлі деңгейіндегі биологиялық жүйелерде
болатын физикалық процестер және биологиялық объектілерге әсері туралы
ғылым. әртүрлі физикалық факторлардың объектілері. Биофизика тірі
объектілерді ұйымдастырудың физикалық механизмдері мен олардың тіршілік
әрекетінің биологиялық ерекшеліктері арасындағы
байланысты анықтауға
арналған.
Биофизика-тірі организмдердегі физикалық және физика-химиялық
құбылыстарды, биополимерлердің құрылымы мен қасиеттерін, әртүрлі
физикалық факторлардың тірі жүйелерге әсерін зерттейтін ғылым
("энциклопедиялық сөздік").
Юрий Мешалкин (лазерлік фотобиофизика зертханасының меңгерушісі,
Новосибирск) келесі анықтаманы береді:"биофизика —
биологиялық
жүйелердің жұмыс істеуі үшін маңызды физикалық құбылыстар мен
13
қасиеттерді зерттейтін және ол үшін физика мен физикалық химияның
эксперименттік және теориялық әдістерінің кешенін қолданатын ғылым".
Андрей Рубин (М.в. Ломоносов атындағы ММУ биология факультетінің
биофизика
кафедрасының
меңгерушісі)
биофизиканы
"биологиялық
процестердің негізінде жатқан қарапайым және іргелі өзара әрекеттесу туралы
ғылым"деп сипаттайды. Сонымен бірге, "биофизиканың маңызды мазмұны:
молекулалық деңгейде биологиялық маңызды
өзара әрекеттесудің жалпы
принциптерін табу, қазіргі физика заңдарына сәйкес олардың табиғатын ашу,
математиканың соңғы жетістіктерін қолдана отырып химия және осы
сипатталған биологиялық құбылыстарға сәйкес келетін бастапқы жалпыланған
ұғымдарды дамыту".
Михаил Волкенштейн (кеңестік физик-химик және биофизик)
биофизиканың анықтамасын оның міндеттері арқылы ұсынды: "биофизиканың
міндеттері Физиканың жалпы принциптеріне негізделген өмір құбылыстарын
білуден және заттың атомдық-молекулалық құрылымын зерттеуден тұрады".
Осылайша, биофизика-бұл ұйымның биологиялық деңгейінде зат пен
энергияның ұйымдастырылуы мен қайта бөлінуін зерттейтін күрделі, көп
тапсырмалы
ғылым.
Биофизиканың
негізгі
құралы-молекулалардан
спектрлерді тіркеуге қабілетті спектрлік құрылғылар. Мысалы,
хлорофиллдің
флуоресценция
спектрлері
бойынша
экологиялық
биофизика
фитопланктонның фотосинтетикалық аппаратының күйін анықтай алады, ал
оптикалық спектрлермен бірге фотосинтезге қатысатын пигменттердің
шыңдары мен максимумдарының орналасуы бойынша зерттелетін аймақта
фитопланктонның қандай түрлері өмір сүретіні
туралы қорытынды жасауға
болады, ал популяциялардың өзгеруі бойынша зерттелетін аймақтың
экожүйесінде болған өзгерістер туралы қорытынды жасауға болады облыстар.
Екінші жағынан, биофизиктер жалғыз молекулалардың флуоресценциясын
белсенді қолданады (мысалы, Palm және STORM әдістерін басқа
"биомолекулалар"мақалаларында
толығырақ
оқуға
болады).
Биомолекулалардың кеңістіктік (үш өлшемді)
құрылымын қалпына келтіруге
физикалық сигналдар (электронды немесе рентгендік дифракция, сондай — ақ
ядролық магниттік резонанс) арқылы қабілетті биофизиканың өте жоғары
технологиялық әдістері бар-бұл сала құрылымдық биология деп аталады.
Сонымен, математикалық және компьютерлік модельдеу биофизикада
маңызды рөл атқарады, бұл әртүрлі биологиялық жүйелердің —
молекулалықтан популяцияға дейінгі нақты имитацияларын құруға мүмкіндік
береді.