الفيزياء الحيوية أو بيوفيزياء Biophysics (الفيزياء البيولوجية) هي أحد الاختصاصات المتداخلة التي تعمل على تطبيق نظريات و مناهج الفيزياء على مسائل و معضلات ضمن علم الأحياء.
أبحاث الفيزياء الحيوية تلخص الكثير من الدراسات البيولوجية التي لا تتشارك بصفة مميزة أو عامل مشترك ، و لا حتى موضوع موحد أو تعريفات واضحة و مختصرة . تتضمن دراسات الفيزياء الحيوية مجالا واسعا يضم من تحليل المتتاليات sequence analysis إلى الشبكات العصبونية neural network . من الدراسات القديمة أيضا للبيوفيزياء تصنيع أطراف ميكانيكية للإنسان و آلات نانوية و حتى تنظيم الوظائف البيولوجية بطرق مختلفة لكن العديد من هذه الدراسات حاليا استقل لوحده فيما يعرف بالتقانة النانوية و الهندسة الحيوية .
مواضيع في الفيزياء الحيوية و تطبيقاتها
- Animal locomotion
- فيزياء حيوية خلوية Cellular biophysics
- القنوات, المستقبلات عبر-غشائية و الواقل
- فيزيولوجيا كهربائية Electrophysiology
- غشاء الخلية Cell membrane
- ترموديناميك بيولوجي Biological thermodynamics أو علم الطاقة الحيوي Bioenergetics
- بيولوجيا ثقالية Gravitational biology
- محرك جزيئي Molecular motors
- العضلات و قابلية التقلص contractility
- حمض نووي
- فيزياء حيوية نووية Photobiophysics و فوتونيات حيوية biophotonics
- بروتينات
- التأشير الحيوي)
- تجمعات جزيئية فائقة Supramolecular assemblies
- مطيافية Spectroscopy ، تصوير imaging ، الخ.
- علوم عصبية للأنظمة Systems neuroscience
- تشفير عصبي Neural encoding
- بيونيك Bionics
- غشاء متعدد الكبريت Polysulphur membranes
- حساس حيوي Biosensor و إلكترونيات حيوية Bioelectronics
- علم الأحياء الكمومي Quantum biology .
فيزيائيون حيويون مشهورون
- لويغي غالفاني Luigi Galvani ، مكتشف bioelectricity
- هيرمان فون هولمهولتز Hermann von Helmholtz ، أول من قاس سرعة نبض العصب nerve impulses; درس السمع و الرؤية
- آلان هودجكن Alan Hodgkin & أندرو هكسلي Andrew Huxley ، نظرية رياضية حول كيف يمكن لتدفق الأيونات أن تولد نبضات عصبية
- جورج فون بيكيسي Georg von Békésy ، أبحاث حول الأذن البشرية
- بيرنارد كاتز Bernard Katz ، اكتشاف كيفية عمل المشبك
- Hermann J. Muller, discovered that X-rays cause mutations
- Linus Pauling & Robert Corey, co-discoverers of the alpha helix and beta sheet structures in proteins
- Fritz-Albert Popp, pioneer of biophotons work
- J. D. Bernal, X-ray crystallography of plant viruses and proteins
- Rosalind Franklin, Maurice Wilkins, James D. Watson and Francis Crick, pioneers of DNA crystallography and co-discoverers of the genetic code
- Max Perutz & John Kendrew, pioneers of protein crystallography
- Allan Cormack & Godfrey Hounsfield, development of computer assisted tomography
- Paul Lauterbur & Peter Mansfield, development of magnetic resonance imaging
فيزيائيون حيويون لامعون
- Adolf Eugen Fick, responsible for Fick's law of diffusion and a method to determine cardiac output.
- Howard Berg, characterized properties of bacterial chemotaxis
- Steven Block, observed the motions of enzymes such as kinesin and RNA polymerase with optical tweezers
- Carlos Bustamante, known for single-molecule biophysics of molecular motors and biological polymer physics
- Steven Chu, Nobel Laureate who helped develop optical trapping techniques used by many biophysicists
- Friedrich Dessauer, research on radiation, especially X-rays
- Julio Fernandez
- John J. Hopfield, worked on error correction in Transcription and Translation (kinetic proof-reading), and associative memory models (Hopfield net)
- Martin Karplus, research on molecular dynamical simulations of biological macromolecules.
- Franklin Offner, professor emeritus at Northwestern University of professor of biophysics, biomedical engineering and electronics who developed a modern prototype of the electroencephalograph and electrocardiograph called the dynograph
- Benoit Roux
- Mikhail Volkenshtein, Revaz Dogonadze & Zurab Urushadze, authors of the 1st Quantum-Mechanical (Physical) Model of Enzyme Catalysis, supported a theory that enzyme catalysis use quantum-mechanical effects such as tunneling.
- John P. Wikswo, research on biomagnetism
- Douglas Warrick, specializing in bird flight (hummingbirds and pigeons)
- Balaji V N, specialized in computational biology
مراجع
- Perutz M.F. Proteins and Nucleic Acids, Elsevier, Amsterdam, 1962
- Perutz MF (1969). "The haemoglobin molecule". Proceedings of the Royal Society of London. Series B 173 (31): 113-40.
PMID 4389425
- Dogonadze R.R. and Urushadze Z.D. Semi-Classical Method of Calculation of Rates of Chemical Reactions Proceeding in Polar Liquids.- J.Electroanal.Chem., 32, 1971, pp. 235-245
- Volkenshtein M.V., Dogonadze R.R., Madumarov A.K., Urushadze Z.D. and Kharkats Yu.I. Theory of Enzyme Catalysis.- Molekuliarnaya Biologia (Moscow), 6, 1972, pp. 431-439 (In Russian, English summary)
- K. Sneppen and G. Zocchi, (2005) Physics in Molecular Biology, Cambridge University Press, ISBN 0-521-84419-3
وصلات خارجية