Biyoloji ve Genetik

Biyofizik: Fizik, Kimya ve Biyolojinin Kesiştiği Nokta

Bilim tarihi boyunca, fizik ve onun kardeş disiplini olan kimya arasında her zaman güçlü bir örtüşme olmuştur. Aslında sadece kimya değil; özellikle biyoloji de fiziğin gelişimi ile ilgili önemli bir tarihe sahiptir. Biyolojik problemlerle ilgilenen fizikçiler oldukça fazladır ve çalışmaları biyofizik adı verilen bir araştırma alanının doğmasına yol açmıştır.

Nihayetinde fizik; kimya ve kimyasal süreçlerin temelini oluşturur. Canlı organizmalardaki fenomenler de karmaşık kimyasal süreçlerden oluşur. Bu durumda bizi aslında fiziğin biyolojinin de temelinde yer alması gerektiği sonucuna ulaştırır. Sonuçta, canlı veya cansız her şey nihayetinde atomlardan yapılmıştır ve fizik kanunlarına tabidir.

Biyofizik Nedir?

Biyofizik, biyolojik yapıları, yaşamsal süreç ve işlevleri moleküler düzeyde fiziğin ilke ve yasaları ışığında inceler ve fizik dilinde yorumlar. Biyofizik, biyolojik sistemlerin nasıl çalıştığını anlamak için fizik teorilerini ve yöntemlerini kullanır. Günümüzde biyofizik, “Çevremizdeki küçük moleküller bir duyu organı tarafından nasıl algılanır ve beyne dış dünya hakkında bilgi sağlayan elektriksel dürtülere dönüştürülür?” gibi çeşitli biyolojik soruları yanıtlamaya çalışır. Biyofizikçiler bu tür soruları cevaplamak için kimyasal, fiziksel ve biyolojik analiz tekniklerini kullanırlar. Biyofiziksel çalışmanın önemli bir alanı, canlı sistemlerdeki moleküllerin yapısının ayrıntılı analizidir. Bu alanla ilgili en bilinen başarı, yaşamın kalıtsal malzemesi olan deoksiribonükleik asidin (DNA) modelidir.

Biyoloji mi Yoksa Fizik mi?

Yirminci yüzyılda moleküler biyoloji ve genetikteki erken gelişmelerin çoğu Leo Szilard, Max Delbrück ve Francis Crick gibi fizikçiler tarafından yapıldı. James Watson ve Rosalind Franklin ile birlikte DNA’nın çifte sarmal yapısını keşfeden Crick, 1944 tarihli “What is Life? (Hayat Nedir?)” adlı fizikçi Erwin Schrödinger tarafından kaleme alınan kitaptan büyük ölçüde etkilendi.

Öte yandan, fizikçiler, X ışını kırınımından MRI tarayıcılarına kadar maddeyi araştırmak için kullanılan birçok tekniğin geliştirilmesinde kilit rol oynadılar. Hiçbir biyoloji laboratuvarının onsuz çalışamayacağı mikroskop bile, ışığın doğası ve lenslerin onu kırma ve odaklanma şekli üzerine yüzlerce yıllık araştırmalar sayesinde fizikçiler tarafından icat edildi.

Henüz emekleme çağında bir bilim olan Kuantum biyolojisi ise, kuantum mekaniğindeki tünel açma, üst üste binme ve dolanma gibi fikirlerin bazılarının canlı hücrelerin içinde önemli bir rol oynayabileceğini öne süren teorik fizik, deneysel biyoloji ve biyokimyadaki son araştırmalara atıfta bulunmaktadır.

Biyofizikçiler Ne Yapar?

Biyofizikçiler, hastalıkların üstesinden gelmek, küresel açlığı ortadan kaldırmak, yenilenebilir enerji kaynakları üretmek, en yeni teknolojileri tasarlamak ve sayısız bilimsel gizemi çözmek için yöntemler geliştirmek için çalışıyorlar. Kısacası, biyofizikçiler, asırlık insan sorunlarını ve geleceğin sorunlarını çözmenin ön saflarında yer almaktadırlar. Kısaca maddelemek gerekirse:

  • 1- Veri Analizi: DNA’nın yapısı 1953’te biyofizik kullanılarak çözüldü. Artık binlerce insandan ve tüm canlı organizmalardan DNA dizilerini okuyabiliyoruz. Biyofiziksel teknikler de bu büyük miktardaki verilerin analizi için gereklidir.
  • 2-Bilgisayar Yardımıyla Modelleme: Biyofizikçiler, proteinlerin, virüslerin ve diğer karmaşık moleküllerin şekillerini ve yapılarını, yeni ilaçlar geliştirmek için gerekli olan önemli bilgileri görmek ve değiştirmek için bilgisayar modelleme yöntemleri geliştirir ve kullanırlar.
  • 3- Moleküler İnceleme: Biyofizikçiler aynı zamanda hormonların hücre içinde nasıl hareket ettiğini ve hücrelerin birbirleriyle nasıl iletişim kurduğunu incelerler.
  • 4- Biyomühendislik: Biyofizik, biyomekaniği anlamak ve bu bilgiyi daha iyi protez uzuvların ve nano malzemelerin tasarımına uygulamak için de kritik öneme sahiptir.
  • 5- Görüntüleme: Biyofizikçiler, MRI’lar, CT taramaları ve PET taramaları dahil olmak üzere sofistike tanısal görüntüleme teknikleri geliştirdiler. Biyofizik, tıbbi görüntülemeyi iyileştirmek ve bize vücudun işleyişi hakkında daha fazla şey öğretmek için daha güvenli, daha hızlı ve daha hassas teknolojinin geliştirilmesi için gerekli olmaya devam ediyor.

Kısacası biyofizik, biyoloji anlayışımızı ve tıp pratiğini muhteşem bir biçimde birleştiren ve şekillendiren bir bilimsel çalışma alanıdır. Bu nedenle de biyofizik eğitimi almış olanlar sınırsız kariyer olanaklarına sahiptir.

Daha fazla bilgi için: What Is Biophysics; https://www.biophysics.org/what-is-biophysics

GÖZ ATMAK İSTERSENİZ

Matematiksel

Sibel Çağlar

Merhabalar. Matematik öğretmeni olarak başladığım hayatıma 2016 yılında kurduğum matematiksel.org web sitesinde içerikler üreterek devam ediyorum. Matematiğin aydınlık yüzünü paylaşıyorum. Amacım matematiğin hayattan kopuk olmadığını kanıtlamaktı. Devamında ekip arkadaşlarımın da dahil olması ile kocaman bir aile olduk. Amacımıza da kısmen ulaştık. Yolumuz daha uzun ama kesinlikle çok keyifli.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu