Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Естествознание arrow Биофизика
Посмотреть оригинал

ПРЕДИСЛОВИЕ

По общему мнению, биология в XXI в. займет одно из ведущих мест в пауке. Она призвана внести важный вклад не только в фундаментальные знания, но и в развитие медицины, экологии, создание новых видов организмов. Многие проблемы в биологии находятся на стыке наук и носят комплексный характер. Они требуют для своего решения привлечения представлений и методов других точных паук и, прежде всего, физики, математики, химии, физической химии. Именно в результате тесного взаимодействия биологии и этих смежных наук возникла и развивается биофизика как самостоятельная пограничная наука.

IJ настоящей книге в форме, доступной широкому читателю, излагаются основные представления современной биофизики. Биофизика (биологическая физика) — это наука о физических и физико-химических механизмах взаимодействий, лежащих в основе биологических процессов. Молекулярные особенности процессов живого во многом определяются физическими свойствами биополимеров, кинетикой реакций клеточного мегаболизма.

Биомакромолекула — основная бионаноразмерная структура клетки — рассматривается в биофизике как своеобразная макромо- лекулярная машина, где происходит трансформация энергии и преобразование одного вида энергии в другой. Уместно вспомнить слова известного американского молекулярного биолога Брюса Альбертса, который писал, что клетку можно считать своего рода заводом, содержащим сеть взаимосвязанных конвейерных линий, каждая из которых состоит из набора больших белковых машин [В.Alberts // Cell. — 1998. — Vol. 92. — Р. 291 —294]. Истинное понимание принципа работы этих белковых машин требует расшифровки не только их равновесной атомной структуры, но и знания кинетических и энергетических характеристик превращения отдельных интермедиатов. В современную постгеномную эпоху в молекулярной биологии на первый план выходит проблема механизмов внутримолекулярной подвижности макромолекулярных комплексов как основы их функционирования. В биофизике данному подходу соответствует концепция направленных электронно-конформационных взаимодействий, когда трансформация энергии и появление продуктов реакции достирается как результат внутримолекулярных взаимодействий отдельных частей единого макромолекулярного комплекса, т. е. концепция «белок-машина», выдвинутая в 70 — 80-х гг. XX в. Д. С. Чернавским, Л. А. Блюменфельдом, М. В. Волькенштейном [А. Б. Рубин. Биофизика: В 3 т., 2013].

13 теоретической биофизике обобщенные кинетические и физические модели взаимодействий позволяют описывать с единых позиций, казалось бы, разные биологические явления, которые, однако, родственны между собой по глубинным молекулярным механизмам. Например, механизмы первичных фотобиологических процессов (фотосинтеза, зрительной рецепции), ферментативного акта в активном центре фермента, прохождение ионов через мембранные каналы подчиняются во многом сходным физическим принципам. Все это означает, что в программы обучения биологии в университетах необходимо органично включать представления физики, математики, физической химии и на конкретных примерах показывать их плодотворность в решении биологических проблем. Такая задача стоит в преподавании разных биологических дисциплин. Но биофизика в первую очередь должна показать важную роль систематического использования идей и представлений точных наук в биологии.

Многолетний опыт преподавания биофизики в МГУ им. М. В. Ломоносова показал, что этому требованию отвечает преподавание биофизики в качестве логически связанных частей теоретической биофизики н биофизики клетки в самостоятельном общем курсе. Этот курс читается как бакалаврам-биологам, так и бакалаврам-физикам, а также бакалаврам медицинского и сельскохозяйственного профиля. Такой курс полезен и научным сотрудникам других областей науки, которые хотят заниматься проблемами современной биологии с использованием методов точных наук.

В настоящей книге кратко и доступно изложены представления теоретической биофизики (кинетика, термодинамика биологических процессов, молекулярная биофизика), на основе которых рассмотрен материал о биофизике ряда важных клеточных процессов (мембранные процессы, первичные фотобиологические процессы, ферментативные реакции). Книга создает основу для дальнейшего углубленного изучения биофизики уже с использованием специальной литературы и ее применения в разных областях биологии, медицины и экологии.

 
Посмотреть оригинал
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы